2021年中考物理压轴题大揭秘专题专题02浮力的实验探究含解析.docx

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1、专题02 浮力的实验探究考点01影响浮力因素的实验探究题：1：根据F浮=液gV排可知，浸在液体中的物体所受的浮力大小只与液体的密度及排开液体的体积有关，液体的密度越大，物体排开液体的体积越大，物体受的浮力越大；物体所受浮力的大小与容器的形状、物体自身的形状、物体浸在液体中的深度及物体的密度等其它因素均无关。2：在探究影响浮力的其中一个因素时，必须同时控制另一个因素不变。且应多次实验，使结论更具有普遍性。【帮你归纳】在探究影响浮力的因素的实验中常采用多次悬挂的方法，通过观察并读取测力计的示数根据测力计的示数变化可推知浮力的变化情况，从而得出影响浮力的因素。例1：（2020四川乐山）物理兴趣小组在

2、进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中，用弹簧测力计挂着一实心圆柱体，以下图a、b、c、d、e分别为实验情景。（g取10N/kg）(1)通过a、c两次实验，可知物体浸没在水中所受浮力大小是_N；(2)通过_两次实验，可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系；(3)通过c、e两次实验，可探究物体所受浮力大小与_的关系；(4)在某种液体中进行探究的过程中，记录实验数据，得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像，则该液体的密度为_kg/m3。【答案】（1）0.5；（2）c、d；（3）液体密度；（4）0.8103。【解析】(1)由a、c两次实验中测力计示数可知，物体浸没在水中所受

3、的浮力为F浮水=G-Fc=2N-1.5N=0.5N(2) 由图c、d所示实验可知，物体排开液体的种类与物体排开液体的体积都相同而物体浸入液体的深度不同，这两次实验可以探究物体浸没在水中时受到的浮力大小与浸没深度是否有关。(3)由图c、e所示实验可知，物体排开液体的体积相同而液体密度不同，该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系。(3) (4)实验步骤c中，物体受到的浮力为：F浮c=G-Fc=2N-1.5N=0.5N实验步骤e中，物体受到的浮力为：F浮e=G-Fe=2N-1.6N=0.4N因物体均浸没，所以V排水=V排液根据阿基米德原理，所以该液体的密度为：【变式1-1】（2019河北）小明用如图

4、所示的装置探究“影响浮力大小的因素”，（已知水1.0103kg/m3，取g10N/kg）（1）小明利用图1甲所示的实验装置，将圆柱体合金块慢慢浸入水中时，根据测得的实验数据，作出了弹簧测力计示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图象（如图2中所示）。实验过程中合金块所受浮力的变化情况是。请在图2中画出F浮随h变化的关系图象，分析图象可知，浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成。（2）将合金块分别浸没在水和某液体中（如图1乙、丙所示），比较图1甲、乙、丙可知：。（3）合金块的密度为合金g/cm3。（4）若用此合金块制成一空心合金球，当合金球恰好能悬浮于图1丙所示液体中时，空心部分的体积是

5、cm3。【答案】（1）先变大后不变；如上图所示；正比；（2）浸没在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关；（3）4；（4）400。【解析】（1）由弹簧测力计的示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图象可以知道：弹簧测力计的示数随着深度的增加是先变小后不变的，而测力计的示数等于合金块的重力减去合金块浸在液体中受到的浮力。所以此实验过程中浮力先变大后不变。由图象可知，合金块完全浸没在水中时所受的浮力：F浮GF4N3N1N；则F浮随h的变化的关系图象，如下图所示：由图象可知，当h6cm时，浸在水中的物体所受浮力的大小与浸入水中的深度成正比，而排开水的体积与浸入水中的深度成正比，所以浸在水中的物体所

6、受浮力的大小跟它排开水的体积成正比。（2）分析比较甲、乙、丙可知，合金块排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，即受到的浮力不同，说明浮力大小跟液体的密度有关。（3）由图甲可知，合金块的重力G4N，合金块的质量：m合金0.4kg，由图乙可知，合金块浸没在水中时弹簧测力计的示数F3N，则合金块完全浸没在水中时所受的浮力：F浮GF4N3N1N；因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，由F浮水gV排可得，合金块的体积：V合金V排1104m3，则合金块的密度：合金4103kg/m34g/cm3。（4）由图丁可知，金属块浸没在某液体中时弹簧测力计的示数F3.2N，则合金块完全浸没在

