备战九年级物理基础演练阿基米德原理验证实验.docx
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备战九年级物理基础演练阿基米德原理验证实验
备战2020九年级物理基础演练——阿基米德原理验证实验
考点一:
阿基米德原理验证实验
1.为了直观验证阿基米德原理,实验装置如图所示,把弹簧测力计上端固定在铁架台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上,在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下端放一小杯在金属块的正下方,有一个溢水杯,溢水杯放置在铁架台的支架上,溢水杯跟金属块、粗铁丝都不接触
(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸没入水中(如图甲→乙→丙),在此过程中,弹簧测力计示示数:
F甲________F丙(选填“大野”、“等于”或“小于”)
(2)再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离水面(如图丁)可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为________N,此时浮力的测量数值比真实数值将________(选填“偏大”或“偏小”)
2.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为________N。
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为________N。
石块排开的水所受的重力可由________(填字母代号)两个步骤测出。
(3)由以上步骤可初步得出结论:
浸在水中的物体所受浮力的大小等于________。
(4)为了得到更普遍得结论,下列继续进行得操作中不合理得是________。
A. 用原来的方案和器材多次测量取平均值
B. 用原来的方案将水换成酒精进行实验
C. 用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
(5)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则________(选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。
3.如图所示,甲、乙、丙、丁是“探究浮力的大小与排开水的重力关系”的情景。
下列四幅图中弹簧测力计的示数分别为
、
、
、
请回答下面的问题。
(1)为方便操作和减小测量误差,最合理的操作步骤应该是:
丁
________。
(2)若以下等式______
填序号
成立,则可以验证阿基米德原理。
A.
B.
C.
(3)若物体体积为
,则当物体浸没在水中时受到的浮力为________N。
4.海军迷小东想知道辽宁舰受到的浮力大小与哪些因素有关,他利用如图所示的装置进行探究,把同一金属块浸入甲乙两种液体中,记录数据如下:
液体
次数
浸入体积
A示数/N
B示数/N
浮力/N
甲
1
0
5.0
2.0
0
2
一半
4.1
2.9
3
全部
3.2
3.8
1.8
乙
4
0
5.0
2.0
0
5
一半
4.3
2.7
0.7
6
全部
3.6
3.4
1.4
(1)表格中空缺的数据应为________ N.
(2)分析比较实验次数________,可知:
当排开液体的体积(浸入的体积)相同时,物体受到的浮力与________有关.
(3)分析比较金属块受到的浮力与它排开液体受到的重力,可知:
________.
(4)分析表格中的数据,可知ρ甲________ρ乙.(选填“<”、“=”或“>”)
考点二:
浮力综合实验
1.为了探究浮力大小跟哪些因素有关,某兴趣小组的同学,用同一物体进行了如图所示的操作,并记下物体静止时弹簧测力计的示数。
物体未放入前溢水杯装满水,物体浸没后,用量筒测出了溢出水的体积,如图丁所示。
(1)该小组同学通过比较F1和F2的大小,得到了“浮力大小与物体浸没的深度有关”的结论是否正确)________(选填“正确”或“不正确”)。
(2)为了探究浮力的大小与液体密度的关系,应选择________两图。
(3)物体浸没在水中时,所受浮力大小为________N,盐水的密度为________kg/m3(g=10N/kg)
2.某实验小组利用甲图所示的器材,来探究“浮力的大小与哪些因素有关”:
(1)选择器材,验证猜想:
探究一:
只选择器材a、c、d、e,就可以探究“浮力的大小是否与物体浸在液体中的体积有关”;
探究二:
只选择器材________(选填器材编号),就可以探究“浮力的大小是否与液体的密度有关”;
探究三:
只选择器材a、b、d、e,就可以探究________.
(2)在上述过程中采用的研究方法主要是 .
A. 比值法 B. 等效法 C. 控制变量法 D. 估算法
(3)完成以上探究后,他们又按乙图所示的步骤进行了测量物质密度的实验.
①称量出a金属块的重力G=F1=4.8N;将它浸没在水中时,弹簧测力计的示数F2=________N,则此时物体所受浮力为F浮=________N;
②将a金属块浸没到煤油中,此时弹簧测力计的示数F3=4.0N,由此可知煤油的密度为ρ煤油=________kg/m3.
