中考物理必考实验 专题实验15验证阿基米德原理 18页

实验15验证阿基米德原理 考点聚焦 探究课题：验证阿基米德原理 实验装置 实验原理 阿基米德原理 探究过程 ‎1.如图甲所示,用弹簧测力计测出金属块所受重力G；‎ ‎2.如图丁所示, 测出空桶的重力G桶；‎ ‎3.如图乙所示, 在溢水杯中装满水, 用弹簧测力计提着金属块慢慢浸入水中, 读出弹簧测力计的示数F示 , 同时用小桶收集溢出的水；‎ ‎3.如图丙所示, 测出金属块排开的水和小桶的总重力G总；‎ ‎4.换用不同物体、不同液体重做实验, 把所有的测量数据填写在下表中；‎ 记录表格 实验结论 液体受到的浮力大小等于物体排开液体所受重力的大小，F浮=G排 满分归纳——考点方向 器材作用 1. 弹簧测力计的作用？通过弹簧测力计测出物体所受浮力大小 18‎ 注意事项 ‎1.本实验中，用到了“称重法”测浮力，公式是：‎ ‎2.实验中溢水杯倒水必须有水溢出后才能做实验，否则会出现什么结果：会出现浮力大于物体排开水的重力。‎ ‎3.实验前先称量小桶和最后称量小桶有何差异：最后称量小桶会因水未倒干净而产生误差 ‎4.实验时进行了多次实验并记录相关测量数据目的是：避免实验偶然性、使结论更具普遍性 经典例题 ‎1．．（2020•衡阳模拟）下列A、B、C、D四幅图是“探究浮力的大小与排开水所受重力关系”的过程情景。请根据图示完成下面的填空。‎ ‎（1）实验中所用圆柱体的重力为　　N；在情景图B中存在的错误是　　。‎ ‎（2）纠正错误后，继续实验，在情景C时圆柱体受到的浮力F浮＝　　N；圆柱体排开的水所受的重力G排＝　　N。‎ ‎（3）实验结果表明：浸在水中的物体受到的浮力　　物体排开水所受到的重力。‎ ‎（4）圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中，水对溢水杯底的压强　　（选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”）。‎ ‎【答案】（1）4；溢水杯未注满水；（2）1；1；（3）等于；（4）保持不变 ‎【解析】（1）由图B可知，实验中的所用圆柱体的重力G＝4N；‎ 圆柱体放入水中前，溢水杯中的水应该满的，否则溢出水的体积将小于物体排开水的体积，‎ 18‎ 所以在情景图B中存在的错误是溢水杯未注满水，应改为在溢水杯中装满水；‎ ‎（2）由图C可知，圆柱体浸没在水中时，弹簧测力计的示数F＝3N，‎ 则圆柱受到的浮力F浮＝G﹣F＝4N﹣3N＝1N；‎ 由图D可知，小桶和水的总重力G总＝1.9N，‎ 由图A可知，空小桶的重力G桶＝0.9N，‎ 则圆柱体排开水所受的重力G排＝G总﹣G桶＝1.9N﹣0.9N＝1N；‎ ‎（3）由（2）可知，浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开水所受到的重力；‎ ‎（4）纠正错误后，即溢水杯中的水应该满的，圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中的过程，溢水杯中水的深度不变，由p＝ρgh可知，水对溢水杯底的压强保持不变。‎ ‎【分析】（1）读出B中弹簧测力计的示数即为圆柱体的重力；用溢水法收集物体排开的水，将溢水杯装满水，然后将物体浸入水中，用其他容器（需先测出其重力）接住溢出的水，然后再测出装有溢出的水的容器的总重力，两者之差就是物体排开水的重力； （2）利用F浮=G-F可求得圆柱受到的浮力；用小桶和水的总重力减去空小桶的重力即为圆柱体排开的水所受的重力G排； （3）比较浸在水中的物体受到的浮力和圆柱体排开的水所受的重力可得出结论； （4）根据p=ρgh分析圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中，水对溢水杯底的压强。