登录
1 [2024 陕西西安模拟,中]在“探究影响浮力大小的因素”实验中,同学们根据生活经验,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
①与物体浸没在液体中的深度有关;
②与物体排开液体的体积有关;
③与液体的密度有关;
④与物体的形状有关。
(1)某同学发现鸡蛋在盐水中可以漂浮,而在清水中会沉底,因此该同学需要验证猜想
(2)实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。其中图b中物体P所受浮力大小为
(3)分析
(4)为了研究猜想④,晓丽同学用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图f、g的实验,由此得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小珍认为该结论不可靠,主要原因是
①与物体浸没在液体中的深度有关;
②与物体排开液体的体积有关;
③与液体的密度有关;
④与物体的形状有关。
(1)某同学发现鸡蛋在盐水中可以漂浮,而在清水中会沉底,因此该同学需要验证猜想
③
。(2)实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。其中图b中物体P所受浮力大小为
1.4
N。(3)分析
a、b、c(或a、b、d)
三次实验,可知浮力大小与物体排开液体的体积有关;分析a、c、d三次实验,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关
(填“有关”或“无关”);分析a、d、e三次实验,可知在其他条件相同时,液体密度越大,物体受到的浮力越大
(填“越大”或“越小”)。(4)为了研究猜想④,晓丽同学用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图f、g的实验,由此得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小珍认为该结论不可靠,主要原因是
没有控制物体排开液体的体积相同
。答案
1. (1)③ (2)1.4 (3)a、b、c(或a、b、d) 无关 越大 (4)没有控制物体排开液体的体积相同 【解析】(1)某同学发现鸡蛋在盐水中可以漂浮,而在清水中会沉底,由此说明浮力大小与液体的密度有关,故需要验证猜想③。(2)图a中弹簧测力计示数为4.8 N,则物体P的重力为4.8 N,图b中弹簧测力计的示数为3.4 N,则由称重法可知物体P所受浮力$F_{浮}=G-F_{b}=4.8N-3.4N=1.4N$。(3)要得出浮力大小与物体排开液体的体积有关的结论,应改变物体排开液体的体积,控制液体的密度等其他因素相同,所以应分析a、b、c(或a、b、d)三次实验;分析图c、d可知,物体浸没在液体中的深度不同,弹簧测力计的示数相同,结合图a可知物体受到的浮力相同,说明物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析a、d、e三次实验可知,物体浸没在水中和盐水中,排开水和盐水的体积相同,物体在水中受到的浮力为$F_{浮水}=G-F_{d}=4.8N-2.8N=2N$,在盐水中受到的浮力为$F_{浮盐水}=G-F_{e}=4.8N-2.4N=2.4N$,物体所受浮力不同,说明浮力大小与液体的密度有关,且在其他条件相同时,液体密度越大,物体受到的浮力越大。(4)探究浮力的大小与物体的形状的关系,应控制液体的密度和排开液体的体积相同,只改变物体的形状,由图f、g知,没有控制物体排开液体的体积相同,故小珍认为这个结论不可靠。
解析
【分析】
我们可以结合控制变量法的实验逻辑逐步推导每一问的解题思路：
1. 第一问：同一个鸡蛋先后放在清水和盐水中，唯一的不同变量是液体的密度，浮沉状态不同说明浮力存在差异，因此对应的是验证浮力和液体密度相关的猜想。