3.同学们用空塑料瓶和细沙等实验器材探究影响浮力大小因素,(g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
(1)为了测出塑料瓶的体积,进行如下操作,
①把天平放在水平桌面上,调节天平平衡,在左盘中放入盛有适量水的烧杯,通过増减砝码和移动游码使天平再次平衡,所加砝码和游码的位置如图甲所示,烧杯和水的总质量为________ g.
②在空塑料瓶中装入适量细沙,拧紧瓶盖,在瓶颈系一细绳,手拿细绳将塑料瓶完全浸没于烧杯的水中(瓶没有接触烧杯,水未溢出),通过増减祛码和移动游码使天平再次获得平衡,所用砝码总质量和游码所示质量之和为167g,塑料瓶的体积是________ cm3.
(2)同学们根据生活经验提出了如下三种猜想,并举出了相应的实例
猜想一,浮力的大小与物体的密度有关,实例:
铁块可以在水中下沉,木头可以浮在水面上
猜想二,浮力的大小与液体的密度有关,实例:
鸡蛋可以在水中下沉,在盐水中可以浮起来
猜想三,浮力的大小与浸入液体的深度有关,实例:
在游泳池里,人越往下蹲感觉到水向上托自己的力越大
为了验证以上猜想是否正确,同学们选择了装入细沙的塑料瓶和其他实验器材进行探究,实验过程如图乙所示.
② 根据实验步骤d和________(填序号),可以确定猜想二是正确的;
②根据实验步骤c和d可以验证猜想三是________(选填“正确”或“错误”);对该猜想对应的实例,合理的解释是________.
③要验证猜想一是否正确,可以在塑料瓶中________后再进行探究.
④同学们讨论认为,猜想一和猜想二中的实例反应了物体的浮与沉可能与密度有关,要选用一个能漂浮在图e中盐水上的物体时,物体的密度应小于________ g/cm3(计算结果保留1位小数).
4.将一只手的食指浸入水中,你会感受到浮力的作用.你想知道食指所受的浮力大小吗?
请从如图所提供的实验器材中选择合理的实验器材,设计出两种测出你的食指受到浮力的实验方案,并完成填空.(已知水的密度为ρ水)
(1)方案一:
①写出你需要测量的物理量及其符号:
________.
②食指所受浮力大小的表达式为:
F浮=________.
(2)方案二:
①写出你需要测量的物理量及其符号:
________.
②食指所受浮力大小的表达式为:
F浮=________.
考点三:
F与h关系的探究实验
1.如图1所示,小彬同学对“浸没在液体中的物体所受浮力大小与深度是否有关”进行了实验探究.
(1)实验前首先应按竖直方向对弹簧测力计进行________.本实验中,使用弹簧测力计时,手应该拿株弹簧测力计的________(选填“拉环”或“刻度盘”).
(2)小彬同学依次进行了如图1所示的实验,第①次实验中测力计示数为________N.通过分析发现,浸没在纯水中的物体所受的浮力大小与深度________(选填“有关”或“无关”).进一步分析得出:
物体浸没后与放入前相比,容器对水平地面的压力增加了________N.
(3)小彬同学又进行了“盐水浮鸡蛋”的实验,发现一个有趣的现象:
悬浮在盐水中如图2所示位置的鸡蛋,如果用外力将鸡蛋轻轻向下或向上移动一小段距离,撤销外力后它马上又回到原来位置悬浮.此现象初步表明:
深度增大,浸没在盐水中的鸡蛋所受的浮力________(选填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)为了精确检验这一结论是否正确,小彬同学找到一个分度值为0.1kg的电子秤,将图1中的纯水换成盐水静置一段时间后,用图1中的同一物体,依次进行了图3所示的实验.分析电子秤的示数可知:
(3)中的结论是正确的.进一步分析可知,出现这一现象的真正原因是:
盐水的________随深度面变化.小彬同学为自己的新发现感到万分高兴,但他并没有停下探究的脚步,再一次分析,他计算出图3②到图3④细线对物体拉力的变化量为________N.