‎ 突破练习 ‎2．（2019•福建）如图，“验证阿基米德原理”的实验步骤如下：‎ ‎①用弹簧测力计测出物体所受的重力G（图甲）；‎ ‎②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中，用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水，读出这时测力计的示数F（图乙）；‎ ‎③测出接水后小桶与水所受的总重力G1（图丙）；‎ 18‎ ‎④将小桶中的水倒出，测岀小桶所受的重力G2（图丁）；‎ ‎⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力，并比较它们的大小是否相同。‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）物体浸没在水中，受到水的浮力F浮＝　　，被排开的水所受的重力G排＝　　。（用上述测得量的符号表示）‎ ‎（2）指出本实验产生误差的原因（写出两点）：‎ ‎（a）　　；‎ ‎（b）　　。‎ ‎（3）物体没有完全浸没在水中，　　（选填“能”或“不能”）用实验验证阿基米德原理。‎ ‎【答案】（1）G﹣F；G1﹣G2；（2）（a）测力计的精度不够，测量时测力计未保持静止等；（b）小桶中的水未倒净，排开的水未全部流入小桶等；（3）能 ‎【解析】（1）根据称重法测浮力：物体浸没在水中，受到水的浮力：‎ F浮＝G﹣F；‎ 被排开的水所受的重力：‎ G排＝G1﹣G2；‎ ‎（2）实验产生误差的原因：‎ ‎（a）测力计的精度不够，测量时测力计未保持静止等；‎ ‎（b）小桶中的水未倒净，排开的水未全部流入小桶等。‎ ‎（3）物体没有完全浸没在水中，按照上面的方法，能用实验验证阿基米德原理。‎ ‎3．（2017•达州）如图所示，小李在实验室中做了如下实验：‎ ‎①用弹簧测力计测出物体A受到的重力；‎ ‎②用弹簧测力计测出物体A浸没在水中时受到的拉力；‎ ‎③用天平称量出酒精和容器的总质量；‎ 18‎ ‎④物体A仍然挂在弹簧测力计下，浸没在酒精中，但不触底，容器中的酒精也未溢出，通过增减砝码和移动游码，仍使天平保持平衡。根据以上实验步骤回答下列问题：‎ ‎（1）物体浸没在水中所受的浮力F1＝　　N；浸设在酒精中所受的浮力F2＝　　N；‎ ‎（2）当物体A浸没在酒精中，天平仍保持平衡时，右盘中只有两个砝码，其质量分别为　　、　　g，此时游码在标尺上指示的质量值是　　g．（已知酒精的密度为0.8×103kg/m3，g取10N/kg）‎ ‎【答案】（1）0.4；0.32；（2）100g；5；1.4‎ ‎【解析】（1）物体A在水中受到的浮力F浮＝G﹣F拉＝2.2N﹣1.8N＝0.4N；‎ 由F浮＝ρ水gV排得：‎ 物体体积V＝V排＝＝＝4×10﹣5m3，‎ 则此时物体A在酒精中受到的浮力F浮酒精＝ρ酒精gV排＝0.8×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣5m3＝0.32N；‎ ‎（2）物体A仍然挂在弹簧测力计下，浸没在酒精中，但不触底，容器中的酒精也未溢出，此时天平左盘中增大的压力等于物体受的浮力为0.32N，可知右盘中应增加的砝码的重力为0.32N，根据G＝mg可得，增加砝码的质量m＝＝＝0.032kg＝32g，‎ 图4中酒精和容器的总质量为74.4g，又增加了32g，砝码总质量为106.4g，且盘中只有两个砝码，所以盘中砝码应为100g和5g的两个，游码示数为1.4g。‎ ‎4．（2019•东营）如图所示，物理兴趣小组用金属块研究浮力的实验。