7、某液体中时所受的浮力：F浮GF4N3.2N0.8N，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gV排可得：，则：液水1.0103kg/m30.8103kg/m3。合金球悬浮在某液体中时所受的浮力：F浮G4N，由F浮水gV排可得，合金球的体积：V球V排5104m3，则空心部分的体积：V空V球V5104m31104m34104m3400cm3。【名师点睛】（1）根据图象分析弹簧测力计的示数随着深度的变化关系，进而得出浮力的变化情况；利用F浮+FG和图线画出F浮随h变化的关系图象；（2）分析比较甲、乙、丙可知，合金块排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，即受到的浮力

8、不同，从而得出结论；（3）利用Gmg求出合金块的质量，再结合称重法和阿基米德原理求出合金块的体积，最后利用密度公式求出合金块的密度；（4）根据称重法和阿基米德原理求出液体的密度，然后根据悬浮和阿基米德原理求出合金球的体积，用合金球的体积减去合金块的体积即为空心部分的体积。【变式1-2】（2016武汉中考）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。图乙中物体未放入前溢水杯装满水，物体浸没后用量筒测出溢出水的体积，如图丁所示。（1） 为了探究浮力的大小与液体密度的关系，应选择两图；该小组同学通过比较F1和的大小，得到“浮力的

9、大小与物体浸没的深度有关”的结论，产生错误的原因是。（2）物体浸没在水中时所受浮力大小N，盐水的密度为kg/m3【答案】（1）甲、丙 F2 ，物体接触了容器底 （2）0.6 11700。【解析】为了探究浮力的大小与液体密度的关系，应该靠近不同密度的液体且实验操作程度相同的实验，应选择甲、丙两图；该小组同学通过比较F1和F2的大小，因为这两图实验的仪器一样就物体浸没的深度不同，得到“浮力的大小与物体浸没的深度有关”的结论，产生错误的原因是实验时把物体浸没在容器底部，底部对物体有向上的支持力，使弹簧测力计示数减小。（2）物体浸没在水中时，排开液体的体积V=5.010-5m3,所受浮力：F浮=G排=

10、水gV水=0.5N，由图甲知物体的重力G=F1+F浮=1.5N+0.5N=2.0N，由图丙得物体在盐水中排开盐水的重力G盐水=GF3=2N1.4N=0.6N，所以盐水的密度盐水= m盐水/V=1.2103kg/m3.例2：（2020河北沧州一模拟试题）小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下口器材：分度值为0.1N的弹簧测力计，实心金属块A，相同的大烧杯若干，水，细线等。（1）小明进行了如图6所示的实验：A步骤所示的弹簧测力计的示数为N；用弹簧测力计挂着物块缓慢浸入液体中不同深度，步骤如图6中的B、C、D、E所示，（液体均没有溢出）并将其示数记录在下表中，实验步骤BCDE测力计

11、的示数F/N2.62.52.42.4（2）在实验步骤B中物块所受的浮力F浮= N。（3）分析实验步骤A、B、C、D，可初步得出结论：当液体的密度相同时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越；分析比较实验序号可初步得出结论：当排开液体的体积相同时，物体所受浮力与浸没在液体中的深度（选填“有关”或无关”）。（4）同组的小红同学继续用如图7所示的方法测出金属块B的密度，她的具体操作如下：将金属块B放入漂浮于水面的小烧杯中，小烧杯杯底距离液面高度h1=25cm;将金属块B取出后系在烧杯底静止后，小烧杯杯底距离液面的高度约为h2=15cm；剪断细绳后金属块B沉入杯底，此时小烧杯杯底距离液面约为h3=