2.小华在探究影响浮力大小因素的实验中,先在空气中测出圆柱体的重力大小是1.0N,然后将圆柱体逐渐浸入水中,如图甲所示,她测得圆柱体受到的浮力F和其底面进入水中的深度h的对应数据如表:
次数
1
2
3
4
5
6
h/cm
2
4
6
8
10
12
F/N
0.2
0.4
0.6
0.6
0.6
0.6
(1)第1次实验时弹簧测力计的示数为________ N;
(2)利用表中数据,在图乙中画出F﹣h图线;
(3)当h=________cm时,圆柱体刚好全部浸没水中;
(4)如改用浓盐水做实验,在图乙中再画出F﹣h图线.图线上h=6cm点的位置变________(高/低),这样的比较是为了探究________对浮力大小的影响.
3.小明探究“浮力大小与深度的关系”,探究过程及有关数据如图所示.
(1)物体(圆柱体)所受的重力是________ N.
(2)物体受到的最大浮力是________ N.
(3)图乙中正确反映弹簧测力计示数F和物体下表面在水中的深度h关系的图象是________.(物体未接触容器底)
(4)图甲的弹簧测力计________(选填“能”或“不能”)用来测量一个大西瓜的重力.
4.课外活动小组想探究物体浸在水中不同深度处所受浮力的变化情况,他们把物体挂在弹簧测力计的下面,如图甲所示,再把物体缓慢匀速浸入水中一直到如图乙所示的位置,此过程中弹簧测力计的示数与物体浸入水中深度的关系图象如图丙所示.分析这三图可得:
(1)物体的重力是________ N.
(2)物体浸入水中如图乙位置时受到的浮力是________ N.
(3)物体所受浮力与深度________(填“有关”或“无关”).
5.小华同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,在弹簧测力计下面悬挂一个实心圆柱体
如图甲所示
,当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降,直到浸没在溢水杯内的水中,用小桶收集溢出的水。
取
(1)圆柱体的质量为________kg。
(2)圆柱体浸没在水中时所受浮力为________N;圆柱体的密度是________
。
(3)比较________两图可知:
浸在同种液体中的物体所受浮力的大小跟物体排开液体体积有关。
(4)比较c、d两图可知:
当物体浸没在同种液体中,所受浮力不随________而改变。
(5)小华完成图甲所示的实验后,把水换成另一种液体重复上述实验,根据实验数据绘制出如图乙所示的弹簧测力计的拉力F随物体下降高度h变化的图象,那么物体浸没在这种液体中受到的浮力为________N,这表明浸在液体中的物体所受浮力的大小还跟________有关。
6.在“探究浮力大小与哪些因素有关”实验中;
(1)如图甲所示,依次将物体缓缓浸入水中.①从位置2→3的过程中,物体受到的重力________,受到的浮力________.(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
②从位置3→4的过程中,物体受到的浮力不变,说明物体受到的浮力与浸没的深度________(选填“有关”或“无关”).
③图乙中的________(选填“a”或“b”)能反映测力计示数在甲图实验过程中的变化.
④实验中用手提着测力计,可能会使测力计示数不稳定,你的改进建议是________.
(2)课本中提到,物体在空气中也会受到浮力作用,因此小禹设计了一个测量空气浮力大小的实验;①排尽一个大气球内部的空气,测出气球的重力G球;
②将适量的氢气充入气球,用细线扎紧封口,按图丙所示测出拉力的大小F拉;
③根据F浮=F拉+G球,求出气球所受浮力大小(细线重力和摩擦忽略不计).小禹的实验方案中,计算浮力的方法有误,错误是________.