‎ ‎（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是　　N。‎ ‎（2）比较　　（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。‎ ‎（3）比较　　（填字母代号）三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关。‎ 18‎ ‎（4）金属块的密度为　　kg/m3。‎ ‎（5）在实验中，排除测量误差因素的影响，兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力，请指出实验操作中可能造成这种结果的原因：　　。‎ ‎（6）纠正了错误，继续实验，兴趣小组得出结论：物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力。有同学对此结论提出质疑，他认为仅采用浸没的金属块做实验不具备普遍性，使用漂浮的蜡块做实验未必遵循以上结论。针对这个质疑，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、蜡块、细线、量筒、烧杯、小木块、小桶、轻质塑料袋（质量可忽略）、适量的水。请你根据需要选择器材并设计实验，研究使用漂浮的蜡块做实验是否遵循兴趣小组所得出的结论。‎ 实验器材：　　；‎ 实验步骤：　　；‎ 分析与论证：　　。‎ ‎【答案】（1）1；（2）ABC（ABD）；‎ ‎（3）ACD；‎ ‎（4）2.7×103；‎ ‎（5）溢水杯没有装满水；‎ ‎（6）实验器材：‎ 小木块、弹簧测力计、蜡块、细线、小桶、水；‎ 实验步骤：‎ ‎①用测力计测量出空小桶的重力G桶；‎ ‎②将木块垫在烧杯下一侧作为溢水杯用，将烧杯内装满水，‎ ‎③将蜡用细线拴好，用测力计测量出蜡块的重力G，‎ ‎④将蜡块取下轻轻放入烧杯内的水中，用小桶接排开的水，‎ 用测力计测量出空小桶的和水的总重力G桶总；‎ 分析与论证：‎ 根据漂浮的特点，蜡块的重力G即其受到的浮力，‎ G桶总﹣G桶即为排开水的重力，‎ 比较G与G桶总﹣G桶的大小，若相等，则得出使用漂浮的蜡块做实验遵循以上结论；否则不遵循以上结论 ‎【解析】（1）由图A、C（或D），金属块浸没在水中时受到的浮力：‎ F浮＝G﹣F示＝2.7N﹣1.7N＝1N；‎ 18‎ ‎（2）研究金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关，要控制排开液体的密度相同，‎ B、C两图中物体浸入的是同种液体，液体的密度是一定的，C图中物体排开水的体积比较大；‎ C图中物体受到的浮力等于：2.7N﹣1.7N＝1N，B图中物体受到的浮力等于：2.7N﹣2.2N＝0.5N。‎ 由此得出：在液体的密度一定时，物体排开液体的体积变大时，物体受到的浮力就会变大，由此说明金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关；‎ ‎（3）研究金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度的关系，要控制排开液体的密度和体积相同，故 比较 ACD三图可得出结论：金属块受到的浮力大小（大小相同）与其浸没在液体中的深度无关；‎ ‎（4）金属块浸没在水中时受到的浮力：‎ F浮＝1N；根据阿基米德原理，F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV物＝1N；‎ 故金属块的密度：‎ ρ＝＝×ρ水＝×1.0×103kg/m3＝2.7×103kg/m3；‎ ‎（5）在实验中，排除测量误差因素的影响，兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力，可能造成这种结果的原因：溢水杯没有装满水，造成溢出水的体积小于排开水的体积：‎ ‎（6）实验器材：‎ 小木块、弹簧测力计、蜡块、细线、小桶、水；‎ 实验步骤：‎ ‎①用测力计测量出空小桶的重力G桶；‎ ‎②将木块垫在烧杯下一侧作为溢水杯用，将烧杯内装满水，‎ ‎③将蜡块用细线拴好，用测力计测量出蜡块的重力G，‎ ‎④将蜡块取下轻轻放入烧杯内的水中，用小桶接排开的水，‎ 用测力计测量出空小桶的和水的总重力G桶总；‎ 分析与论证 根据漂浮的特点，蜡块的重力G即其受到的浮力，‎ G桶总﹣G桶即为排开水的重力，‎ 比较G与G桶总﹣G桶的大小，若相等，则得出使用漂浮的蜡块做实验遵循以上结论；否则不遵循以上结论 18‎ ‎5．（2019•黑龙江）为探究浮力大小与哪些因素有关，小高设计了如图所示实验，请依据实验回答：‎ ‎①比较b，c两图可知，物体浸在水中的体积越大，受到的浮力　　。‎ ‎②比较图　　和图d可知，物体所受浮力的大小与液体的密度有关。‎ ‎③由下图的实验数据可知，盐水的密度为　　kg/m3．‎ ‎【答案】①越大；②e；③1.2×103‎ ‎【解析】（1）浮力等于空气中弹簧测力计的示数减去水中弹簧测力计的示数；‎ 由图b和图c所示实验可知，水的密度不变，物体排开水的体积变大，弹簧测力计的示数越小，物体受到的浮力变大，由此可知，物体排开水的体积越大，受到的浮力越大；‎ ‎（2）要探究物体所受浮力的大小与液体的密度的关系，需要控制排开液体的体积相同，改变液体的密度，图d和e符合题意；‎ ‎（3）由实验数据可知，物体浸没在水中受到的浮力：‎ F浮水＝G﹣F示3＝8N﹣6N＝2N；‎ 物体浸没在盐水中受到的浮力：‎ F浮盐＝G﹣F示5＝8N﹣5.6N＝2.4N；‎ 因物体浸没，故排开液体的体积相等，即V排水＝V排盐，‎ 所以，根据F浮＝ρ液gV排可得：＝，‎ 则盐水的密度：‎ ρ盐水＝×ρ水＝×1.0×103kg/m3＝1.2×103kg/m3。‎ ‎6．（2019•贵港）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。图甲、乙、丙容器中装的液体是水，图丁容器中装的液体是酒精，F1、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：‎ ‎（1）图甲中，弹簧测力计的示数F1＝　　N。‎ 18‎ ‎（2）物体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）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。‎ ‎【答案】（1）4.8；（2）2；（3）排开液体的体积；丙丁；（4）控制变量 ‎【解析】（1）图甲中，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数F1＝4.8N；‎ ‎（2）由图丙知物体完全浸没在水中时弹簧测力计的示数F3＝2.8N，‎ 则物体完全浸没在水中时所受的浮力：F浮＝F1﹣F3＝4.8N﹣2.8N＝2N；‎ ‎（3）由图乙、丙可知，乙、丙中的液体都是水，液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，测力计的示数不同，物体受到的浮力不同，由此可知：物体在液体中所受浮力的大小跟排开液体的体积有关；‎ 要探究物体所受的浮力大小与液体密度的关系，需要控制排开液体的体积相同，液体的密度不同，图丙和丁符合题意。