2. 第二问：使用称重法测浮力的公式$F_{浮}=G-F_{拉}$，先从图a读出物体的重力，再读取图b弹簧测力计的拉力，两数相减即可得到对应浮力。
3. 第三问：要探究浮力和排开液体体积的关系，需要控制液体密度完全相同，只改变物体排开液体的体积，筛选出符合条件的实验组别即可；分析a、c、d三组的变量差异，对比浮力大小就能判断浮力和浸没深度的关系；再对比a、d、e三组的浮力数值，就能得到浮力和液体密度的变化规律。
4. 第四问：探究浮力和物体形状的关系时，必须保证只有物体形状这一个变量不同，其余可能影响浮力的因素全部要控制一致，对照实验设计就能找到结论不可靠的原因。
【解析】
(1) 同一鸡蛋在清水和盐水中排开液体的体积几乎一致，仅液体密度不同，浮沉状态不同说明浮力不同，因此该同学要验证的是浮力与液体密度有关的猜想③。
(2) 由图a可知物体P的重力$G=4.8\ \mathrm{N}$，图b中弹簧测力计的拉力$F_b=3.4\ \mathrm{N}$，根据称重法测浮力：
$F_{浮}=G-F_b=4.8\ \mathrm{N}-3.4\ \mathrm{N}=1.4\ \mathrm{N}$
(3) 要探究浮力大小与物体排开液体的体积有关，需控制液体密度相同，改变排开液体的体积，因此选择a、b、c（或a、b、d）三次实验；
a、c、d三次实验中，液体密度、排开液体体积均相同，仅物体浸没深度不同，弹簧测力计示数相同，计算得到的浮力相等，说明浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；
a、d、e三次实验中，排开液体体积相同，液体密度不同，计算得水中浮力为$4.8\ \mathrm{N}-2.8\ \mathrm{N}=2\ \mathrm{N}$，盐水中浮力为$4.8\ \mathrm{N}-2.4\ \mathrm{N}=2.4\ \mathrm{N}$，因此其他条件相同时，液体密度越大，物体受到的浮力越大。
(4) 探究浮力与物体形状的关系时，需控制液体密度、物体排开液体的体积相同，仅改变物体形状，本次实验中没有控制两块橡皮泥排开液体的体积相同，变量不唯一，因此得出的结论不可靠。
【答案】
(1) ③ (2) 1.4 (3) a、b、c(或a、b、d)；无关；越大 (4) 没有控制物体排开液体的体积相同
【知识点】
称重法测浮力；控制变量法；影响浮力的因素
【点评】
本题是探究影响浮力大小因素的经典实验题，核心考察控制变量法在力学探究实验中的应用，覆盖了称重法测浮力、变量判断、实验方案误差分析等核心考点，易错点是容易忽略探究物体形状对浮力影响时，需要控制排开液体体积相同的要求，整体贴合中考物理实验题的常规考察方向。
【难度系数】
0.6
我们可以结合控制变量法的实验逻辑逐步推导每一问的解题思路：
1. 第一问：同一个鸡蛋先后放在清水和盐水中，唯一的不同变量是液体的密度，浮沉状态不同说明浮力存在差异，因此对应的是验证浮力和液体密度相关的猜想。
2. 第二问：使用称重法测浮力的公式$F_{浮}=G-F_{拉}$，先从图a读出物体的重力，再读取图b弹簧测力计的拉力，两数相减即可得到对应浮力。
3. 第三问：要探究浮力和排开液体体积的关系，需要控制液体密度完全相同，只改变物体排开液体的体积，筛选出符合条件的实验组别即可；分析a、c、d三组的变量差异，对比浮力大小就能判断浮力和浸没深度的关系；再对比a、d、e三组的浮力数值，就能得到浮力和液体密度的变化规律。
4. 第四问：探究浮力和物体形状的关系时，必须保证只有物体形状这一个变量不同，其余可能影响浮力的因素全部要控制一致，对照实验设计就能找到结论不可靠的原因。
【解析】
(1) 同一鸡蛋在清水和盐水中排开液体的体积几乎一致，仅液体密度不同，浮沉状态不同说明浮力不同，因此该同学要验证的是浮力与液体密度有关的猜想③。
(2) 由图a可知物体P的重力$G=4.8\ \mathrm{N}$，图b中弹簧测力计的拉力$F_b=3.4\ \mathrm{N}$，根据称重法测浮力：
$F_{浮}=G-F_b=4.8\ \mathrm{N}-3.4\ \mathrm{N}=1.4\ \mathrm{N}$
