《2025年海淀单元测试AB卷八年级物理下册沪粤版》

5.（2024·菏泽单县三模）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）小明只做了如图甲所示的部分实验操作步骤，他缺少的主要步骤是______________________，若将遗漏的步骤标注为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）小明把实验数据记录在下表中，从表中数据可知石块受到的浮力是_______ N. 小明根据表中数据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______________________________.
|实验步骤|A|B|C|D|
|----|----|----|----|----|
|弹簧测力计示数/N|1.6|1.8|0.5|0.3|
（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_______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.
（4）小明利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶、薄塑料袋（质量忽略不计）和吸管组成的溢水杯对实验进行改进，装置如图乙所示. 小明向下移动横杆，使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中，观察到A的示数和B的示数都在变化，且A、B示数的变化量_______（选填“相等”或“不相等”）.
（5）若小明记录到重物在浸入水中前和完全浸入水中后（未接触溢水杯底），弹簧测力计A的示数分别为3.6 N和2.6 N，已知水的密度为1.0×10³ kg/m³，请你帮助小明计算出该重物的密度为_______ kg/m³.（g取10 N/kg）

答案：
(1)测量空桶的重力　DBAC　
(2)0.2　只通过一组实验数据得出的结论具有偶然性　
(3)体积　
(4)相等　
(5)$3.6\times10^{3}$ [解析]
(1)探究浮力大小与排开液体的重力的关系，先根据称重法$F_{浮}=G - F_{示}$求出石块受到的浮力大小，再称出石块排开的水和小桶的总重力，但题目是要探究浮力大小与排开液体的重力的关系，所以需要减去小桶的重力，因此遗漏的步骤是测量空桶的重力。实验时先测出空桶的重力，然后测出石块的重力，再将石块浸没在溢水杯中，读出弹簧测力计的示数，根据$F_{浮}=G - F_{示}$求出受到的浮力，最后测出小桶和水的总重力，从而测出石块排开水的重力，这样可以减小由于小桶或石块沾水而带来的误差，而且操作过程更合理，因此最合理的顺序为DBAC。
(2)由实验步骤A、B可知，石块浸在液体中时受到的浮力$F_{浮}=G - F_{示}=F_{B}-F_{A}=1.8N - 1.6N=0.2N$，由于只测了一组实验数据，这样得出的结论会有偶然性，所以为了寻找普遍规律，需要换用不同液体或不同的物体多次实验。
(3)想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关，根据控制变量法，需要选用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。
(4)向下移动横杆，使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中，重物排开水的体积变大，受到的浮力变大，由称重法可知，弹簧测力计A的示数变小，减小值为重物受到的浮力;重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大，弹簧测力计B的示数越大，增大值为重物排开液体受到的重力，由阿基米德原理可知，弹簧测力计A、B示数的变化量相等。
(5)重物在浸入水中前和完全浸入水中后(未接触溢水杯底)，弹簧测力计A的示数分别为3.6N和2.6N，则重物完全浸入水中时受到的浮力$F_{浮1}=G_{1}-F_{示1}=F_{A1}-F_{A2}=3.6N - 2.6N=1N$，由$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$可得，重物排开水的体积$V_{排}=\frac{F_{浮1}}{\rho_{水}g}=\frac{1N}{1.0\times10^{3}kg/m^{3}\times10N/kg}=1\times10^{-4}m^{3}$，因为重物全部浸入，所以重物的体积等于排开水的体积，即$V = V_{排}=1\times10^{-4}m^{3}$，重物的质量$m=\frac{G_{1}}{g}=\frac{3.6N}{10N/kg}=0.36kg$，重物的密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.36kg}{1\times10^{-4}m^{3}}=3.6\times10^{3}kg/m^{3}$。