‎ ‎（4）影响浮力大小的因素是液体的密度和排开液体的体积，在研究浮力与液体的密度的关系时，需要控制排开液体的体积不变；在研究浮力与排开液体的体积的关系时，控制液体的密度不变，这用到了控制变量法。‎ ‎7．（2018•济南）在学习浮力的相关知识时，小军对影响浮力大小的因素产生了浓厚的兴趣。‎ ‎（1）小军记起自己在游泳池里从浅水区走向深水区时，会感觉到身体越来越轻。由此他想：浮力的大小与物体浸入水中的体积有什么关系呢？‎ 于是，他按图甲所示的方法，将物体浸入水中，并不断改变物体浸入水中的体积。观察弹簧测力计示数的变化。记录的实验数据如表一所示。‎ 表一 物体浸入水中的体积 V V V V V 18‎ 弹簧测力计的示数/N ‎3.4‎ ‎2.9‎ ‎2.3‎ ‎1.8‎ ‎1.2‎ 分析表一中的实验数据，小军得出的结论是：物体浸入水中的体积越大，受到的浮力　　（选填“越小”、“越大”或“不变”）。‎ ‎（2）小军又联想到“死海不死”的传说﹣﹣﹣人在死海中即使不会游泳也沉不下去。就想：浮力的大小一定还与液体的密度有关！‎ 为了证实自己的想法，小军先把鸡蛋放入清水中，发现鸡蛋沉入水底；然后缓缓向水中加盐并不断地搅拌，随着盐水越来越浓，发现鸡蛋竟然能浮在液面上！‎ 这个简易实验说明，小军关于浮力的大小与液体的密度有关的猜想是　　（“正确”、“错误”或“不确定”）的。‎ ‎（3）小军结合密度和重力的知识，对前面两个实验的结论进行了深入思考后，认为浮力的大小应该与物体排开的液体所受重力的大小有更直接的关系。‎ 为了找到浮力的大小与物体排开的液体所受重力的大小之间的关系，他又利用水和石块进行了图乙所示的实验。相关实验数据的记录如表二所示。‎ 表二 石块重G石/N 空杯重G杯/N 石块浸没在水中时弹簧测力计的示数F/N 杯和水的总重G总/N 石块浸没在水中时受到的浮力F杯浮/N 石块排开水所受的重力G重/N ‎2.0‎ ‎1.0‎ ‎1.4‎ ‎1.6‎ 请你帮小军完成表二 ‎（4）分析表二的实验数据得出的结论是：石块受到的浮力的大小与它排开水所受重力的大小　　。‎ ‎（5）为了更全面地总结出浮力的大小跟物体排开液体所受重力的大小之间的关系，接下来小军还要　　。‎ 18‎ ‎【答案】（1）越大；（2）正确；（3）0.6；0.6；（4）相等；（5）换用不同的物体和不同的液体多次进行实验，收集更充分的数据 ‎【解析】（1）由图表中数据可知，物体浸入水中的体积不同，物体受到的浮力不同，且排开的体积越大，浮力越大。‎ ‎（2）先把鸡蛋放入清水中，发现鸡蛋沉入水底；然后缓缓向水中加盐并不断地搅拌，随着盐水越来越浓，即盐水密度越来越大，发现鸡蛋竟然能浮在液面上，这个实验说明，浮力的大小与液体的密度有关，因此小军的猜想是正确的；‎ ‎（3）根据称重法F浮＝G﹣F拉，可依次求出每次物体浸入时所受的浮力，则所受浮力＝2.0N﹣1.4N＝0.6N，‎ 石块排开水所受的重力G排＝1.6N﹣1.0N＝0.6N，‎ ‎（4）比较可以看出，二者的大小是相同的，即石块受到的浮力的大小与它排开水所受重力的大小相等。‎ ‎（5）为了保证数据的可靠性与结论的普遍性，我们应该换用不同的物体和不同的液体多次进行实验，收集更充分的数据。‎ ‎8．（2020•重庆模拟）某班物理实验小组的同学，在实验中验证阿基米德原理。‎ ‎（1）方案一：小军用石块按照如图甲所示的实验步骤依次进行实验。‎ ‎①由图甲可知，石块浸没在水中时，受到的浮力F浮＝　　N，排开水的重力G排＝　　N，发现F浮≠G排，造成这种结果的原因不可能是　　（填序号）。‎ A．最初溢水杯中的水未装至溢水口 B．整个实验过程中，弹簧测力计都没有校零 C．