2020浮力实验题和计算题.docx

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1、2020浮力实验题和计算题实验探究题（共 9小题）（2） 将吸管放到水中的情景如图（a）所示，测得浸入的长度为H ;放到另一液体中的情景如图（b）所示，浸入的长度为 h（ hv H ）。用p液、p水分别表示液体和水的密度，贝U p液p水（填“”"=”或“v”），h与p水、p液及H的关系式是h =。（3） 小明根据图（a）在吸管上标出1.0刻度线（单位 g/cm3,下同），再利用上述关系式进行计算，标出了 0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线（图中未画出）。结果发现，1.1刻线是在1.0刻线的 （填“上”或“下”）方，相邻刻线的间距 （填“均匀”或“不均匀”）。（4） 小红用这个密度

2、计测量另一种液体的密度时出现图（c）所示的情形，为了能满足测量要求，她将密度计从液体中取出后打开石蜡封口，从吸管中取出少许金属丝后用原石蜡重新封口，再次测量如图（d）所示，由刻度读出密度值，则其密度测量值 （填“大于” “等于”或“小于”）真实值。2为了探究“浸在水中的物体所受浮力的大小跟物体排开水所受重力的大小是否有关“，小明利用图所示的圆柱体A （ pa> p水）、弹簧测力计、溢水杯、小桶、铁架台、细线和适量的水进行实验。（1）以下是他的部分实验步骤，请你帮他补充完整： 将空小桶悬挂在弹簧测力计下，静止时记录弹簧测力计的示数为F1。 将圆柱体A悬挂在弹簧测力计下，静止时记录弹簧测力计

3、的示数为F2。 把圆柱体A下部的一格浸入盛满水的溢水杯中，圆柱体A不接触容器，静止时记录弹簧测力计的示数为 F3.同时，用小桶收集圆柱体A排开的水。 将盛有水的小桶悬挂在弹簧测力计下，静止时记录弹资测力计的示数为F4。第1页（共14页） ，仿照步骤 再做一次，记录相应的数据。 利用公式G排=和F浮=。计算出物体排开水所受重力的大小和物体受到浮力的大小并记录。(2) 画出本次实验数据的记录表格。3小明在学习阿基米德原理这节课时，做了实验来探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系，如图所示，选择溢水杯、水、弹簧测力计，石块小桶、细线等器材进行实验，具体操作步骤如下： 用弹簧测力计测空桶重 G桶； 溢

4、水杯装水，空小桶置于溢水杯口下方； 用弹簧测力计测石块重 G物； 将石块浸没到溢水杯的水中，读出弹簧测力计的示数F1 ； 用弹簧测力计测排开水与小桶的总重 G总(1) 石块所受的浮力：F浮=N;小明分析评估上述实验，发现F浮工G排，其实小明在操作步骤中有一处错误，应改正成： 。(2) 小明思考：对于漂浮在水面的物体，阿基米德原理是否也成立？于是，他把石头换成木块，在原来的基础上修改了错误做此实验，与上述操作不同的一个步骤是 (选填步骤序号)。(3) 小明在做实验时发现，在石块刚浸入水到完全浸没的过程中，弹簧测力计的示数越来越小，溢出的水越来越多，说明物体受到的浮力与其 有关。第2页(共14页)

5、(4 )小红发现用小明的图中的装置，可以用来测牛奶的密度，只需要在这个基础上加上一个操作步骤，将溢水杯的水换成牛奶，将石块浸没到溢水杯的牛奶中，读出弹簧测力计的示数F2,则石块的体积是 V石=, p牛奶=。(用步骤中物理量符号表示，水的密度用 p水表示)4如图所示，是同学们在 “探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。如图将一石块挂于弹簧测力计上，并将其慢慢浸入烧杯内的液体中。图甲、乙、丙烧杯中装的液体是水，图丁烧杯中装的液体是酒精，Fi、F2、F3、F4分别是图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数。请回答以下问题：Fa=2_8NEi=3.2N丙丁第4页（共i4页）(1) 图甲中，