12、10cm；则金属块B的密度约为kg/m3.【答案】(1)2.7N (2) 0.1 (3)大 D、E 无关（4）1.5103【解析】（1）略（2）F浮=GF拉所以在实验步骤B中物块所受的浮力F浮= 0.1N。(3)分析实验步骤A、B、C、D，可看到：随着排开液体的体积越大，弹簧测力计的示数越来越小，所以初步得出结论：当液体的密度相同时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大。分析比较实验序号D、E可看到当物体全部浸没后，当增加物体在水中浸没的深度时，弹簧测力计的示数不再发生改变，所以可初步得出结论：当排开液体的体积相同时，物体所受浮力与浸没在液体中的深度无关。（4）分析图7中甲、乙两个图可知

13、：两个图中小烧杯和金属块在两种情况下受到的总浮力不改变，排开水的总体积不改变，而乙中金属块完全浸没在水中，所以小烧杯减少的V排即为金属块的体积所以V金=S小烧杯（h1h2）；由甲、丙两图可看出：小金属块沉底后，小烧杯减少的浮力即为金属块的重力所以m金=水S小小烧杯（h1h3），所以金属块B的密度B=水S小小烧杯（h1h3）/ S小烧杯（h1h2）代入水的密度与三个对应的h值可得：B=1.5103 kg/m3.。【变式2-1】（2018淄博）小明利用弹簧测力计、烧杯、小桶、石块、细线等器材探究浮力大小与排开液体的重力的关系。（1）部分实验操作步骤如图所示，遗漏的主要步骤是 ，若将遗漏的步骤标注为

14、D，最合理的实验步骤顺序是 （用实验步骤对应的字母表示）。（2）小明进行实验并把数据记录在下表中。从表中数据可知石块受到的浮力是 N，排开液体的重力是 N。小明根据它们的大小关系归纳出了实验结论并准备结束实验，同组的小丽认为实验还没有结束，理由是 ，接下来的实验操作应该是 。实验步骤ABCD弹簧测力计示数/N1.61.80.50.3（3）实验结束后，小明还想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关，可取体积相同的铁块和铝块，使其浸没在同种液体中，比较浮力的大小。【答案】（1）测量空桶的重力；D、B、A、C；（2）0.2；0.2；通过一组数据得出的结论会具有片面性或偶然性；换用不同液体重新实验；（

15、3）体积。【解析】（1）探究浮力大小与排开液体的重力的关系，需要测出物体排开水的重力，需要先测出空桶的重力，由图示实验可知，实验遗漏的步骤是：测量空桶的重力；实验时，先测出空桶的重力，然后测出物体的重力，再将物体浸在溢水杯中，读出弹簧测力计的示数，根据F浮=GF示得出物体受到的浮力，最后测出小桶和水的总重力，从而测出物体排开水的重力，因此合理的实验步骤是：D、B、A、C；（2）由实验步骤AB可知，物体浸在液体中时受到的浮力：F浮=FBFA=1.8N1.6N=0.2N；由实验步骤CD可知，物体排开液体的重力：G排=FCFD=0.5N0.3N=0.2N；由于只测了一组实验数据，这样得出的结论会具有

16、片面性或偶然性，所以为了寻找普遍规律，做完一次实验后，需要换用不同液体重新实验；（3）想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关，需要选用体积相同、密度不同的物体，使其浸没在同种液体中（保证了液体密度相同、排开液体的体积相同），比较浮力的大小。故答案为：（1）测量空桶的重力；D、B、A、C；（2）0.2；0.2；通过一组数据得出的结论会具有片面性或偶然性；换用不同液体重新实验；（3）体积。考点02利用“阿基米德原理”解决液体或固体的密度。1：阿基米德原理：浸在液体中的物体受到的浮力大小等于排开液体的重量即F浮=G排。2：根据阿基米德原理可得出多种求解浮力的计算公式，利用浮力的计算公式并结合密度的