步骤C中，石块浸没后，碰触到溢水杯的底部 ‎②小军改正错误后，得到石块浸没在水中的浮力为1N，则石块密度为　　kg/m3；‎ 若将图甲C中的小石块取出，将装有溢出水的小桶放入溢水杯漂浮，忽略水的损失，则此次从溢水杯中溢出的水为　　g。‎ 18‎ ‎（2）方案二：如图乙所示，小川同学将装满水的溢水杯放在升降台C上，用升降台来调节水杯的高度。当小川逐渐调高升降台时，发现随着重物浸入水中的体积越来越大，弹簧测力计A的示数　　（选填“变大”、“变小”或“不变”），且弹簧测力计A示数的变化量　　B示数的变化量（选填“大于”、“小于”或“等于”），从而证明了F浮＝G排．在这个过程中溢水杯对升降台C的压力　　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。‎ ‎（3）甜甜同学认为：用天平、烧杯、水、细线也能测量出小石块的密度，主要实验步骤如下：‎ ‎①如图丙所示，将烧杯中装入适量的水，置于天平上，天平平衡时的读数为m1；‎ ‎②如图丁所示，接着用细线将石块拴住，使之完全浸没在上述烧杯的水中，天平平衡时的读数为m2（此时手向上拉住细线另一端，石块不接触杯壁和杯底，水不溢出）；‎ 石块的密度表达式为ρ石＝　　。‎ ‎【答案】（1）①1.1；1.0；B；②2.5×103；120；（2）变小；等于；不变；（3）‎ ‎【解析】（1）方案一：‎ ‎①根据F浮＝G﹣F可知，石块浸没在水中受到的浮力F浮＝F1﹣F3＝2.5N﹣1.4N＝1.1N；‎ 排开水的中力G排＝F4﹣F2＝2.2N﹣1.2N＝1.0N；‎ 所以，F浮＞G排，‎ A、若最初溢水杯中的水未装至溢水口，则石块排开水的只有一部分溢出到桶中，排开水的重力G排减小，故A有可能；‎ B、若弹簧测力计都没有校零，那么四次测量结果都应加上测量前弹簧测力计示数，那么所得浮力与排开水的重力大小应不变，故B不可能；‎ C、步骤C中，石块浸没后，碰触到溢水杯底部，容器对石块有支持力，测的F3偏小，则利用F浮＝F1﹣F3偏大，故C有可能；‎ 故选：B；‎ ‎②根据阿基米德原理F浮＝ρ水gV排知，‎ 石块体积为：V石＝V排＝＝＝1×10﹣4m3，‎ 石块的密度：ρ＝＝＝＝＝2.5×103kg/m3；‎ 若将图甲C中的小石块取出，将装有溢出水的小桶放入溢水杯漂浮，漂浮时小桶受到的浮力等于溢出水和小桶的总重力，当将石块取出后水面下降，减小的体积等于小桶中水的体积，所以此次从溢水杯中溢出的水的重力为小桶额重力，为1.2N，则溢出水的质量为m＝＝‎ 18‎ ‎＝0.12kg＝120g；‎ ‎（2）方案二：‎ 重物浸入水中的体积越来越大时，排开液体的体积变大，根据F浮＝ρ液gV排可知，重物受到的浮力变大，‎ 因为F浮＝G﹣F示，所以弹簧测力计A的示数F示＝G﹣F浮变小；‎ 又因为重物浸入水中的体积越来越大时，溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大，所以弹簧测力计B的示数变大；‎ 根据阿基米德原理可知，物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等，所以弹簧测力计A示数的变化量和弹簧测力计B的示数变化量相等；‎ 将烧杯、水和物体看做一个整体，容器对升降台C的压力等于空杯和杯内水的总重与物体的重力之和再减去物体受到的拉力（大小等于测力计的示数），‎ 即：F压＝G杯+G杯内水+G物﹣F示，而G物﹣F示＝F浮，‎ 所以F压＝G杯+G杯内水+F浮，根据阿基米德原理，F浮＝G排水，‎ 所以F压＝G杯+G杯内水+G排水，由于杯内的水和排出的水的总重等于原来杯子里的水，是个定值，所以在这个过程中容器对升降台C的压力不变；‎ ‎（3）①如图丙所示，将烧杯中装入适量的水，置于天平上，天平平衡时的读数为m1；‎ ‎②如图丁所示，接着用细线将石块拴住，使之完全浸没在上述烧杯的水中，天平平衡时的读数为m2（此时手向上拉住细线另一端，石块不触杯壁和杯底，水不外溢），排开水的质量为m排＝m2﹣m1；‎ 若水的密度为ρ水，石块的体积：V石＝V排＝＝，‎ 石块的密度：ρ石＝＝＝。