6、弹簧测力计的示数Fi =N。(2 )石块完全浸没在水中时所受的浮力为 N。(3) 分析图中乙、丙两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与有关；分析图中两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与液体密度有关。(4 )图乙中石块浸入水中的体积是 m3。(5 )实验中采用的探究方法在研究物理问题时经常用到，称为 法。(6 )由实验数据可得石块的密度为 kg/m3。5某物理兴趣小组在探究影响浮力大小因素的实验中将同一物体分别按如图所示的步骤进行实验:BCDE1.5K(1 )由A图可知物体所受重力为N，物体浸没在水中时，受到的浮力是 N ,浸没在盐水中时浮力是 N。（2） 分析 （填字母代号）三图可得出结论：

7、浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；分析 （填字母代号）三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关。分析实验步骤 A、D、E可知：浮力的大小还与 有关。（3） 利用图示实验数据可知 E图中盐水的密度是 kg/m3。（4）某同学根据生活中经验 “铁块放入水中会下沉， 同样铁块做成轮船却能漂浮在水中”提出浮力大小与物体形状有关，是否合理，并说明原因 。6小波在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中，利用实验桌上的实验器材：弹簧 测力计、长方体金属块（如图所示，其横向和纵向各有一条中位线）、细线、装有适量水的烧杯，进行实验。小刚得出实验结论：未全部浸入液体中的物体，其所受浮力的大

8、小 与物体浸入液体的深度有关。小明利用上述实验器材证明：小刚的结论是错误的。（1）用细线将金属块纵向挂在弹簧测力计下，金属块静止时读出弹簧测力计的示数为G,将它一半浸入水中（液面到纵向中位线处），浸入深度为hi,静止时读出弹簧测力计的示 数Fi，记录G、hi、Fi，根据公式计算出为 F浮力。（2 ）用细线将金属块 挂在弹簧测力计下， ，浸入深度为h2,金属块静止时读出弹簧测力计的示数 F2,记录h2、F2，根据公式计算出为 F浮力。（3）实验数据表明由于 h2v hi, F浮力 F浮力（填“、“V”或者“=”）,所以小刚的结论是错误的。7 小明和小华各自做“验证阿基米德原理”实验，如图（a）所

9、示为小明实验的示意图，图（b）所示为小华实验的部分示意图。（b）小华实隘审邹寸丁鱼图 在小明的实验中，弹簧测力计的示数值分别为F1、F2和量筒中水面刻度值分别为 VI、V2,此时物体上下表面压力差为 ，若满足关系式时，则可以验证阿基米德原理（水的密 p水）。 在小华的实验中，应使用天平测量 前后质量之差 m （选填“溢水杯”或“小烧杯”），即为溢出水的质量。若此时图中两弹簧测力计的示数差值F跟厶m满足关系时，则可以验证阿基米德原理。 阿基米德原理：浸在液体中的物体受到 的浮力，浮力大小等于 。两位同学实验相比，请你说说他们各自的优点： 。&用如图所示实验装置验证阿基米德原理。当物块浸入

10、装满水的溢水杯中时，水会流入空 桶，回答下列问题：（1） 如图所示，当物块浸入装满水的溢水杯中时， 水对溢水杯底部的压强将会 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。根据图中数据可知，实验中物块所受浮力是 N ,排开水的重力是N。（2） 如果实验前溢水杯未装满水，实验测得的 （选填“浮力”或“排开水的重力”）将会 （选填“偏大”或“偏小”）。（3） 若换用酒精代替水进行实验，则F3的大小将变为 N （卩水=1X 103kg/m3, p33酒精=0.8 x 10 kg/m ）。9小美在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：分度值为0.1N的弹簧测力计、合金块a、金属块b、大小柱形容

11、器若干、 水，密度未知的某种液体，细线等。 小美进行了如图所示的实验，用弹簧测力计挂着金属块a缓慢地浸入液体中不同深度，步骤如图的B、C、D、E、F （液体均未溢出），并将其示数记录在下面表中：H11H0二二二_一 _xfB水-T- 贰水三-丁 杜壬-体# #賛JF尹h尹/ z- jr z- s/-r /案'F 尹干' fABCDEF实验步骤BCDEF弹簧测力计示1.61.20.70.71.1数/N（1） 此实验A步骤中，弹簧测力计的示数为2.7N，根据表中数据计算，在步骤D中，与物体未浸入水时相比，水对底部的压力增大了 N ；（2） 小美根据表格中的数据计算，得出了合金块a的