17、公式=m/v，可对某些液体及固体的密度大小进行探究。例1：（2020重庆B）小铭在学校期间，使用一种医用免洗洗手液对手部进行消毒过程中，闻到了浓浓的酒精味，看到该液体的流动性较差。查看了瓶身上的说明后，确定，这种洗手液的主要成分为75的酒精。于是小铭所在的兴趣小组对这种洗手液的密度进行了测量。(1)实验前，将托盘天平放在_工作台上，游码移到标尺的零刻度线处，指针静止在如图甲所示的位置，此时应将右端的平衡螺母向_(选填“左”或“右”)调节，使天平平衡；(2)将盛有适量洗手液的烧杯放在天平的左盘，天平重新平衡时，右盘所加砝码及游码位置如图乙所示，烧杯和洗手液的总质量为_g；将烧杯中的部分洗手液倒入

18、量筒，测得烧杯和剩余洗手液的总质量为42.4g；经过一段时间后，观察到量筒内的液面如图丙所示，则量筒内洗手液的体积为_ml，这种洗手液的密度为_g/cm3；(3)小铭对洗手液的密度测量结果有疑惑，回到家后利用电子秤、烧杯、细线和一个实心铝块等器材，再次对这种洗手液的密度进行测量。具体做法如下：烧杯中倒入适量洗手液放置在电子秤上(如图丁)；将系好细线的铝块缓缓浸没到洗手液中保持静止(如图戊)，洗手液未溢出；将铝块缓慢沉底后松开细线(如图己)。则这次测得洗手液的密度为_g/cm3，对前后两次实验进行分析，发现在_(选填“学校”或“家”)所测洗手液密度的结果更接近真实值，造成另一次密度测量结果与真实

19、值的差异较大的原因可能是(已知铝块的密度为2.7g/cm3，不计细线质量，细线和正方体均不吸收洗手液)。【答案】（1）水平；（2）右；（3）72.4；（4）30；（5） 1；（6）0.9；（7）家；（8）洗手液较为粘稠，粘在量筒内壁上，导致所测体积偏小，密度偏大。【解析】(1)用天平测量物体的质量之前，应该将天平放在水平工作台上，将游码拨到标尺左端的零刻度线处。指针偏向分度盘中央刻度线的左侧时，应将平衡螺母向右调节。(2)烧杯和洗手液的总质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值，即：，如图丙所示，量筒内洗手液的体积为，倒入量筒洗手液的质量是：，这种洗手液的密度为：。(3)对比丁图和己图可知

20、，铝块的质量是：，由得，铝块的体积是：，对比戊己两图可知，铝块的受到的浮力：，铝块完全浸没在洗手液中时，所以这次测得洗手液的密度为：，由题意可知，这种洗手液的主要成分为75的酒精，而酒精的密度小于，可以判断在家所测洗手液密度的结果更接近真实值。造成两次所测量的密度值存在差异较大的原因可能是洗手液较为粘稠，粘在量筒内壁上，导致所测体积偏小，密度偏大。【变式1-1】（2019苏州）用不同的方法测量小石块和小瓷杯的密度。（1）测小石块的密度天平放置于_工作台上，将游码移到标尺_处，调节平衡螺母使横梁平衡；用此天平测量小石块的质量，右盘所加砝码和游码位置如图甲所示，则小石块的质量为_g。在量筒内放入适

21、量的水，用细线绑好小石块，缓慢放入水中，如图乙所示，则小石块的密度为_kg/m3；（2）测小瓷杯的密度如图丙所示，先在量筒内放入适量的水，液面刻度为V1；再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为V2；最后捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒，使其浮于水面（水未损失），液面刻度为V3，小瓷杯密度的表达式杯=_（用V1、V2、V3和水表示）。实验完毕后发现小瓷杯内的水未倒干净，则所测结果_（选填“偏大”、偏小”或“不变”）。【答案】水平；零刻线；17.4；3.48103；不变。【解析】（1）天平调平之前，应先放在水平面上，并将游码归零，然后根据指针偏转方向，调节平衡螺母，左偏右旋、右偏左旋。天平分度值是0.2g