(3) 要探究浮力大小与物体排开液体的体积有关，需控制液体密度相同，改变排开液体的体积，因此选择a、b、c（或a、b、d）三次实验；
a、c、d三次实验中，液体密度、排开液体体积均相同，仅物体浸没深度不同，弹簧测力计示数相同，计算得到的浮力相等，说明浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；
a、d、e三次实验中，排开液体体积相同，液体密度不同，计算得水中浮力为$4.8\ \mathrm{N}-2.8\ \mathrm{N}=2\ \mathrm{N}$，盐水中浮力为$4.8\ \mathrm{N}-2.4\ \mathrm{N}=2.4\ \mathrm{N}$，因此其他条件相同时，液体密度越大，物体受到的浮力越大。
(4) 探究浮力与物体形状的关系时，需控制液体密度、物体排开液体的体积相同，仅改变物体形状，本次实验中没有控制两块橡皮泥排开液体的体积相同，变量不唯一，因此得出的结论不可靠。
【答案】
(1) ③ (2) 1.4 (3) a、b、c(或a、b、d)；无关；越大 (4) 没有控制物体排开液体的体积相同
【知识点】
称重法测浮力；控制变量法；影响浮力的因素
【点评】
本题是探究影响浮力大小因素的经典实验题，核心考察控制变量法在力学探究实验中的应用，覆盖了称重法测浮力、变量判断、实验方案误差分析等核心考点，易错点是容易忽略探究物体形状对浮力影响时，需要控制排开液体体积相同的要求，整体贴合中考物理实验题的常规考察方向。
【难度系数】
0.6
2 [2025 云南中考]实验小组探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程如图所示。
(1)a中将铁块缓慢浸入水中,随着深度增加,弹簧测力计示数逐渐变小,铁块受到的浮力逐渐
(2)改用b中的物块继续探究,此物块重
(3)根据b、d、e三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力
(4)若将b中的物块换成相同材料的球体,则不能完成b、c、d三次实验的探究,具体理由是
(1)a中将铁块缓慢浸入水中,随着深度增加,弹簧测力计示数逐渐变小,铁块受到的浮力逐渐
变大
,表明浮力与深度有关;铁块浸没后,继续增加深度,弹簧测力计示数不变,表明浮力与深度无关,前后结论不一致。分析发现以上实验某过程中同时改变了深度和排开液体的体积
。(2)改用b中的物块继续探究,此物块重
3.8
N,c、d中物块所受浮力均为1.4
N。由此可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度无
关。(3)根据b、d、e三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力
越大
。分析b、e、f
三次实验可知,排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体密度有关。(4)若将b中的物块换成相同材料的球体,则不能完成b、c、d三次实验的探究,具体理由是
将b中的物块换成相同材料的球体,球体的形状规则,浸入液体中的深度不同时排开液体的体积也不同,不能探究浮力和深度的关系(合理即可)
。答案
2. (1)变大 排开液体的体积 (2)3.8 1.4 无 (3)越大 e、f (4)将b中的物块换成相同材料的球体,球体的形状规则,浸入液体中的深度不同时排开液体的体积也不同,不能探究浮力和深度的关系(合理即可)
