9. 如图所示,晓华组使用如图所示实验装置探究“影响浮力大小的因素”,当把圆柱形金属块的$\frac{2}{3}$浸入水中时,弹簧测力计的示数是1 N。以下操作可以使弹簧测力计的示数大于1 N的是(

A.金属块下移一点
B.金属块上移一点
C.往烧杯里加些盐
D.往烧杯里加点水
B
)A.金属块下移一点
B.金属块上移一点
C.往烧杯里加些盐
D.往烧杯里加点水
答案
9. B
解析
【分析】
要解决该问题,需结合称重法测浮力($F_{拉}=G-F_{浮}$)和阿基米德原理($F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$)分析:弹簧测力计示数大于1N,意味着需减小金属块受到的浮力(金属块重力$G$不变),因此要找到能减小浮力的操作。
【解析】
根据$F_{拉}=G-F_{浮}$,要使$F_{拉}>1N$,需减小浮力$F_{浮}$:
选项A:金属块下移一点,金属块浸入水中的体积($V_{排}$)不变,水的密度不变,由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$知浮力不变,拉力不变,A错误;
选项B:金属块上移一点,金属块浸入水中的体积($V_{排}$)减小,水的密度不变,浮力减小,因此拉力$F_{拉}=G-F_{浮}$增大,大于1N,B正确;
选项C:往烧杯里加些盐,液体密度变大,金属块$V_{排}$不变,浮力增大,拉力减小,C错误;
选项D:往烧杯里加点水,液体密度仍为水的密度,金属块$V_{排}$不变,浮力不变,拉力不变,D错误。
【答案】
B
【知识点】
浮力影响因素、阿基米德原理
【点评】
本题结合称重法和阿基米德原理分析操作对浮力的影响,核心是明确改变浮力的两种方式(改变排开液体体积或液体密度),需逐一判断选项的合理性。
【难度系数】
0.5
要解决该问题,需结合称重法测浮力($F_{拉}=G-F_{浮}$)和阿基米德原理($F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$)分析:弹簧测力计示数大于1N,意味着需减小金属块受到的浮力(金属块重力$G$不变),因此要找到能减小浮力的操作。
【解析】
根据$F_{拉}=G-F_{浮}$,要使$F_{拉}>1N$,需减小浮力$F_{浮}$:
选项A:金属块下移一点,金属块浸入水中的体积($V_{排}$)不变,水的密度不变,由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$知浮力不变,拉力不变,A错误;
选项B:金属块上移一点,金属块浸入水中的体积($V_{排}$)减小,水的密度不变,浮力减小,因此拉力$F_{拉}=G-F_{浮}$增大,大于1N,B正确;
选项C:往烧杯里加些盐,液体密度变大,金属块$V_{排}$不变,浮力增大,拉力减小,C错误;
选项D:往烧杯里加点水,液体密度仍为水的密度,金属块$V_{排}$不变,浮力不变,拉力不变,D错误。
【答案】
B
【知识点】
浮力影响因素、阿基米德原理
【点评】
本题结合称重法和阿基米德原理分析操作对浮力的影响,核心是明确改变浮力的两种方式(改变排开液体体积或液体密度),需逐一判断选项的合理性。
【难度系数】
0.5
10. 如图所示,在一只轻薄透明塑料袋中装有半袋水,用弹簧测力计吊住塑料袋并将其缓慢浸入水中,当测力计示数减小为零时(塑料袋不接触杯底),发现袋内外水面相平。为了说明浮力的大小与液体的密度有关,仅提供密度不同的两种液体甲和乙($\rho_{甲}>\rho_{水}>\rho_{乙}$),在前面步骤的基础上,要求控制$V_{排}$不变,以下关于器材选用的设计方案正确的是 (
A.将袋内水换成等体积的甲液体,袋外水不变
B.将袋内水换成等体积的乙液体,袋外水不变
C.将袋外水换成甲液体,袋内水不变
D.将袋外水换成乙液体,袋内水不变
D
)A.将袋内水换成等体积的甲液体,袋外水不变
B.将袋内水换成等体积的乙液体,袋外水不变
C.将袋外水换成甲液体,袋内水不变
D.将袋外水换成乙液体,袋内水不变
答案
10. D
解析
【分析】