22、，右盘砝码质量是20g，游码左侧指在标尺上2g后面第2个小格上，所以小石块的质量为m=10g+5g+2.4g=17.4g；量筒中原有30mL水，放入石块后，量筒液面上升到35mL，因此石块体积V=35ml-30ml=5ml=5cm3；小石块的密度为=3.48g/cm3=3.48103kg/m3；（2）先在量筒内放入适量的水，液面刻度为V1；再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为V2；则陶瓷的体积V=V2-V1，瓷杯处于漂浮时，则G=F浮，根据阿基米德原理可知：F浮=G排；所以，G=G排，则瓷杯质量m=m排=水（V3-V1）；所以小瓷杯密度：瓷=。由小瓷杯密度表达式：瓷=可知，小瓷杯内的水未倒干净，对

23、所测结果没有影响。故答案为：（1）水平；零刻线；17.4；3.48103；（2）；不变。【变式12】(2018眉山)如图所示，小陈同学为测量某液体的密度，准备了天平、玻璃杯等器材，在实验时发现没有准备量筒，于是从身边找来了一个体积为20cm3的金属块和一些纸张。（1）将天平放在水平台上，将游码移到标尺左端的 刻度线上。（2）此时，如果天平指针偏左，小陈同学应向 （填“左”或“右”）调节 使天平横梁平衡。（3）在玻璃杯中倒入适量的该液体，用天平称量液体和玻璃杯的总质量m总时，向盘中加减砝码要用 ，不能用手接触砝码，称得m总=123.2g（4）将金属块浸没在液体中且不接触玻璃杯，液体无溢出，如图所

24、示，天平平衡后，砝码的总质量加上的游码在标尺上对应的刻度值为m= g，则液体的密度= g/cm3。【答案】（1）零；（2）右；平衡螺母；（3）镊子；（4）150.6；1.37【解析】（1）将天平放在水平台上，将游码放到标尺左端的零刻度线上，调节横梁使天平平衡；（2）调节天平平衡时，若发现指针偏向分度盘的左端，则平衡螺母要向右调；（3）向盘中加减砝码要用镊子，不能用手接触砝码；（4）由图知，标尺的分度值为0.2g，液体和玻璃杯的总质量m总=100g+50g+0.6g=150.6g，金属块排开的液体的质量为：m=150.6g123.2g=27.4g=0.0274kg；排开的液体的重力，即金属块受到

25、的浮力为：F浮=G=mg=0.0274g10N/kg=0.274N；根据阿基米德原理可知，液体的密度为：=1.37103kg/m3=1.37g/cm3；故答案为：（1）零；（2）右；平衡螺母；（3）镊子；（4）150.6；1.37例2：（2021河北中考模拟试题）小明自制土密度计并测定盐水的密度。实验器材：刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。实验步骤：在竹筷的一端缠上适量细铅丝，制成土密度计。用刻度尺测出竹筷的长度L。把土密度计放入盛水的烧杯中，静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h1（如图14所示）。请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题：（水=1.0 g/cm3，F浮=液gV排）

26、（1）竹筷一端缠上铅丝，是为了（2）密度计是利用条件工作的。被测液体的密度越大，密度计排开液体的体积（选填“越小”或“越大”）。（3）被测盐水的密度表达式：盐水=（不计铅丝体积）（4）小明计算得出盐水的密度为1.05 g/cm3，已知烧杯中盐水的体积为400 cm3，盐的密度为2.6 g/cm3，则盐水中含盐g。（盐放入水中溶解后，盐和水的总体积不变）【答案】把土密度计放入盛盐水的烧杯中，静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2 (1)使竹筷能够漂浮在液体中（2）漂浮越小。（3）(Lh1) 水/Lh2. (4) 32.5.【解析】土密度计在水中和液体中均处于漂浮状态，F浮=G，即水gV排=液gV

27、排又因为在水漂浮时V排=S（LL1），在盐水中漂浮时V排= S（LL2）所以应把土密度计放入盛盐水的烧杯中，静止后用刻度尺测出液面上竹筷露出的长度h2；因为漂浮时浮力一定，所以液和V排成反比；即被测液体的密度越大，密度计排开液体的体积越小。因为水gS（LL1）=液g S（LL2）所以可得：盐水= (Lh1) 水/Lh2. 。（4）因为m盐水=盐水V盐水=盐V盐+水（V盐水V盐）代入上述已知数据可得出V盐则m盐=盐V盐=32.5g.。考点03浮力与液体压强的实验探究题1：液体内部的压强与深度成正比即P=液gh，要增大液体内部的压强，即可以增加液体的深度，也可以换用密度较大的液体。2：当物体浸入液