12、密度为 kg/m3;某种液体的密度是kg/m3；（3 ）若在步骤D中，拴着合金块a的细绳突然断了，合金块沉底，则与物体未浸入水时相比，水对底部的压力增大了 N，容器对地面的压力增大了 N ；（4 ）同组的小明只有刻度尺这一测量工具，于是他进行了如图所示的操作： 在圆柱形容器中装有适量的水，将另一平底烧杯放入圆柱形容器的水中，烧杯静止时容器中水的深度 Hi为12cm，如图甲，此时烧杯处于 状态； 将待测金属块b吊在烧杯底部，测出烧杯静止时露出水面的高度hi为5cm，容器中水第7页（共14页）的深度H2为18cm ,如图乙，大圆柱形容器底面积为300cm，则金属块质量为 g； 将金属块b放在烧杯中

13、，烧杯静止时露出水面的高度h2为2cm，如图丙，已知大圆柱形容器底面积为烧杯底面积的3倍，则金属块b的密度为 kg/m3。计算题(共13小题)第11页(共14页)10.伟大的中华民族正在走向复兴，人民海军走向深蓝。2019年4月23日，为庆祝中国人民海军成立七十周年，中国完全自主研制的055大型驱逐舰首次在山东青岛公开亮相。该舰是中国第一款排水量超过万吨的主力驱逐舰，舰长183m、宽23m，满载时吃水深度为8m，排水量可达 12500t。(g取10N/kg，海水密度取 p海水=1.0 x 103kg/m3)(1 )求055驱逐舰满载时所受的浮力；(2) 若一架总质量为13t的直升机为了执行侦察

14、任务飞离驱逐舰，求055驱逐舰浸在水里的体积减少了多少。11 某同学学习了浮力的有关知识后，制作了一台“浮力秤”，可方便地称量物体的质量,其构造如图所示。已知小筒底面积为0.01m2,小筒和秤盘总重为 6N。(1) 如图甲，当秤盘上不放物体时，小筒受到的浮力是多少？(2) 该浮力秤零刻度标在小筒上何处(即A距筒底的距离)？h为0.2m，则该物体的质量(3) 如图乙，在秤盘上放一物体后，小筒浸入水中的深度为多少？;L甲乙12.近几年来有媒体报道，我们的海洋里充满了固态垃圾，甚至在海龟体内也发现了塑料袋。最近荷兰的一名学生发明了一种长达120米的海底垃圾回收装置 （如图），并将它应用于“太平洋垃圾

15、带”海域。该装置的工作原理是利用洋流，将海洋中漂浮的垃圾拦截下来并回收。这个120米长的回收装置是孤形的，由许多根空心的聚氨酯圆柱形短管道并排连接而成，短管下方连着5米深的用于拦截海洋垃圾的尼龙网。洋流经过尼龙网时，海洋垃圾会被拦在尼龙网里，而海洋生物则会随洋流从尼龙网下面游走。若海底垃圾回收装置中一根密封的空心聚氨酯短管道的长度为2米，横截面积为 350厘米2,则一根短管道能产生的最大浮力为多少牛？（海水的密度为1.03X 103千克咪3）13如图是一种简易温度计，外界温度改变会使小球受到的浮力发生变化而运动，进而引起悬挂于下端的金属链条长度发生改变，最终小球重新悬浮于液体的某一深度，同时指

16、针 指示温度值。（小球体积变化和金属链条体积可忽略）（写出计算过程）（1 ）若该温度计中小球重为0.15N，体积为 30cm3, 20 C时容器内液体密度为0.9 X103kg/m3,则小球受到的浮力为多少牛？（2 ）被小球拉起的金属链条质量是多少？（3）若小球与金属链条完全分离，则小球静止时受到的浮力大小为多少？14如图甲所示，有一体积、质量忽略不计的弹簧，其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为10cm，弹簧没有发生形变时的长度为10cm，弹簧受到拉力作用后，伸长的长度 L与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水，直到物体上第8页（共14页）表面与液面相平，此时水深 2

