题目内容
5．在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时，同学们提出如下的猜想：A：可能与物体浸没在液体中的深度有关；
B：可能与物体的密度有关；
C：可能与物体的体积有关；
D：可能与物体浸在液体中的体积有关；
E：可能与液体的密度有关．
为了验证上述猜想，小明利用下列器材做了如图1所示的实验．
器材：体积相等的铁块、铜块，弹簧测力计，一杯水，一杯盐水，细绳．
（1）分析比较实验③④，可以验证猜想D是正确的；分析比较实验④⑤，可以验证猜想A是错误的（选填“A、B、C、D、E”）．
（2）分析比较实验①⑤与②⑥，可以验证猜想B是错误的（选填“A、B、C、D、E”）．
（3）分析比较实验⑥⑦可得：浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关．
（4）该实验探究主要运用的科学探究方法是：控制变量法．
（5）另一小组在实验结束后，绘制了弹簧测力计对圆柱体的拉力和圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的两条图线．如图2所示．分析图象可知：
①曲线a（选填“a”或“b”）描述的是圆柱体所受浮力的变化情况．
②圆柱体所受重力为2.7N，浸没后圆柱体的浮力是1.0N，圆柱体的密度为2.7×103kg/m3．
（6）结论：物体在液体中受到的浮力大小跟物体排开液体的体积有关，跟液体的密度有关，与物体浸没液体的深度无关．
分析 （1）应用控制变量法分析图③④所示实验与图④⑤所示实验，根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论，然后分析答题．
（2）分析①⑤与②⑥所示实验，根据实验控制的变量与实验现象分析答题．
（3）要探究浮力与液体密度的关系，应控制物体排开液体的体积相等而液体密度不同，分析图示实验，然后答题．
（4）物理学中对于多因素的问题常采用控制因素的办法，把多个因素的问题变成多个单因素的问题，这种方法叫控制变量法．
（5）①读懂图象中圆柱体受到的拉力（浮力）与所在水的深度的关系，就能做出正确的选择；
②由图象可知，当圆柱体所在水的深度为h=0，也就是没有与水接触时，弹簧测力计的示数等于圆柱体的重力；已知重力，可以得到圆柱体的质量；
当圆柱体完全浸没时，浮力的大小可以得到；已知浮力和水的密度，利用公式V=V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$得到圆柱体的体积；已知圆柱体的质量和体积，利用公式ρ=$\frac{m}{V}$得到其密度；
（6）根据阿基米德原理的推导公式F浮=G排=ρ液V排g知道浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关．
解答 解：（1）由图③④所示实验可知，铁块排开水的体积不同，铁块受到的浮力不同，由此可知，物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关，由此可知，猜想D是正确的；由图④⑤所示实验可知，铁块排开水的体积相同而铁块进入水中的深度不同而铁块受到的浮力相等，由此可知，物体受到的浮力与物体进入液体的深度无关，由此可知，猜想A是错误的．
（2）由图①⑤所示实验可知，铁块浸没在水中时受到的浮力为3N-1N=2N，由图②⑥所示实验可知，铜块浸没在水中时受到的浮力为4N-2N=2N，由图⑤⑥所示实验可知，铁块与铜块的体积相等，因此由①⑤于②⑥所示实验可知，物体受到的浮力与物体的密度无关，故猜想B是错误的．
（3）由⑥⑦所示实验可知，铜块排开液体的体积相同而液体密度不同，铜块受到的浮力不同，由此可得，浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关．
（4）该实验探究主要运用的科学探究方法是控制变量法；
（5）①图象a表示的是随圆柱体浸入液体深度的增大，圆柱体受到的浮力开始越来越大，最后保持不变；图象b表示的是随圆柱体浸入液体深度的增大，圆柱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a；
②由图象知，圆柱体的重力为G=2.7N，所以质量为m=$\frac{G}{g}$=$\frac{2.7N}{10N/kg}$=0.27kg
当物体完全浸没时，受到的浮力为F浮=1.0N
所以圆柱体的体积为V=V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.0N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.0×10-4m3
圆柱体的密度为ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.27kg}{1.0×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.7×103kg/m3；
（6）实验表明，浸在液体中的物体受到浮力的作用，浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关，与物体在液体中浸没的深度无关．
故答案为：（1）D；A；（2）B；（3）⑥⑦（4）控制变量法；（5）①a；②2.7；1.0；2.7×103；（6）体积；密度；深度．
点评 物体受到的浮力与排开液体的体积太小有关，与所处的深度无关．当物体接触液面不断向下过程中，不要只注意深度的增大，排开液体的体积也是增大的，这才是浮力增大的根本原因．
| A． | 煤、石油、天然气、太阳能等都是不可再生能源 | |
| B． | 核电站是利用原子核聚变所释放的能量来发电 | |
| C． | 手机利用电磁波传递信息 | |
| D． | LED灯的核心元件发光二极管是由超导材料制成的 |
在“探究感应电流产生条件”的实验中，将导体AB、开关S、灵敏电流计和蹄形磁体按如图所示进行了连接和组装．闭合开关S，一定能产生感应电流的操作是①（“①只让导体AB在水平方向左右运动”或“②只让导体AB在竖直方向上下运动”，选填序号），这一原理的应用是发电机；如果将灵敏电流计换成电源，闭合开关S后可以观察到的现象是导体AB会运动．
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