28、体后，只要原容器没有盛满液体，液面必上升，液体对容器底的压强增加，如物体漂浮或悬浮，液体对容器底增加的压力即为物体的重量，也等于物体所受的浮力值；如果液体没有外溢，容器对支持面增加的压力即为物体的重量，对支持面增加的压强P=F/S容=G物/S容。，如有液体溢出则增加的压力必须减去G溢。【易错警示】对于不规则容器，当在盛有一定量液体的容器内放入物体后，液面上升，但液体对容器底及对支持面增加的压力并不等于物质的重量。例1：（2016河北中考）探究水对容器底的压强。将一由A和B构成、两端开口的玻璃制品的底部扎上薄橡皮膜，做成容器。A、B的横截面积分别为SA和SB，且SA=2SB=40cm2。(容器壁

29、的厚度忽略不计，水=1.0103 kgm3，g取l 0 Nkg).实验过程如下：将容器固定在放有电子秤的铁架台上，使橡皮膜刚好与电子秤完全接触，且电子秤的示数为零，如图13所示。往容器内分三次缓慢倒入适量的水，将收集的数据填入下表中.继续往容器内缓慢倒入60 g水后，水进入了容器B部分，且在B内的高度为1 cm。然后容容器内再分三次缓慢倒入适量的水，再将收集的数据填入下表中。来.计算水对容器底的压强同答下列问题：(1)将表格中的空白处补充完整。(2)分析表中数据可知：水对容器底的压强与水的深度_。若在一底面积为40 cm2的圆柱形容器中装入300g水，水对容器底的压强为_Pa，与表格中第5组数

30、据对比可知水对容器底的压强与受到的重力大小(选填“有关”或“无关”)。(3)容器A部分的高度为_cm。【拓展】完成实验后，小明将一小合金块浸没在容器中，B内水面上升了1 cm，电子秤的读数增加了80 g，则合金块的密度为_g/cm3.【答案】（1）520，（2）成正比，750，无关，（3）5 拓展 3.【解析】(1)：由题意知：第6次实验时，电子秤受到的压力为F6=PSA=1300Pa410-3m2=5.2N,则电子秤的读数m6=5.2N/10N/kg=0.52kg=520g.(2)：分析表格中数据可知：水对容器底的压强与水的深度成正比；若在一底面积为40 cm2的圆柱形容器中装入300g水，

31、因为水对容器底的压力F=G液，所以水对容器底的压强P=G液/S容=3N/0.004m2=750Pa；与表中5组实验数据进行对比可知，水对容器底的压强与水受到的重力大小无关。（3）：由第三次实验数据可知，当加入的水为220g时，水进入了容器B部分，且在B内的高度为1 cm，则进入B容器的水的质量为mB=水V水=水SBhB代入题中数据可得mB=20g，则在A容器中的水的质量为mA=220g 20g=200g，且A容器中已满；又根据V=m/可知：在A容器中水的体积为200cm3，因为h=V/S所以A容器高度hA=VA/SA=200cm3/40cm2=5cm。【拓展】完成实验后，小明将一小合金块浸没在

32、容器中，B内水面上升了1 cm，电子秤的读数增加了80 g，因为注入水后B内水面上升了1 cm，且合金的密度大于水，所以B沉于容器A底部，则电子秤增加的压力0.8N，即有水对容器A底部增加的压力，又有金属块沉于A容器底固体对容器底增加的压力所以0.8N=P水SA+（G合F浮）=水ghBSA+（合金gSBhB+水gSBhB）代入上述各个量的已知数据可得合金=3g/cm3.（其中SBhB为合金块的体积）【变式11】（2021河北中考模拟试题）小明用一根粗细均匀两端开口的薄壁玻璃管、薄橡皮膜、刻度尺、烧杯和水(已知水=1.0103kg/m3)来测量某种液体的密度。实验过程如下：将玻璃管的一端用薄膜扎