要探究浮力大小与液体密度的关系,需运用控制变量法,控制排开液体的体积$V_{排}$不变,仅改变液体的密度。原实验中,袋内外水面相平时,$V_{排}$等于袋内水的体积,此时测力计示数为零,说明袋内水的重力等于浮力。要保持$V_{排}$不变,需保证袋内液体体积不变(因$V_{排}$等于袋内液体体积),再改变袋外液体的密度,即可探究浮力与液体密度的关系。
【解析】
根据控制变量法,探究浮力与液体密度的关系时,必须控制$V_{排}$相同,改变液体密度:
选项A:将袋内水换成等体积的甲液体,袋外水不变,此时排开液体仍为水,液体密度未改变,无法探究浮力与液体密度的关系,错误;
选项B:将袋内水换成等体积的乙液体,袋外水不变,同理,排开液体仍为水,液体密度未改变,错误;
选项C:将袋外水换成甲液体,袋内水不变,此时$V_{排}$等于袋内水的体积,排开液体密度变为甲的密度,但未与原情况(袋外为水)形成对比,无法直接说明浮力与液体密度的关系,错误;
选项D:将袋外水换成乙液体,袋内水不变,此时$V_{排}$仍等于袋内水的体积(控制$V_{排}$不变),排开液体密度变为乙的密度,与原袋外为水的情况对比,可探究浮力大小与液体密度的关系,正确。
【答案】
D
【知识点】
浮力与液体密度的关系;控制变量法;阿基米德原理
【点评】
本题结合实验探究考查控制变量法的应用,是浮力实验中的基础题型,需明确探究某一因素对浮力的影响时,需控制其他因素不变,重点考查学生对实验方法的理解与应用能力。
【难度系数】
0.5
要探究浮力大小与液体密度的关系,需运用控制变量法,控制排开液体的体积$V_{排}$不变,仅改变液体的密度。原实验中,袋内外水面相平时,$V_{排}$等于袋内水的体积,此时测力计示数为零,说明袋内水的重力等于浮力。要保持$V_{排}$不变,需保证袋内液体体积不变(因$V_{排}$等于袋内液体体积),再改变袋外液体的密度,即可探究浮力与液体密度的关系。
【解析】
根据控制变量法,探究浮力与液体密度的关系时,必须控制$V_{排}$相同,改变液体密度:
选项A:将袋内水换成等体积的甲液体,袋外水不变,此时排开液体仍为水,液体密度未改变,无法探究浮力与液体密度的关系,错误;
选项B:将袋内水换成等体积的乙液体,袋外水不变,同理,排开液体仍为水,液体密度未改变,错误;
选项C:将袋外水换成甲液体,袋内水不变,此时$V_{排}$等于袋内水的体积,排开液体密度变为甲的密度,但未与原情况(袋外为水)形成对比,无法直接说明浮力与液体密度的关系,错误;
选项D:将袋外水换成乙液体,袋内水不变,此时$V_{排}$仍等于袋内水的体积(控制$V_{排}$不变),排开液体密度变为乙的密度,与原袋外为水的情况对比,可探究浮力大小与液体密度的关系,正确。
【答案】
D
【知识点】
浮力与液体密度的关系;控制变量法;阿基米德原理
【点评】
本题结合实验探究考查控制变量法的应用,是浮力实验中的基础题型,需明确探究某一因素对浮力的影响时,需控制其他因素不变,重点考查学生对实验方法的理解与应用能力。
【难度系数】
0.5
11. (2025临沂莒南县期末)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小明猜想浮
力的大小与以下因素有关:①液体的密度;②物体受到的重力;③物体的形状;④物体排开液体的体积。

(甲)

(乙)

(丙)
(1)如图(甲)用手把空的易拉罐按入水中,易拉罐浸入水中越深,手会感觉越吃力。这个事实可以支持以上猜想
(2)为了研究猜想②,用体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4 N、4.5 N和5 N,然后进行如图(乙)所示的实验。序号a的实验中物体A所受的浮力为
(3)比较序号
(4)为了研究猜想③,将两块相同的橡皮泥(不吸水且不溶于水)分别做成不同形状,进行如图丙所示实验,此时两弹簧测力计的示数不同,得出浮力的大小与物体形状有关。
该结论
力的大小与以下因素有关:①液体的密度;②物体受到的重力;③物体的形状;④物体排开液体的体积。
(甲)
(乙)
(丙)
(1)如图(甲)用手把空的易拉罐按入水中,易拉罐浸入水中越深,手会感觉越吃力。这个事实可以支持以上猜想
④
(选填“①”“②”“③”或“④”)。(2)为了研究猜想②,用体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4 N、4.5 N和5 N,然后进行如图(乙)所示的实验。序号a的实验中物体A所受的浮力为