【解析】(1)a中将铁块缓慢浸入水中,随着深度增加,弹簧测力计示数逐渐变小,通过称重法计算可知,铁块受到的浮力逐渐变大。铁块浸没前随着深度增加,排开液体的体积增大,而铁块浸没后,随着深度增加,排开液体的体积不变,故铁块未浸没时的实验过程中同时改变了深度和排开液体的体积。(2)由图b可知,弹簧测力计的分度值为0.1 N,弹簧测力计的示数是3.8 N,则物块的重力是3.8 N。c、d中物块所受拉力都是2.4 N,由称重法可知,物块所受浮力均为$F_{浮}=G-F=3.8N-2.4N=1.4N$。c、d中物块浸入液体中的深度不同,排开液体的体积相同,所受浮力相同,说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度无关。(3)b、d、e三次实验中,液体密度相同,e图中物块排开液体的体积较大,弹簧测力计的示数较小,由称重法可知物块所受浮力较大,可以得到浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力越大。探究物体所受浮力大小和液体密度的关系,应控制排开液体的体积相同,液体的密度不同,应选择b、e、f三次实验。(4)将b中的物块换成相同材料的球体,球体的形状规则,浸入液体中的深度不同时排开液体的体积也不同,不能探究浮力和深度的关系。
【解析】(1)a中将铁块缓慢浸入水中,随着深度增加,弹簧测力计示数逐渐变小,通过称重法计算可知,铁块受到的浮力逐渐变大。铁块浸没前随着深度增加,排开液体的体积增大,而铁块浸没后,随着深度增加,排开液体的体积不变,故铁块未浸没时的实验过程中同时改变了深度和排开液体的体积。(2)由图b可知,弹簧测力计的分度值为0.1 N,弹簧测力计的示数是3.8 N,则物块的重力是3.8 N。c、d中物块所受拉力都是2.4 N,由称重法可知,物块所受浮力均为$F_{浮}=G-F=3.8N-2.4N=1.4N$。c、d中物块浸入液体中的深度不同,排开液体的体积相同,所受浮力相同,说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度无关。(3)b、d、e三次实验中,液体密度相同,e图中物块排开液体的体积较大,弹簧测力计的示数较小,由称重法可知物块所受浮力较大,可以得到浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力越大。探究物体所受浮力大小和液体密度的关系,应控制排开液体的体积相同,液体的密度不同,应选择b、e、f三次实验。(4)将b中的物块换成相同材料的球体,球体的形状规则,浸入液体中的深度不同时排开液体的体积也不同,不能探究浮力和深度的关系。
解析
【分析】
这道题围绕探究浮力大小的影响因素展开，核心用到称重法测浮力和控制变量法的实验思想，解题思路如下：
1. 第一小问：根据称重法F浮=G-F拉，弹簧测力计示数变小，可直接推出浮力变化；铁块未完全浸没时，向下浸入的过程中，除了深度增加，排开液体的体积也同步变大，因此之前误判浮力和深度有关是因为没有控制排开液体体积不变。
2. 第二小问：先读取图b弹簧测力计的示数得到物块重力，再用称重法F浮=G-F拉计算c、d中的浮力，对比c、d的深度差异和浮力大小，就能判断浮力和浸没后深度的关系。
3. 第三小问：结合b、d、e的实验现象，液体密度不变，排开体积越大拉力越小，对应浮力越大；探究浮力和液体密度的关系时，要控制排开液体体积相同、改变液体密度，筛选符合条件的实验组即可。
4. 第四小问：球体是对称的几何体，浸入不同深度时，排开液体的体积必然不同，无法控制排开体积这一变量不变，因此无法完成对应探究。
【解析】
(1) 根据称重法测浮力公式$F_{浮}=G-F_{示}$，铁块缓慢浸入水中时弹簧测力计示数逐渐变小，铁块重力G不变，因此铁块受到的浮力逐渐变大；铁块浸没前，向下浸入的过程中，深度增加的同时，排开液体的体积也在增大，没有控制排开液体体积不变，因此才会得到错误的“浮力与深度有关”的结论。
(2) 图b中弹簧测力计分度值为0.1N，指针指向3.8N，因此物块的重力为3.8N；c、d中弹簧测力计的拉力均为2.4N，代入称重法公式得$F_{浮}=G-F=3.8N-2.4N=1.4N$；c、d中物块浸入水中的深度不同，但排开液体体积相同，浮力相等，说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度无关。