33、好。将玻璃管扎有薄膜的一端逐渐放入装有水的烧杯中。往玻璃管内缓慢地加入待测液体直到薄膜变平为止(如图17所示)；测出薄膜到水面和液面的距离分别为h1和h2。计算待测液体的密度液。回答下列问题：小明将玻璃管扎有薄膜的一端放入水中，薄膜向上凸起，说明_；玻璃管浸入水中越深，薄膜向上凸起程度_(选填“越大”、“越小”或“不变”)画出小明收集实验数据的表格。待测液体的密度液=_kg/m3。已知玻璃管的横截面积为5cm2、质量为20g，厚度忽略不计。当薄膜变平后，小明松开手，玻璃管将_（选填“向上”或“向下”）运动；玻璃管静止后，薄膜到水面的距离_cm。（g取10N/kg）【答案】（1）液体内部有向上的

34、压强；越大（2）如下表实验序号薄膜到水面的距离h1/cm薄膜到液面的距离h2/cm薄膜凸起程度液体的密度g/cm3123(3)1.2103 (4)向下 10 【解析】（1）将一端扎有橡皮薄的玻璃管浸入水中，橡皮膜向上凸起，说明水内部有向上的压强，橡皮膜向上凸起，说明水内部有向上的压强。若增大玻璃管浸入水中的深度，橡皮膜受到水的压强变大，因此向上凸起的程度将变大。（2）由题意知，向玻璃管内缓慢地加入待测液体直到薄膜变平时，玻璃管内外压强相等，故欲求待测液体的密度，需要测出薄膜到水面的距离h1和薄膜到液面的距离h2.(3)由薄膜变平可知，玻璃管内外压强相等，由图可知，h1=0,06m，h2=0.0

35、5m，则液gh2=水gh1解得液=水h1/h2=1.2103kg/m3.(4)琉璃管内液体的体积：V液=Sh2=5cm25cm=25cm2=2.510-5m3,玻璃管与液体的总重力：G总=G管+G液=m管g+液gV排=0.5N，此时玻璃受到的浮力：F1=液gV排=0.3N）【解析】(1)要探究浮力的大小跟物体排开液体体积的关系，需保证液体密度相同、物体排开液体体积的大小不等，故可以选择乙、丙两图中的实验进行探究。(2)丙、丁两图中，物体排开液体的体积相等，液体的密度不等，故答案为：择丙、丁两图中的实验，可以探究浮力的大小跟液体密度大小的关系。(3)利用“称重法”可得物体浸没在水中时受到的浮力根

36、据物体受到有浮力，可计算出物体的体积甲图中，弹簧测力计的数值等于物体重力大小，故物体的质量由密度公式可得物体的密度(4)因为，由“称重法”可得物体在水中和未知液体中所受浮力的大小关系根据丙、丁两图可判断出物体排开水和排开未知液体的体积大小相等由“阿基米德”原理可得液体的密度由三式可得又因为丙、丁两图中，杯底所处深度相等，故由液体内部压强的公式可得考点04浮力与杠杆的实验探究题1：杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L3，即动力动力臂=阻力阻力臂。2；当杠杆两端悬挂不同的物体，杠杆平衡后，如果将一侧物体浸入液体后，物体必须受到向上的浮力，此种情况要使原杠杆仍平衡，必须保证杠杆两端减小的力和力臂的乘积

37、相等；并利用浮力的对应公式，根据杠杆的平衡条件可列出多个方程，联立所列的方程即可解决某固体或液体的密度值。例1： (2020北京市中考一模试题）小莉利用轻质杠杆、刻度尺、金属块甲、小石块乙、圆柱形塑料容器、细线和适量的水，测量未知液体的密度，实验装置如图所示。以下是小莉设计的实验步骤，请你按照她的实验思路，将实验步骤补充完整。（1）将金属块甲和小石块乙用细绳分别悬挂在杠杆的A和D端，用细线做好的绳套系住杠杆某处后，移动绳套到O点时，杠杆恰好在水平位置平衡。（2）将小石块乙完全浸没在水中，且不与塑料容器相接触，金属块甲移至B点，杠杆再次在水平位置平衡，用刻度尺测出AB间的距离为L1.（3）将小石

