题目内容
15．小明同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图1所示的实验．请你根据小明的实验探究回答下列问题．
（1）在C与E两图中，保持了排开液体的体积不变，研究浮力与液体的密度的关系；根据A与E两图所标的实验数据，可知物体浸没在盐水中所受的浮力为2.4N．
（2）小明对A、B、C、D四个步骤进行了观察研究，发现浮力的大小有时与深度有关，有时与深度又无关．对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大，当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同，浮力的大小与深度无关．
（3）在小明实验的基础上，根据有关实验数据，可以计算出盐水的密度为1.2×103kg/m3．
（4）为了探究物体浸在水中不同深度所受浮力的变化情况，小明又进行了如下的实验：将一挂在弹簧测力计下的圆柱型金属体（高度为10cm）缓慢浸入水中（水足够深），如图2所示，从圆柱体接触水面至接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F．实验数据如表：
| 实验次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| h/cm | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 |
| F/N | 4.75 | 4.25 | 3.75 | 3.25 | 2.75 | 2.25 | 2.25 | 2.25 |
| F浮/N | 0 | 0.50 | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 2.50 |
②在同种液体中，物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积成正比；
③浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关．
分析 （1）影响浮力大小的因素是排开液体的密度和物体排开液体的体积，要探究浮力和其中一个因素的关系，就要控制另外一个因素一定，由此进行解答；由“称重法”可以测出物体在水中受浮力的大小；
（2）比较B和C；C与D实验，找出相同因素和不同因素，结合控制变量法的思想得出实验结论；
（3）根据F浮=G-F计算出在水中和盐水中受到的浮力，根据在水中和在盐水中排开液体的体积相等列出关系式求出盐水的密度；
（4）利用描点作图法，根据表中的数据在所给坐标中逐一描点，然后连接成线．逐段分析其中的规律，找到浮力F浮与深度h的关系，得出合理的结论．
解答 
解：（1）分析图C与E，排开液体的体积相同，液体的密度不同，可得出浮力的大小与排开液体密度有关；
由图A知：G=8N，由图E知，F=5.6N，所以F浮=G-F=8N-5.6N=2.4N；
（2）探究物体浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关时，应控制液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素相同，实验B、C中物体在液体中浸没的深度改变的同时，其排开液体体积是变化的，V排B＜V排C，因图B中弹簧测力计的示数小于C图中的示数，根据F浮=G-F，故F浮B＜F浮C，浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大；图C、D中，当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同，弹簧测力计的示数保持不变，浮力的大小与深度无关；
（3）由AD知，物体浸没在水中时的浮力F浮水=8N-6N-2N，由AE，浸没在盐水中受到的浮力F浮盐=8N-5.6N=2.4N，根据阿基米德原理，因V排水=V排盐，$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮盐}}{{ρ}_{盐}g}$，
盐水密度ρ盐=$\frac{{F}_{浮盐}}{{F}_{浮水}}{×ρ}_{水}$=$\frac{2.4}{2}$×103kg/m3=1.2×103kg/m3；
（4）由题意，h=10cm时，物体刚好浸没在水中，根据浸没时物体受到的浮力大小不变，故从表中数据可以算出，第6次实验中浮力的大小为2.5N；
根据表中数据，描点作图，如图所示．根据图象的分析，可以得到的结论：
①浮力的大小与物体排开液体的体积有关；
②在同种液体中，物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积成正比；
③浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关．（符合规律的结论均可）
故答案为：（1）液体密度； 2.4
（2）增大；无关；
（3）1.2×103；
（4）如上图所示；
①浮力的大小与物体排开液体的体积有关；
②在同种液体中，物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积成正比；
③浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关．（符合规律的结论均可）
点评 本题探究影响浮力大小的因素，涉及称重法、测液体的密度、控制变量法等知识，考查实验数据分析归纳结论的能力和作图能力．
| A． | 一个鸡蛋的质量大约是5g | B． | 人洗澡水最适宜的温度是70℃ | ||
| C． | 电饭锅正常工作时的电流约为20mA | D． | 人正常步行的速度约为5km/h |
小勇在做“探究平面镜成像的特点”的实验时进行了如下操作：将一块玻璃板竖直放在桌面上，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，可以看到A在玻璃板后面的像，取一支没有点燃且与A等长的蜡烛B在玻璃板的后面移动，直到B和A的像完全重合，如图所示．在此实验中：
如图所示，小明与小红在滑冰场上练习滑冰，他俩手牵着手沿着笔直的滑道，一起以3m/s的速度匀速向前滑行了5min，他们向前滑行了900m；若以小明为参照物，小红是静止的．| 次数物理量 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| h（cm） | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
| F （N） | 6.5 | 6.0 | 5.5 | 5.0 | 4.5 | 4.5 | 4.5 |
（2）分析第1次到第5次实验数据，说明物体浸没液体之前，物体所受的浮力随物体浸入液体中深度的增加而增大（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）物体完全浸没液体中后，物体受到的浮力为2 N，物体的体积是2×10-4m3．
（4）图2中能正确反映浮力F浮和物体下表面到水面距离h关系的图象为：D．
为了方便人们出行，江津区于2014年开通了江津到先锋的公交车，若该公交车的总质量为4×103kg（已包括了车上的司机、乘客），轮胎与地面的总接触面积为0.4m2，车匀速行驶时所受的阻力是车总重的0.5倍，公交车在牵引力的作用下，在平直公路上匀速行驶，2min内行驶了1200m．求：