(3) b、d、e三次实验中液体都是水，密度相同，物块排开液体的体积越大，弹簧测力计示数越小，由$F_{浮}=G-F$可知物块受到的浮力越大，即排开液体的体积越大，所受浮力越大；探究浮力大小与液体密度的关系时，需要控制排开液体的体积相同，改变液体密度，符合条件的实验组是b、e、f。
(4) 球体的形状是对称规则的，当改变球体浸入液体的深度时，球体排开液体的体积也会同步发生变化，无法控制排开液体的体积这一变量保持不变，因此不能完成b、c、d三次实验的探究，无法验证浮力和深度的关系。
【答案】
(1)变大 排开液体的体积 (2)3.8 1.4 无 (3)越大 e、f (4)将b中的物块换成相同材料的球体,球体的形状规则,浸入液体中的深度不同时排开液体的体积也不同,不能探究浮力和深度的关系(合理即可)
【知识点】
称重法测浮力
控制变量法
浮力影响因素探究
【点评】
本题是浮力探究的经典中考实验题，重点考察控制变量法在多因素探究实验中的应用，既包含基础的读数、浮力计算，也设置了实验误差分析、实验方案可行性判断的拔高设问，能很好的检验学生对浮力相关实验逻辑的理解，避免死记硬背实验结论。
【难度系数】
0.7
这道题围绕探究浮力大小的影响因素展开，核心用到称重法测浮力和控制变量法的实验思想，解题思路如下：
1. 第一小问：根据称重法F浮=G-F拉，弹簧测力计示数变小，可直接推出浮力变化；铁块未完全浸没时，向下浸入的过程中，除了深度增加，排开液体的体积也同步变大，因此之前误判浮力和深度有关是因为没有控制排开液体体积不变。
2. 第二小问：先读取图b弹簧测力计的示数得到物块重力，再用称重法F浮=G-F拉计算c、d中的浮力，对比c、d的深度差异和浮力大小，就能判断浮力和浸没后深度的关系。
3. 第三小问：结合b、d、e的实验现象，液体密度不变，排开体积越大拉力越小，对应浮力越大；探究浮力和液体密度的关系时，要控制排开液体体积相同、改变液体密度，筛选符合条件的实验组即可。
4. 第四小问：球体是对称的几何体，浸入不同深度时，排开液体的体积必然不同，无法控制排开体积这一变量不变，因此无法完成对应探究。
【解析】
(1) 根据称重法测浮力公式$F_{浮}=G-F_{示}$，铁块缓慢浸入水中时弹簧测力计示数逐渐变小，铁块重力G不变，因此铁块受到的浮力逐渐变大；铁块浸没前，向下浸入的过程中，深度增加的同时，排开液体的体积也在增大，没有控制排开液体体积不变，因此才会得到错误的“浮力与深度有关”的结论。
(2) 图b中弹簧测力计分度值为0.1N，指针指向3.8N，因此物块的重力为3.8N；c、d中弹簧测力计的拉力均为2.4N，代入称重法公式得$F_{浮}=G-F=3.8N-2.4N=1.4N$；c、d中物块浸入水中的深度不同，但排开液体体积相同，浮力相等，说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度无关。
(3) b、d、e三次实验中液体都是水，密度相同，物块排开液体的体积越大，弹簧测力计示数越小，由$F_{浮}=G-F$可知物块受到的浮力越大，即排开液体的体积越大，所受浮力越大；探究浮力大小与液体密度的关系时，需要控制排开液体的体积相同，改变液体密度，符合条件的实验组是b、e、f。
(4) 球体的形状是对称规则的，当改变球体浸入液体的深度时，球体排开液体的体积也会同步发生变化，无法控制排开液体的体积这一变量保持不变，因此不能完成b、c、d三次实验的探究，无法验证浮力和深度的关系。
【答案】
(1)变大 排开液体的体积 (2)3.8 1.4 无 (3)越大 e、f (4)将b中的物块换成相同材料的球体,球体的形状规则,浸入液体中的深度不同时排开液体的体积也不同,不能探究浮力和深度的关系(合理即可)
【知识点】
称重法测浮力
控制变量法
浮力影响因素探究
【点评】
本题是浮力探究的经典中考实验题，重点考察控制变量法在多因素探究实验中的应用，既包含基础的读数、浮力计算，也设置了实验误差分析、实验方案可行性判断的拔高设问，能很好的检验学生对浮力相关实验逻辑的理解，避免死记硬背实验结论。
【难度系数】
0.7