38、块乙完全浸没在待测液体中，且不与塑料容器相接触，金属块甲移至C点，杠杆再次在水平位置平衡。（4）用水的密度水及测量出的物理量写出待测液体的密度液的表达式液= 。【答案】（3）用刻度尺测出AC间的距离为L2（4）L2水/L1【解析】将小石块乙完全浸没在水中，且不与塑料容器相接触，金属块甲移至B点，杠杆在水平位置平衡，用刻度尺测出AB间的距离为L1，根据杠杆平衡条件可知：G甲（LOAL1）=（G石水gV）LOD;同理，小石块乙完全浸没在待测液体中，且不与塑料容器相接触，金属块甲移至C点，杠杆再次在水平位置平衡，用刻度尺测出AC间的距离为L2，则有G甲（LOAL2）=（G石液gV）LOD；初始平衡时

39、，G甲LOA=G石LOD，联立上面的式子可得：液=L2水/L1.【变式1-1】（2017邯郸二模）小明同学在山上找到一块坚硬的石块，他用直尺测出了石块的密度，装置如图5所示，主要实验步骤如下：A用细线将轻质直杆悬挂起来，直杆处于水平静止，悬点为O，并将一重物用细线悬于直杆O点左侧的P点；B.保持重物的悬点不变，将装水的轻质塑料袋用细线挂在直杆O点右侧的某点，使直杆处于水平静止，用直尺测得该点到O点的距离为30.0cm; C.溢水杯装满水，将待测石块缓慢浸没在杯中，让溢出的水全部流入轻质塑料袋中；D.保持重物的悬点不变，将待测石块用细线挂在直杆O点右侧的某点，使直杆处于水平静止，用直尺测得该点到

40、O的距离为12.0cm。（1）实验中主要应用的力学规律是。（2）上述实验步骤最佳顺序是（填字母）。（3）水的密度已知，可求得待测石块的密度为kg/m3.，实验中保持直杆水平静止的原因是，若两次测量距离时，杠杆均没有水平静止，且倾斜的角度相同，则对测量结果（选填“有”或“没有”）影响。【答案】（1）杠杆的平衡条件（2）A、D、C、B （4）2.5103 kg/m3，便于测量力臂的长度，没有。【解析】（1）由示意图可知：测量石头的密度利用的是杠杆的两次平衡，溢水杯的作用是得到石头排开的水的质量，所以应用的规律是：杠杆的平衡条件；（2）要测量出石块的密度，合理的顺序是A、D、C、B。（2） 设石块的

41、重力为G1，溢出水的重力为G2，由实验过程可知：G0L0=G1L1，G0L0=G2L2G1L1=G2L2即：1gVL1=2gVL2所以1=2L2/L1=.1.0g/cm330cm/12cm=2.5g/cm3=2.5103 kg/m3. 实验中保持直杆水平静止的原因是: 便于测量力臂的长度；若两次测量距离时，杠杆均没有水平静止，且倾斜的角度相同，由于力臂的比值一定，据此分析可知，对实验无影响。1：（2020广东）受“曹冲称象”的启发，小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水（密度为水）、油性笔等，测量小玻璃珠的密度，如图所示，实验步骤如下（请将步骤补充完整）：如图甲，取一定数量的小玻璃珠放入空碗中，再把碗放入盛有水的水盆中，用油性笔在碗外壁上标记水面的位置；如图乙，往量筒内倒入适量的水，记下量筒中水的体积V1；如图丙，取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中，记下小玻璃珠和水的总体积V2；如图丁，将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内，直到标记处与碗外水面_，记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积V3。完成下列填空（选用V1、V2、V3和水，表示以下物理量）：(1)小玻璃珠的总体积为V=_；(2)小玻璃珠的总质量为m=_；(3)小玻璃珠密度的表达式为=_；(4)在不改变实验方法的前提下，请提出一条提高测量精度的措施：_（示例