‎ ‎9．（2020•广东模拟）如图甲所示，小许在验证“阿基米德原理”的实验时，准备了如下器材：小铁块、细线、盛满水的溢水杯、小桶和弹簧测力计。实验步骤如下：‎ A．测出“空桶和被排开的水”所受的总重力G总；‎ B．把小铁块浸没在盛满水的溢水杯中，并用小桶收集小铁块所排开的水，同时读出此时弹簧测力计的示数为F；‎ 18‎ C．用弹簧测力计测出小铁块所受的重力G铁；‎ D．测出空桶所受的重力G桶。‎ ‎（1）上述步骤最合理的排序为　　（填字母）。‎ ‎（2）铁块浸没在水中时所受的浮力F浮＝　　（用G铁、F表示）。‎ ‎（3）铁块排开的水受到的重力G排＝　　（用G总、G桶表示）。‎ ‎（4）若　　＝　　（用G铁、F、G总、G桶表示）可验证阿基米德原理。‎ ‎（5）实验中是将物块浸没在水中，若物块未浸没，实验结论还正确吗？　　。‎ ‎（6）得出结论后，小许进一步深入研究，绘制出了当液体的密度不变时F浮与V排的图象（如图乙所示）。根据图象可知，液体的密度是　　kg/m3（g取10N/kg）。‎ ‎【答案】（1）DCBA；（2）G铁﹣F；（3）G总﹣G桶；（4）G铁﹣F；G总﹣G桶；（5）正确；（6）1.2×103‎ ‎【解析】（1）做实验时先测出物体重力和空小桶的重力，再把物体放入水中读出测力计的示数，最后测出排开水的重力，进行比较。‎ D．测出空桶所受的重力G桶；‎ C．用弹簧测力计测出小铁块所受的重力G铁；‎ B．把小铁块浸没在盛满水的溢水杯中，并用小桶收集小铁块所排开的水，同时读出此时弹簧测力计的示数为F；‎ A．测出“空桶和被排开的水”所受的总重力G总；‎ 故上述步骤的正确排序为：DCBA；‎ ‎（2）根据称重法测浮力，铁块浸没在水中时所受浮力：F浮＝G铁﹣F；‎ ‎（3）铁块排开的水受到的重力：G排＝G总﹣G桶；‎ ‎（4）G铁﹣F＝G总﹣G桶，即F浮＝G排，可验证阿基米德原理；‎ ‎（5）由阿基米德原理可知，若物块未浸没，浮力变小，排开液体的重力变化小，但浮力仍等于排开液体的重力，所以实验结论还正确；‎ ‎（6）由图乙知，当V排＝200cm3时，受到的浮力为2.4N，‎ 18‎ 由阿基米德原理，F浮＝ρ液gV排知，‎ 液体的密度是：‎ ρ液＝＝＝1.2×103kg/m3。‎ ‎10．（2020•满洲里市一模）如图所示，某同学为了探究“浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系”，按照A、B、C、D的顺序做了如下的实验：‎ ‎（1）上图所示的A、B、C、D四个步骤，更合理的实验顺序是　　；‎ ‎（2）　　两步骤可计算出物块浸没在水中时受到的浮力F浮；‎ ‎（3）　　两步骤可得出物块排开水所受的重力G排；‎ ‎（4）为了使实验结论更为可信，将物块换成其它物体，再进行几次实验，其主要目的是　　；‎ ‎（5）下列图中，能正确反映弹簧测力计示数F和物块下表面在水中的深度h关系的图象是　　（选填序号）。（物块未接触容器底）‎ ‎【答案】（1）DABC；（2）A、B；（3）C、D；（4）多次测量找规律、排除偶然性；（5）丁 ‎【解析】（1）合理的实验顺序是：‎ D、测出空桶所受的重力；‎ A、测出物体所受的重力；‎ B、把物体浸没在装满水的溢水杯中，读出弹簧测力计的示数；‎ C、测出桶和排开的水所受的重力。