备战2020九年级物理基础演练——阿基米德原理验证实验参考答案
考点一:
阿基米德原理验证实验
1.为了直观验证阿基米德原理,实验装置如图所示,把弹簧测力计上端固定在铁架台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上,在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下端放一小杯在金属块的正下方,有一个溢水杯,溢水杯放置在铁架台的支架上,溢水杯跟金属块、粗铁丝都不接触
(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸没入水中(如图甲→乙→丙),在此过程中,弹簧测力计示示数:
F甲________F丙(选填“大野”、“等于”或“小于”)
(2)再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离水面(如图丁)可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为________N,此时浮力的测量数值比真实数值将________(选填“偏大”或“偏小”)
【答案】
(1)等于
(2)1.2;偏大
【解析】
(1)根据阿基米德原理知物体所受的浮力等于它排开液体所受的重力,由图甲→乙→丙),在此过程中,弹簧测力计示示数:
F甲等于F丙;
(2)再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离水面以后,物体不在受到浮力,此时弹簧测力计示数增大,增大示数即物体所受浮力,所以金属块所受到的浮力约为4.4N-3.2N=1.2N,由于物体从液体里面出来时要带出一部分水所以浮力的测量数值比真实数值将偏大。
2.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为________N。
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为________N。
石块排开的水所受的重力可由________(填字母代号)两个步骤测出。
(3)由以上步骤可初步得出结论:
浸在水中的物体所受浮力的大小等于________。
(4)为了得到更普遍得结论,下列继续进行得操作中不合理得是________。
A. 用原来的方案和器材多次测量取平均值
B. 用原来的方案将水换成酒精进行实验
C. 用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
(5)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则________(选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。
【答案】
(1)3.8
(2)1.4;DA
(3)该物体所排开的水受到的重力的大小
(4)A
(5)能
【解析】
(1)弹簧测力计的分度值为0.2N,石块的重力为3.8N;
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,弹簧测力计的示数是2.4N,根据
;比较DA两图,可以得出块排开的水所受的重力;(3)由以上步骤可初步得出结论,也就是阿基米德原理的内容:
浸在水中的物体所受浮力的大小等于该物体所排开的水受到的重力的大小;(4)为了得到更普遍得结论,应换用不同液体和物体进行多次实验,而不是用原来的方案和器材多次测量取平均值,操作中不合理的是A;(5)根据阿基米德原理,物体受到浮力大小等于排开液体的重力,排开液体的体积越大,受到浮力越大;只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,也能得到与(3)相同的结论。
故答案为:
(1)3.8;
(2)1.4;(3)DA;(4)该物体所排开的水受到的重力的大小;(5)A;(6)能;
3.如图所示,甲、乙、丙、丁是“探究浮力的大小与排开水的重力关系”的情景。
下列四幅图中弹簧测力计的示数分别为
、
、
、
请回答下面的问题。
(1)为方便操作和减小测量误差,最合理的操作步骤应该是:
丁
________。
(2)若以下等式______
填序号
成立,则可以验证阿基米德原理。
A.
B.
C.
(3)若物体体积为
,则当物体浸没在水中时受到的浮力为________N。
【答案】
(1)乙
甲
丙
(2)B
(3)1
【解析】
实验时,先测出空桶的重力,然后测出物体的重力,再物体浸没在溢水杯中,读出弹簧测力计的示数,根据
得出受到的浮力,最后测出小桶和水的总重力,因此合理的实验步骤是:
丁
乙
甲
丙;
由实验过程可知,物体浸没液体中受到的浮力:
;
物体排开液体的重力:
。
若:
说明:
,阿基米德原理成立。
B符合题意;
根据阿基米德原理,即
可得:
物体受到的浮力:
。
4.海军迷小东想知道辽宁舰受到的浮力大小与哪些因素有关,他利用如图所示的装置进行探究,把同一金属块浸入甲乙两种液体中,记录数据如下:
液体
次数
浸入体积
A示数/N
B示数/N
浮力/N
甲
1
0
5.0
2.0
0
2
一半
4.1
2.9
3
全部
3.2
3.8
1.8
乙
4
0
5.0
2.0
0
5
一半
4.3
2.7
0.7
6
全部
3.6
3.4
1.4
(1)表格中空缺的数据应为________ N.
(2)分析比较实验次数________,可知:
当排开液体的体积(浸入的体积)相同时,物体受到的浮力与________有关.
(3)分析比较金属块受到的浮力与它排开液体受到的重力,可知:
________.
(4)分析表格中的数据,可知ρ甲________ρ乙.(选填“<”、“=”或“>”)
【答案】
(1)0.9
(2)2、5或3、6;液体的密度
(3)浮力等于排开液体受到的重力
(4)>
【解析】解:
(1)根据第1次实验的数据可知,小空桶的重力为2.0N,实验2中B的示数为2.9N,则实验2中物体所受的浮力F浮=G排=2.9N﹣2.0N=0.9N;
(2)分析比较实验次数2、5或3、6,可知:
当排开液体的体积(浸入的体积)相同时,物体受到的浮力与液体的密度有关;(3)根据表格中的实验数据,分析比较金属块受到的浮力与它排开液体受到的重力,可知:
浮力等于排开液体受到的重力.(4)分析表格中2、5或3、6的数据,当排开液体的体积相同时,物体受到的浮力与液体的密度有关,2、3在甲液体中,5、6在乙液体中,前者受到的浮力较大,说明甲液体的密度大于乙液体的密度,即ρ甲>ρ乙.