17、4cm。(g = 10N/kg )求：(1) 物体受到水的浮力。(2) 打开出水口，缓慢放水，当弹簧处于没有发生形变的状态时，关闭出水口。求放水 前后水对容器底部压强的变化量。屮 15如图所示，是小军同学利用弹簧测力计、水等物体测量某金属小球密度的示意图。图甲为将小球挂在测力计下静止时情况；图乙为将小球完全没入水中静止时情况。(1 )求小球的质量；(2 )求小球排开水的体积；(3 )求小球的密度。(4 )能用弹簧测力计、水等器材用如上方法测量木球的密度吗？(答“能”或“不能”即可)甲16.现今乘热气球飞行已成为部分年轻人喜爱的一种航空休闲运动。热气球主要由一个巨大的气囊和一个用于装载人员或物品

18、的吊篮以及用于加热空气的燃烧器组成。如图所示，热气球在上升前，要先对气囊充入足够多的空气使其鼓起来，然后再用燃烧器对气囊内的空气加热一段时间后，当气襄外壳、吊篮及其人员或物品和加热器以及球内空气等总重小于气球所受周围空气的浮力就可以实现升空。已知周围空气密度为1.3kg/m3,不计空气阻力。(g取10N/kg )(1) 燃烧器工作时，气囊内空气受热膨胀，球内气体密度 ，从而导致气球总质量(均选填“变大”、“变小”、“不变”)：(2) 若在气囊内充完空气后，气球的总体积为2000m3,求该气球所受到的浮力大小；(3) 通过加热后，可使气囊内气体密度降至：1.0kg/m3，气球的总体积为 2000

19、m3不变, 若气囊外壳、吊篮以及加热器的总质量是 460kg，要保证气球能匀速上升， 求气球可承载 的人和货物的最大重力。第17页(共14页)17如图甲是建造重庆嘉陵江大桥时使用的起吊装置(图中未画出)，钢缆绳拉着实心圆柱体A从距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降，在下降到江底之前，始终保持0.2m/s的速度不变，图乙是 A下降到江底之前钢缆绳对 A的拉力F的随时间t变化的图象(取江 水的密度为p= 1.0X 103kg/m3)，求：(1) 圆柱体A浸没后受到的浮力是多少 N ?(2) 圆柱体 A的密度是多少 kg/m3?(3) 当圆柱体A下降到江底(江底视为水平且水深度无变化)，卸下钢缆绳后，

20、圆柱体A对江底的压强为多少 Pa?三-三-三三三江面f-Ml甲18.如图所示，将密度为0.6克/厘米3、高度为10厘米、底面积为20厘米2的圆柱体放入底面积为50厘米2的容器中，并向容器内加水。(g取10牛/千克)(1) 圆柱体的重力多大?(2) 当水加到2厘米时，求圆柱体受到的浮力是多大？对容器底的压力大小。(3) 继续向容器中加水，当圆柱体对容器底压力为0时，求圆柱体露出液面的体积。-4 3 m拉力为2N，g取10N/kg求:的长方体木块沒没在装有水的柱形容器中,细线对木块的(1) 木块受到水的浮力 F;(2) 木块的密度；(3 )若剪断细线待木块静止，将木块露出水面的部分切去后，剩余木块

21、的重力。圆柱形容器,放在水平桌面上。现将一边长为d = 0.1m的正方体木块放在容器底部。已知容器足够高，木块与容器底部没有紧密接触，木块经过化学处理使水不会进入木块。木块的密度为p木=0.6X 103kg/m3,水的密度为p= 1 X 103kg/m3, g取10N/kg。(1 )向容器中缓慢加入水至 hi= 0.04m深时，水对木块的浮力多大？(2) 向容器中缓慢加入水至 h2= 0.4m深时，水对木块的浮力多大？(3) 向容器中缓慢加入水，当木块恰离开容器底部时，所加水的深度是多少?21.如图1所示，为了打捞铁牛，有个名叫怀丙的和尚让人们用两艘大船装满泥沙，用铁索将铁牛拴到大船上，然后卸