‎ 合理的实验顺序是DABC；‎ ‎（2）根据称重法F浮＝G﹣F可知需要测量的物理量：物体的重力、物体完全浸没后测力计的拉力，即A、B两步骤可计算出物块浸没在水中时受到的浮力F浮；‎ ‎（3）由G排＝G总﹣G桶 18‎ 可知需要测量的物理量是：小桶的重力、物体排开的水和小桶的总重力，即C、D两图可得G排；‎ ‎（4）本实验多次实验的目的是：多次测量找规律、排除偶然性；‎ ‎（5）随着金属块浸在水中体积的增大，浮力增大，则测力计示数减小，当物体完全浸没时，排开水的体积不变，受到的浮力不变，所以测力计示数不变，所以F水深度的关系是先减小后不变，所以丁正确。‎ ‎11．（2020•徐汇区一模）如图1所示的是“验证阿基米德原理”实验，其中“步骤D”测量的是：桶和　　的重力；为实现实验目的，图中弹簧测力计的四个示数值F1、F2、F3、F4应满足关系式是　　。图2所示的装置叫做　　。若用手按压金属盒上的橡皮膜，两管中液面将　　（选填“相平”或“不相平”）。‎ ‎【答案】（1）物块排开液体；F1﹣F3＝F4﹣F2；（2）U形管压强计；不相平 ‎【解析】（1）由图1可知，步骤D测量的是桶和物块排开液体的重力；‎ 由步骤A、C可测出物块受到的浮力：F浮＝F1﹣F3；‎ 由步骤B、D可以测出物体排开水的重力：G排＝F4﹣F2；‎ 若满足F1﹣F3＝F4﹣F2，即F浮＝G排，可以验证阿基米德原理；‎ ‎（2）图2中的装置是U形管压强计，用来测量液体内部的压强；‎ 若用手按压金属盒上的橡皮膜，两管中液面将会出现高度差，即液面将不相平。‎ ‎12．（2020•广东模拟）小吴利用如图甲所示的器材“探究浮力的大小跟物体浸入液体的体积是否有关”。‎ ‎（1）如图所示，小吴用弹簧测力计测出物块重，并把它慢慢放入烧杯内的水中。‎ ‎（2）根据测力计的示数，小吴绘制了弹簧测力计对物块的拉力和物块所受浮力随浸入水的深度变化的图象。小吴分析图象可知：‎ ‎①图线　　（选填“a”或“b”）是描物块所受浮力随浸入水的深度变化的图象；‎ 18‎ ‎②如果物块完全浸没在水中后测力计的示数为0.7N，则F1＝　　N、F2＝‎ ‎　　N、F3＝　　N。‎ ‎③由图象可以得出结论：浮力的大小跟物体浸入液体的深度　　（选填“有关”或“无关”）。‎ ‎（3）如果将水换成盐水再次进行实验（已知ρ盐水＞ρ水），则F2’　　F2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。‎ ‎【答案】（2）①b；②2； 1.3； 0.7；③无关；（3）大于 ‎【解析】（1）由图甲知，弹簧测力计的分度值为0.5N，所以物体的重力为G＝2N；‎ ‎（2）图乙中，图象b表示的是随物体浸入液体深度的增大，物体受到的浮力开始越来越大，最后保持不变；图象a表示的是随物体浸入液体深度的增大，物体受到的拉力开始越来越小，最后保持不变。所以描述浮力与深度关系的是b；‎ ‎①图乙中，图象a表示的是随物体浸入液体深度的增大，物体受到的拉力越来越小，在没有浸入水中时，弹簧测力计的示数即为图中F1的大小（物体的重力）；‎ ‎②图象a中的F3表示物体全部浸没后弹簧测力计的拉力，则F3＝0.7N，F1表示重力，则F1＝G＝2N，‎ 图象b中的F2表示物体全部浸没后，物体所受的浮力；又知道物体全部浸没后受到三个力的作用，向下的重力和向上的浮力、拉力，此时物体处于静止状态，受的是平衡力，即重力等于浮力加拉力，所以F1＝F2+F3；‎ 则F2＝F1﹣F3＝2N﹣0.7N＝1.3N；‎ ‎③根据图乙可知，物块浸没在水中后所受浮力不变，因此物块浸没在水中后所受浮力大小与误块所处的深度无关；‎ ‎（3）如果将水换成盐水再次进行实验（已知ρ盐水＞ρ水），排开液体的体积相同，浸没的深度相同，液体的密度变大，由F浮＝ρ液gV排可知，物块在盐水中所受浮力F2’大于在水中所受浮力F2。‎ 18‎ 18‎