故答案为:
(1)0.9;
(2)2、5或3、6;液体的密度;(3)浮力等于排开液体受到的重力;(4)>.
考点二:
浮力综合实验
1.为了探究浮力大小跟哪些因素有关,某兴趣小组的同学,用同一物体进行了如图所示的操作,并记下物体静止时弹簧测力计的示数。
物体未放入前溢水杯装满水,物体浸没后,用量筒测出了溢出水的体积,如图丁所示。
(1)该小组同学通过比较F1和F2的大小,得到了“浮力大小与物体浸没的深度有关”的结论是否正确)________(选填“正确”或“不正确”)。
(2)为了探究浮力的大小与液体密度的关系,应选择________两图。
(3)物体浸没在水中时,所受浮力大小为________N,盐水的密度为________kg/m3(g=10N/kg)
【答案】
(1)不正确
(2)乙丙
(3)0.5;1.2×103
【解析】
(1)研究浮力大小与物体浸没的深度的关系,要控制排开液体的密度和体积相同,改变物体浸在液体中的深度。
题中没有控制甲、乙没有控制物体排开液体的体积相同,所以得出的结论不正确;
(2)为了探究浮力的大小与液体密度的关系,应控制排开液体的体积相同,选择密度不同的液体进行实验,故应选择乙、丙两图;(3)如图丁所示,量筒的分度值为2mL,水的体积为50mL,即物体浸没在水中时,排开水的体积V排=50cm3,则物体排开水的重力:
G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×50×10-6m3=0.5N,
根据阿基米德原理,物体浸没在水中时受到的浮力:
F浮水=G排=0.5N;,
由称重法可得:
F2=G-F浮水,故物体的重力:
G=F2+F浮水=1.5N+0.5N=2N,
所以在丙图中,物体浸没在盐水中所受的浮力:
F浮盐水=2N-1.4N=0.6N,
根据阿基米德原理,物体浸没在液体中所受浮力F浮=ρ液gV排=ρ液gV物,因排开液体的体积不变,所以
,
盐水的密度
;
2.某实验小组利用甲图所示的器材,来探究“浮力的大小与哪些因素有关”:
(1)选择器材,验证猜想:
探究一:
只选择器材a、c、d、e,就可以探究“浮力的大小是否与物体浸在液体中的体积有关”;
探究二:
只选择器材________(选填器材编号),就可以探究“浮力的大小是否与液体的密度有关”;
探究三:
只选择器材a、b、d、e,就可以探究________.
(2)在上述过程中采用的研究方法主要是 .
A. 比值法 B. 等效法 C. 控制变量法 D. 估算法
(3)完成以上探究后,他们又按乙图所示的步骤进行了测量物质密度的实验.
①称量出a金属块的重力G=F1=4.8N;将它浸没在水中时,弹簧测力计的示数F2=________N,则此时物体所受浮力为F浮=________N;
②将a金属块浸没到煤油中,此时弹簧测力计的示数F3=4.0N,由此可知煤油的密度为ρ煤油=________kg/m3.
【答案】
(1)a、d、e、f(bdef或者cdef均可以);浮力的大小是否与物体的密度有关
(2)C
(3)3.8;1.0;0.8×103
【解析】解:
(1)根据称重法测浮力:
F浮=G﹣F示,故要用到测力计;
研究浮力的大小是否与液体的密度有关”,要控制排开液体的体积相同,只改变排开液体的密度,
只选择器材a、d、e、f(bdef或者cdef均可以),就可以探究“浮力的大小是否与液体的密度有关”;
器材a、b体积相同而物体本身的密度不同,器材e保证了液体密度不变,根据控制变量法可知,故只选择器材a、b、d、e,就可以探究浮力的大小是否与物体密度是否有关;
(2)上述过程中采用的研究方法主要是控制变量法;(3)①称量出a金属块的重力G=F1=4.8N;将它浸没在水中时,测力计分度值为0.2N,测力计的示数F2=3.8N,则
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