1
N。进一步计算得出A、B、C所受浮力相等
(选填“相等”或“不相等”),可得出初步结论:浮力的大小与物体的重力无关
(选填“有关”或“无关”)。(3)比较序号
a、d、e
的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关。(4)为了研究猜想③,将两块相同的橡皮泥(不吸水且不溶于水)分别做成不同形状,进行如图丙所示实验,此时两弹簧测力计的示数不同,得出浮力的大小与物体形状有关。
该结论
不可靠
(选填“可靠”或“不可靠”),主要原因是没有控制排开液体的体积相同
。答案
11.(1) ④ (2) 1 相等 无关 (3) a、d、e (4) 不可靠 没有控制排开液体的体积相同
解析
【分析】
解决本题需结合控制变量法和称重法测浮力的知识,逐一分析各问题:
1. 第一问:易拉罐浸入水中越深,排开液体体积越大,手越吃力说明浮力越大,对应浮力与排开液体体积有关的猜想;
2. 第二问:用称重法计算A的浮力,再分析体积相同的A、B、C的浮力关系,判断浮力与物体重力的关系;
3. 第三问:探究浮力与液体密度的关系,需控制排开液体体积相同,据此选择实验序号;
4. 第四问:探究浮力与形状的关系,必须控制排开液体体积相同,分析实验是否满足控制条件。
【解析】
(1) 易拉罐浸入水中越深,排开液体的体积越大,手的吃力感说明浮力越大,因此支持猜想④;
(2) 序号a中,物体A的重力为4N,弹簧测力计示数为3N,根据称重法,浮力$F_{浮A}=G_A - F_A=4N - 3N=1N$;A、B、C体积相同,实验中排开液体体积、液体密度均相同,由阿基米德原理可知三者浮力相等,因此浮力大小与物体的重力无关;
(3) 探究浮力与液体密度的关系,需控制排开液体体积相同,改变液体密度,故选择序号a、d、e的三次实验;
(4) 探究浮力与物体形状的关系时,需控制排开液体体积和液体密度相同。实验中改变橡皮泥形状时,排开液体体积发生变化,未控制排开液体体积相同,因此结论不可靠。
【答案】
11.(1) ④ (2) 1 相等 无关 (3) a、d、e (4) 不可靠 没有控制排开液体的体积相同
【知识点】
浮力的影响因素、称重法测浮力、控制变量法
【点评】
本题是探究浮力影响因素的经典实验题,重点考查控制变量法的应用和称重法计算浮力,要求学生理解实验设计的控制变量原则,是力学部分的重点题型。
【难度系数】
0.6
解决本题需结合控制变量法和称重法测浮力的知识,逐一分析各问题:
1. 第一问:易拉罐浸入水中越深,排开液体体积越大,手越吃力说明浮力越大,对应浮力与排开液体体积有关的猜想;
2. 第二问:用称重法计算A的浮力,再分析体积相同的A、B、C的浮力关系,判断浮力与物体重力的关系;
3. 第三问:探究浮力与液体密度的关系,需控制排开液体体积相同,据此选择实验序号;
4. 第四问:探究浮力与形状的关系,必须控制排开液体体积相同,分析实验是否满足控制条件。
【解析】
(1) 易拉罐浸入水中越深,排开液体的体积越大,手的吃力感说明浮力越大,因此支持猜想④;
(2) 序号a中,物体A的重力为4N,弹簧测力计示数为3N,根据称重法,浮力$F_{浮A}=G_A - F_A=4N - 3N=1N$;A、B、C体积相同,实验中排开液体体积、液体密度均相同,由阿基米德原理可知三者浮力相等,因此浮力大小与物体的重力无关;
(3) 探究浮力与液体密度的关系,需控制排开液体体积相同,改变液体密度,故选择序号a、d、e的三次实验;
(4) 探究浮力与物体形状的关系时,需控制排开液体体积和液体密度相同。实验中改变橡皮泥形状时,排开液体体积发生变化,未控制排开液体体积相同,因此结论不可靠。
【答案】
11.(1) ④ (2) 1 相等 无关 (3) a、d、e (4) 不可靠 没有控制排开液体的体积相同
【知识点】
浮力的影响因素、称重法测浮力、控制变量法
【点评】
本题是探究浮力影响因素的经典实验题,重点考查控制变量法的应用和称重法计算浮力,要求学生理解实验设计的控制变量原则,是力学部分的重点题型。
【难度系数】
0.6
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