1.如图所示,小聪用一个长方体铝块探究影响浮力大小的因素。他先后将该铝块平放、竖放和侧放,使其部分浸入同一杯水中,保证每次水面到达同一标记处,比较弹簧测力计示数大小。该实验探究的是下列哪个因素对浮力大小的影响(

A.液体的密度
B.物体的形状
C.物体排开液体的体积
D.物体浸入液体的深度
D
)A.液体的密度
B.物体的形状
C.物体排开液体的体积
D.物体浸入液体的深度
答案
1.D
解析
【分析】
探究浮力大小的影响因素需运用控制变量法,即保持其他影响浮力的因素不变,仅改变要探究的因素。本题中,铝块以不同方式放置,每次水面到达同一标记处,说明排开液体体积相同,且液体为同一杯水(密度相同),仅改变了铝块浸入液体的深度,因此需判断该实验探究的是浸入深度对浮力的影响。
【解析】
根据控制变量法分析:实验中液体密度相同,物体排开液体的体积相同,仅改变了物体浸入液体的深度;浮力可通过公式$F_{浮}=G-F_{拉}$,由弹簧测力计示数变化反映,因此该实验探究的是物体浸入液体的深度对浮力大小的影响,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
浮力的影响因素、控制变量法
【点评】
本题考查控制变量法在浮力实验中的应用,需准确识别实验中的不变量与变量,明确各因素对浮力的影响,属于基础实验题。
【难度系数】
0.6
探究浮力大小的影响因素需运用控制变量法,即保持其他影响浮力的因素不变,仅改变要探究的因素。本题中,铝块以不同方式放置,每次水面到达同一标记处,说明排开液体体积相同,且液体为同一杯水(密度相同),仅改变了铝块浸入液体的深度,因此需判断该实验探究的是浸入深度对浮力的影响。
【解析】
根据控制变量法分析:实验中液体密度相同,物体排开液体的体积相同,仅改变了物体浸入液体的深度;浮力可通过公式$F_{浮}=G-F_{拉}$,由弹簧测力计示数变化反映,因此该实验探究的是物体浸入液体的深度对浮力大小的影响,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
浮力的影响因素、控制变量法
【点评】
本题考查控制变量法在浮力实验中的应用,需准确识别实验中的不变量与变量,明确各因素对浮力的影响,属于基础实验题。
【难度系数】
0.6
2. 小芳同学在探究“浮力的大小等于什么(阿基米德原理)”时,做了如图所示的实验,四步实验中弹簧测力计的示数分别为$F_1$、$F_2$、$F_3$、$F_4$,当它们之间满足

$F_2-F_3=F_4-F_1$
关系时,证明阿基米德原理是正确的。已知水的密度是$\rho_{\mathrm{水}}$,则物体的体积的表达式是$\frac{F_4-F_1}{\rho_{水}g}$(或$\frac{F_2-F_3}{\rho_{水}g}$)
。答案
2.$F_2-F_3=F_4-F_1$
$\frac{F_4-F_1}{\rho_{水}g}$(或$\frac{F_2-F_3}{\rho_{水}g}$)
$\frac{F_4-F_1}{\rho_{水}g}$(或$\frac{F_2-F_3}{\rho_{水}g}$)
解析
【分析】
要解决这道题,需紧扣阿基米德原理的核心:浮力大小等于排开液体的重力。首先明确各弹簧测力计示数对应的物理意义:$F_1$是空桶的重力,$F_2$是物体的重力,$F_3$是物体浸没在水中时弹簧测力计的拉力,$F_4$是桶和溢出水的总重力。分别计算浮力和排开液体的重力,再根据阿基米德原理建立等式;推导物体体积时,利用“物体浸没时体积等于排开液体体积”结合阿基米德原理公式即可。
【解析】
1. 计算浮力:物体重力为$F_2$,浸没在水中时,浮力等于重力减去弹簧测力计的拉力,即$F_{浮}=F_2-F_3$。
2. 计算排开液体的重力:空桶重力为$F_1$,桶和溢出水的总重力为$F_4$,因此排开的水的重力$G_{排}=F_4-F_1$。
3. 根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,故$F_2-F_3=F_4-F_1$。
