小明在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：弹簧测力计，高度为9cm、底面积为10cm2的实心圆柱体金属块，相同的平底大烧杯（烧杯底面积为60cm2）若干个，水，还有密度未知的某种液体，细线等。小明同学提出以下猜想：猜想一：浮力的大小与液体的密度有关；猜想二：浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关；猜想三：浮力的大小与物体排开液体的体积有关；猜想四：浮力的大小与物体的形状有关。

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21391. （2020•高新一中•三模）小明在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：弹簧测力计，高度为9cm、底面积为10cm²的实心圆柱体金属块，相同的平底大烧杯（烧杯底面积为60cm²）若干个，水，还有密度未知的某种液体，细线等。小明同学提出以下猜想：
猜想一：浮力的大小与液体的密度有关；
猜想二：浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关；
猜想三：浮力的大小与物体排开液体的体积有关；
猜想四：浮力的大小与物体的形状有关。
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（1）小明进行了如图1所示的实验：A步骤所示弹簧测力计的示数为 N；用弹簧测力计挂着金属块缓慢地没入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示（液体均未溢出），并将其示数记录在下表中：

实验步骤	B	c	D	E	F
弹簧测力计示数N	2.4	2.1	1.8	1.8	1.5

（2）分析实验步骤A、B、C、D，可以说明浮力大小跟        有关；为了验证猜想一，应选择实验步骤序号        分析即可。（填3个实验步骤序号）
（3）为了验证猜想四，小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图G、H所示的实验，由此小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关，你认为这个结论        （选填“可靠”或“不可靠”），主要原因是        。
（4）小明还想探究浮力与物体的密度关系，应选择        相同、密度不同的两个金属块进行实验。
（5）小明同学根据表格中的数据可以算出圆柱体金属块的密度是        kg/m³，步骤F中某种液体的密度是        kg/m³（计算结果保留两位小数）。
（6）小明用弹簧测力计吊着圆柱体金属块缓慢浸入水中，从金属块底面接触水面开始，直到金属块处于E图位置，图2中能正确表示物体所受浮力F与物体底面浸入水中深度h关系的图像是        。

共享时间:2020-08-06 难度:4

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[考点]

[答案]

（1）2.7；（2）物体排开液体的体积；A、E、F；（3）不可靠；未控制物体排开液体的体积相同；（4）体积；（5）3×10³；1.33×10³；（6）D

[解析]

解：（1）如图1，A中测力计分度值为0.1N，所示弹簧测力计的示数为2.7N；
（2）分析实验步骤A、B、C、D，结合表中数据可以看出，物体排开液体体积越大，测力计示数越小，由称重法可知，此时浮力越大，因此可以说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关；
为了验证猜想一，应控制排开液体的体积相同，改变液体的密度，因此，应选择实验步骤序号A、E、F进行分析。
（3）在验证猜想四的实验中，小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关。这个结论是不可靠的，这主要是因为未控制物体排开液体的体积相同，不符合控制变量法的要求。
（4）若想探究浮力与物体的密度关系，应控制不同物体的排水体积相同，因此，应选择体积相同、密度不同的两个金属块进行实验。
（5）由实验AD，物体浸没在水中受到的浮力：F_浮水=2.7N-1.8N=0.9N；
根据阿基米德原理：F_浮水=ρ_水gV_排=ρ_水gV_物，
V_物=

F浮水

ρ水g

；
金属块的密度为：
ρ=

gV物

g×

F浮水

ρ水g

F浮水

•ρ_水=

2.7N

0.9N

×1.0×10³kg/m³=3×10³kg/m³
由AF，物体浸没在液体中受到的浮力：F_浮液=2.7N-1.5N=1.2N；
根据阿基米德原理：F_浮液=ρ_液gV_物，因物体的体积不变，故有：
V_物=

F浮水

ρ水g

F浮液

ρ液g

，
某种液体的密度是：
ρ_液=

F浮液

F浮水

•ρ_水=

1.2N

0.9N

×1.0×10³kg/m³≈1.33×10³kg/m³。
（6）用测力计吊着物体缓慢浸入水中，从物体底面接触水面开始，到刚浸没在水中的过程中，物体排开液体的体积逐渐变大，受到浮力变大；完全浸没后，到物体继续浸没到达E图位置的过程中，排开液体的体积不变，受到的浮力大小不变，故能正确表示物体所受浮力F与物体底面浸入水中深度h关系的图像是图2中的D。
故答案为：（1）2.7；（2）物体排开液体的体积；A、E、F；（3）不可靠；未控制物体排开液体的体积相同；（4）体积；（5）3×10³；1.33×10³；（6）D。

[点评]

本题探究浮力大小与哪些因素有关，考查称重法测浮力、控制变量法的运用、数据分析、阿基米德原理、密度公式的运用及利用浮力测密度的方法等，综合性强，有一定难度。

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