题目内容

4．在探究浮力大小的实验中，小刚同学使用了弹簧测力计、金属块、两个相同的烧杯（分别装有适量的水、酒精和盐水），对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究．如图表示了探究过程及有关数据．

（1）物体受到的最大浮力是3.6N；
（2）分析图B、C、D，说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关，分析图D、E、F说明浮力大小跟液体密度有关；
（3）F图中盐水的密度是1.2×103kg/m3．
（4）图中能正确反映浮力F和物体下表面在水中深度h关系图象的是C

分析 （1）由A可知物体的重力，根据称重法F浮=G-F′可知，物体受到的浮力最大时弹簧测力计的示数最小，据此求出物体受到的最大浮力；
（2）浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关，实验探究时应采用控制变量法，即探究浮力的大小与排开液体的体积关系时应控制液体的密度不变，探究浮力的大小与液体密度的关系时应控制排开液体的体积相等；
（3）根据称重法求出物体浸没在水中时受到的浮力，根据阿基米德原理表示出物体浸没在水中和盐水中排开液体的体积，根据物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等得出等式即可求出盐水的密度；
（4）液体密度相同时，物体所受浮力的大小于排开液体的体积成正比，当物体完全浸没时受到的浮力不变，弹簧测力计的示数不变，根据称重法可知物体所示浮力与深度的关系．

解答 解：（1）由图A可知，物体的重力G=10N，探究过程中弹簧测力计的最小示数F′=6.4N，
则物体受到的最大浮力：
F浮=G-F′=10N-6.4N=3.6N；
（2）分析图B、C、D可知，物体排开水的体积不同，弹簧测力计的示数不同，物体受到的浮力不同，说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关；
要探究浮力大小跟液体密度有关，实验探究时应控制排开液体的体积相同，改变液体的密度，D、E、F符合；
（3）由D可知弹簧测力计的示数F″=7N，物体浸没在水中受到的浮力F浮′=G-F″=10N-7N=3N，
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，由F浮=ρgV排可得：
V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{盐水}g}$=$\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{水}g}$，
则盐水的密度ρ盐水=$\frac{{F}_{浮}}{{F}_{浮}′}$ρ水=$\frac{3.6N}{3N}$×1.0×103kg/m3=1.2×103kg/m3；
（4）液体的密度相同时，物体受到的浮力与排开液体的体积成正比，即底面积相同的圆柱体，物体受到的浮力与浸入的深度成正比，
当物体完全浸没时，物体受到的浮力不变，
根据F浮=G-F′可知，弹簧测力计的示数先变大后不变，故选C．
故答案为：
（1）3.6；
（2）物体排开液体的体积；B、C、D；
（3）1.2×103kg/m3；
（4）C．

点评 本题目考查学生对“探究浮力大小因素的实验”掌握程度，只要学生将“称重法”这一计算方法掌握扎实，题目不难做出．

练习册系列答案
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（4）若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其匀速竖直吊离海面．起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示，图中P3=3P1．求t1时刻“金枪鱼”的拉力（不考虑水的阻力）．
12．在物理实验操作考查中，小雨抽测的实验题目是“探究浮力的大小”．他的实验操作步骤如图所示，实验过程如下．
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C．将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没水中，让溢出的水全部流入小桶中，同时读出弹簧测力计的示数；
D．将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下，读出此时弹簧测力计的示数；
E．记录、分析实验数据，得出实验结论；
F．整理实验器材．
请根据小雨的实验过程回答下面问题：
（1）指出小雨在实验操作中漏掉的一个步骤：测量空桶的重力．
（2）指出上面实验操作中的一处错误：在B步骤中，由图可知水面没有达到溢水口（或水没有注满）．
（3）如果用能够漂浮在水面的木块代替橡皮做此实验，那么与上述操作不同的一个步骤是C（填字母）．
19．如图所示，小明把鸡蛋放入盛水的杯中，鸡蛋沉在杯底如图甲，向杯中加盐，鸡蛋悬浮如图乙．此变化过程中，鸡蛋质量不变，则下列说法正确的是（　　）
A．液体的密度ρ甲=ρ乙B．鸡蛋排开液体的质量m甲＜m乙
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9．下列物体的运动可近似看作匀速直线运动的是（　　）
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C．绕地球匀速转动的“北斗”卫星
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16．小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”．电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个．

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实验次数定值电阻（Ω）电流表示数（A）
15
2100.18
3200.09
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（1）汽车在正常行驶时，车轮与地面间的摩擦是滚动摩擦，刹车后，由于惯性，汽车还会继续向前行驶一段距离．
（2）分析上表数据，可知影响汽车制动距离的主要因素是汽车速度的大小．
（3）为了提醒司机朋友在雨雪天气里注意行车安全，在高速公路旁边设置了“雨天路滑，减速慢行”的警示牌，请简要说明它的物理道理．
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