4. 推导物体体积:物体浸没在水中时,体积等于排开水的体积,即$V_{物}=V_{排}$。由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,可得$V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{水}g}$,代入$F_{浮}=F_2-F_3$,得$V_{物}=\frac{F_2-F_3}{\rho_{水}g}$;也可代入$F_{浮}=F_4-F_1$,得$V_{物}=\frac{F_4-F_1}{\rho_{水}g}$。
【答案】
$F_2-F_3=F_4-F_1$;$\frac{F_4-F_1}{\rho_{水}g}$(或$\frac{F_2-F_3}{\rho_{水}g}$)
【知识点】
阿基米德原理、浮力计算、排开液体重力
【点评】
本题是探究阿基米德原理的经典基础题,需明确实验中各物理量的对应关系,掌握浮力与排开液体重力的计算方法,是浮力部分的核心题型,重点考查对实验原理的理解和公式的应用。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需紧扣阿基米德原理的核心:浮力大小等于排开液体的重力。首先明确各弹簧测力计示数对应的物理意义:$F_1$是空桶的重力,$F_2$是物体的重力,$F_3$是物体浸没在水中时弹簧测力计的拉力,$F_4$是桶和溢出水的总重力。分别计算浮力和排开液体的重力,再根据阿基米德原理建立等式;推导物体体积时,利用“物体浸没时体积等于排开液体体积”结合阿基米德原理公式即可。
【解析】
1. 计算浮力:物体重力为$F_2$,浸没在水中时,浮力等于重力减去弹簧测力计的拉力,即$F_{浮}=F_2-F_3$。
2. 计算排开液体的重力:空桶重力为$F_1$,桶和溢出水的总重力为$F_4$,因此排开的水的重力$G_{排}=F_4-F_1$。
3. 根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,故$F_2-F_3=F_4-F_1$。
4. 推导物体体积:物体浸没在水中时,体积等于排开水的体积,即$V_{物}=V_{排}$。由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,可得$V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{水}g}$,代入$F_{浮}=F_2-F_3$,得$V_{物}=\frac{F_2-F_3}{\rho_{水}g}$;也可代入$F_{浮}=F_4-F_1$,得$V_{物}=\frac{F_4-F_1}{\rho_{水}g}$。
【答案】
$F_2-F_3=F_4-F_1$;$\frac{F_4-F_1}{\rho_{水}g}$(或$\frac{F_2-F_3}{\rho_{水}g}$)
【知识点】
阿基米德原理、浮力计算、排开液体重力
【点评】
本题是探究阿基米德原理的经典基础题,需明确实验中各物理量的对应关系,掌握浮力与排开液体重力的计算方法,是浮力部分的核心题型,重点考查对实验原理的理解和公式的应用。
【难度系数】
0.6
3.小明在海边游泳时,发现塑料泡沫板浮在水面上,石块却沉入水底。由此,他进行了有关浮力的实验探究。

(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出石块的重力为
(2)将石块缓慢浸入水中,弹簧测力计示数
(3)将
(4)将一个两端蒙有橡皮膜的玻璃管,分别以图乙和图丙的方式浸没于水中,能反映浮力产生原因的是图
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出石块的重力为
1.4
N。(2)将石块缓慢浸入水中,弹簧测力计示数
变小
,石块浸没后,在触底之前,弹簧测力计示数不变
,说明浮力的大小与排开液体的体积
有关。(3)将
体积
相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小相等
,说明浮力的大小与物体密度无关。(4)将一个两端蒙有橡皮膜的玻璃管,分别以图乙和图丙的方式浸没于水中,能反映浮力产生原因的是图
丙
。答案
3.(1)1.4
(2)变小 不变 排开液体的体积
(3)体积 相等
(4)丙
(2)变小 不变 排开液体的体积
(3)体积 相等
(4)丙
解析
【分析】
本题围绕浮力相关实验展开,需结合弹簧测力计读数规则、称重法测浮力、控制变量法探究浮力影响因素、浮力产生原因等知识点解题:
1. 弹簧测力计读数:先确定分度值,再根据指针位置读取石块重力;
2. 分析石块浸入水中时的示数变化:根据排开液体体积变化,结合称重法判断示数变化,推导浮力与排开液体体积的关系;
3. 探究浮力与物体密度的关系:需控制排开液体体积相同,根据阿基米德原理判断浮力情况;
4. 浮力产生的原因是物体上下表面的压力差,需观察橡皮膜形变,判断对应图示。
【解析】
(1) 弹簧测力计的分度值为0.2N,指针位于1N刻度线下方第2个小格,因此示数为$1\mathrm{N} + 2×0.2\mathrm{N}=1.4\mathrm{N}$,即石块重力为1.4N;
(2) 将石块缓慢浸入水中时,排开液体的体积逐渐增大,根据$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{液}}gV_{\mathrm{排}}$,浮力变大,由称重法$F_{\mathrm{示}}=G-F_{\mathrm{浮}}$可知,弹簧测力计示数变小;石块浸没后,触底前排开液体体积不变,浮力不变,因此弹簧测力计示数不变,说明浮力大小与排开液体的体积有关;
(3) 探究浮力与物体密度的关系时,需控制排开液体体积相同,因此将体积相同的实心铜块和铝块浸没于水中,根据阿基米德原理,它们排开水的体积相等,所受浮力大小相等,说明浮力与物体密度无关;
(4) 浮力产生的原因是物体上下表面受到液体的压力差:图乙中玻璃管水平放置,橡皮膜形变不明显,上下压力差小;图丙中玻璃管竖直放置,下表面橡皮膜所处深度更深,向上的压力更大,上下压力差明显,能反映浮力产生的原因,故为图丙。
【答案】
(1)1.4;(2)变小;不变;排开液体的体积;(3)体积;相等;(4)丙
【知识点】
弹簧测力计读数;浮力的影响因素;浮力产生的原因
【点评】
本题为浮力基础实验题,考查弹簧测力计使用、控制变量法在浮力探究中的应用、浮力产生原因等核心知识点,注重实验过程的理解,难度适中,是浮力模块的常规考查题型。
【难度系数】
0.5
本题围绕浮力相关实验展开,需结合弹簧测力计读数规则、称重法测浮力、控制变量法探究浮力影响因素、浮力产生原因等知识点解题:
1. 弹簧测力计读数:先确定分度值,再根据指针位置读取石块重力;
2. 分析石块浸入水中时的示数变化:根据排开液体体积变化,结合称重法判断示数变化,推导浮力与排开液体体积的关系;
3. 探究浮力与物体密度的关系:需控制排开液体体积相同,根据阿基米德原理判断浮力情况;
4. 浮力产生的原因是物体上下表面的压力差,需观察橡皮膜形变,判断对应图示。
【解析】
(1) 弹簧测力计的分度值为0.2N,指针位于1N刻度线下方第2个小格,因此示数为$1\mathrm{N} + 2×0.2\mathrm{N}=1.4\mathrm{N}$,即石块重力为1.4N;
(2) 将石块缓慢浸入水中时,排开液体的体积逐渐增大,根据$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{液}}gV_{\mathrm{排}}$,浮力变大,由称重法$F_{\mathrm{示}}=G-F_{\mathrm{浮}}$可知,弹簧测力计示数变小;石块浸没后,触底前排开液体体积不变,浮力不变,因此弹簧测力计示数不变,说明浮力大小与排开液体的体积有关;
(3) 探究浮力与物体密度的关系时,需控制排开液体体积相同,因此将体积相同的实心铜块和铝块浸没于水中,根据阿基米德原理,它们排开水的体积相等,所受浮力大小相等,说明浮力与物体密度无关;
(4) 浮力产生的原因是物体上下表面受到液体的压力差:图乙中玻璃管水平放置,橡皮膜形变不明显,上下压力差小;图丙中玻璃管竖直放置,下表面橡皮膜所处深度更深,向上的压力更大,上下压力差明显,能反映浮力产生的原因,故为图丙。
【答案】
(1)1.4;(2)变小;不变;排开液体的体积;(3)体积;相等;(4)丙
【知识点】
弹簧测力计读数;浮力的影响因素;浮力产生的原因
【点评】
本题为浮力基础实验题,考查弹簧测力计使用、控制变量法在浮力探究中的应用、浮力产生原因等核心知识点,注重实验过程的理解,难度适中,是浮力模块的常规考查题型。
【难度系数】
0.5
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