22、掉船里的泥沙，随着船逐渐上浮，铁牛在河底淤泥中被拉了出来。其模型如图甲所示，已知物体A是边长为0.1m的正方体，物体B的底面积为0.04m2, 高为0.5m，质量为10kg，现将AB用细线连接，细线拉直但无拉力，此时水深50cm ,容器的底面积为0.12m2,然后沿水平方向切物体B，切去的高度 h与细线的拉力F拉的关系如图2乙所示。(已知细线不伸长)(1)物体A受到的浮力;10S2乙(2)细线拉直但无拉力时，水对物体A上表面的压力;(3) 当物体A下底面到容器底距离为0.1m时，切掉B的质量是多少。22如图所示，装有金属球的小盆漂浮在圆柱形水槽的水面上。此时小盆受浮力F1 若把金属球从盆中拿出

23、并投入水槽中，球沉到水槽的底部。此时小盆受浮力F2,水槽底对金属球的支持力为N .求：(1)小盆受重力的大小为多少？(2 )金属球受重力的大小为多少?(3) 小盆排水体积减小了多少？2020浮力实验题和计算题答案实验探究题(共 9小题)1. ( 1)竖直漂浮；(2)> ( 3)下；不均匀；(4)大于。P液 F4 - F1; F2 - F3;2. (1)将圆柱体A下部的两个格浸入水中，圆柱体不接触容器;实验次数空小桶的重 圆柱体在空 圆柱体浸在力F1/N气中时弹簧水中时的示测力计的示数 F2/N小桶和水的圆柱体受排开的水重力F4/N到的浮力F的重力G排浮/N/N数 F3/N3. (1) 0

24、.4;向溢水杯中加水使水刚好齐杯口;(2)；(3)物体排开液体的体积；(4)P水。(4) 2X 10-4; ( 5)控制变量；(6)4. (1) 4.8; (2) 2; ( 3)排开液体的体积；丙、丁;32.4X 10。5. (1) 2.7; 1 ; 1.2;(2) A、C、D; A、B、C;液体的密度；(3) 1.2X 103；(4) 不合理，因为铁块形状改变之后它放到水中时排开水的体积不同，导致浮力大小不 同。6. (2)横向；将它一半浸入水中(液面到横向中位线处)；(3)=o7. F1 - F2； F1- F2= p水(V2- V1) g;小烧杯； F = m水g；竖直向上；物体 排开液

25、体的重力；小明实验中无需添加其他测量工具，可直接测得排开液体的体积进而计算得到排开液体的重力；小华实验中可以直接测得排开水的质量，计算简便。8. (1)不变；0.5; 0.5; (2)排开水的重力；偏小； (3) 1.6。9. (1) 2; (2) 1.35X 103 ； 0.8X 103; ( 3) 2; 2.7; (4)漂浮； 1800; 6X 103。 .计算题(共13小题)8310. (1) 1.25X 10 N ; (2) 13m。11. (1) 0.6N ; (2) 6mm; (3) 1.94kg。12. 721N。13. (1) 0.27N ; (2) 0.012kg ; (3)

26、 0.15N。14. (1) 10N ; (2) 800Pa。433315. (1) 0.3kg ; (2) 1 X 10 m ； (3) 3X 10 kg/m ；(4) 不能用弹簧测力计、水等器材用如上方法测量木球的密度。16. (1)变小；变小;(2) 26000N ; ( 3) 1400N。17. (1) 2X 104N , (2) 1.5X 103kg / m3； (3) 5X 103Pa。318. (1) 1.2N ; (2) 0.4N ; 0.8N。(3) 80cm。19. (1)5N ; ( 2) 0.6X103kg/m3； (3)1.8N。20. (1)4N ; ( 2) 6N ;(3) 0.06m。21. (1) 10N ; (2) 40N ; (3) 7kg。22.(1) F1- F2； (2) F2； (3);(4) N。第14页（共14页）