专题08 结合浮力测密度（原卷版）

专题08 结合浮力测密度 模型构建｜真题试炼｜模拟演练｜题组通关 高频模型 中考题型分布 分值占比 模型01 一漂一沉法（高频考点） 选择题、填空题、实验题 4~6 分 模型02 双漂法（高频考点） 选择题、填空题、实验题 4~6 分 模型03 双提、三提法（高频考点） 选择题、天空题、实验题 2~6 分 模｜型｜构｜建 『模型解读』 方法 适用条件 情形 实验步骤 表达式 一漂一 沉法 橡皮泥小船 类（物体密 度大于水） 在量筒内装有适量水此 时量筒示数为V1；将物 体放入量筒，使其漂浮 在水面上，此时量筒示 数为V2；使物体全部浸 入水中，此时量简示数 为V3 因为G 物=F 浮=ρ 水g(V2- V1)，则m 物=ρ 水(V2-V1)， V 物=V2-V1， 表达式： 一漂一 压法 木块类（物 体密度小于 水） 中考·模型解读 识 善 模型01 一漂一沉法 真题·思维剖析 解 （北京）股份有限公司 （3）用天平测出剩余盐水和烧杯的总质量如图丙所示为 g，则所测盐水的密度是 kg/m3； （4）上述实验结束后，小明利用刚刚测出了密度的盐水和其他一些工具，又想测量一个木块的密度，请 帮他将实验步骤补充完整： ①用调好的天平测出木块的质量m1； ②容器内装有适量的盐水，将木块和一个空瓶叠加在一起漂浮，如图丁所示； ③向瓶中倒入适量的水，直到木块 ，用天平测出瓶和水的总质量m2； ④木块密度表达式 。（用字母表示，盐水密度用 表示） 【变式1-1】（2023·河南开封·三模）如图甲所示是妈妈给小明买的中牟产的奶香草莓。小明想知道这种草 莓的密度有多大，于是他和物理兴趣小组的同学借助实验室里的一些器材，测出了草莓的密度。过程如下： （1）首先利用天平测出来一颗草莓的质量，所用砝码和游码的位置如图乙所示，这颗草莓的质量为 g。 （2）他们先往量筒中加入适量的水，如图丙所示，放入草莓后，草莓漂浮，液面如图丁所示，然后找来 一根细铁丝，把草莓压入水中，量筒中的水面如图戊所示，则草莓的体积为 。 （3）他们测出的草莓的密度为 。如果他们所用的铁丝过粗，会导致测得的结果 （选填 偏 “ 大 或 偏小 ）。 ” “ ” （4）同组的小红提出他们的实验过程其实可以去掉测质量的步骤，利用剩余的操作步骤也能算出草莓的 密度，记图丙、丁、戊中量筒读数分别为 、 、 ，水的密度为 ，则草莓的质量可以表示为 ， 变式演练 （北京）股份有限公司 草莓的密度可以表示为 。（均用符号表示） 【变式1-2】（2023·广西贺州·一模）小红所在小组为了测量老醋的密度，进行以下实验： （1）将天平放在水平工作台上，将 移至称量标尺左端的 ，然后调节 ，使天平横梁平衡； （2）接下来进行以下3 项操作： ．用天平测量烧杯和剩余老醋的总质量m1； B．将待测老醋倒入烧杯中，用天平测出烧杯和老醋的总质量m2； ．将烧杯中老醋的一部分倒入量筒，测出这部分老醋的体积V； 以上操作的正确顺序是： （填字母代号）； （3）由图可得老醋的体积为 m3，老醋的密度是 g/m3； （4）小红为测出物块B 的密度，由于物块B 体积较大，无法放入量筒。小红又设计了如图所示的实验。如 图甲，她将物块B 放入漂浮于水面的小烧杯中，小烧杯杯底距水面高度1=30m，此时小烧杯仍漂浮；她将 物块B 取出用快干胶粘在烧杯底再放入水中，静止后如图乙所示，小烧杯杯底距水面高度2=20m；取下物 块B 沉入杯底，此时小烧杯杯底距水面高度3=10m，如图丙；则物块B 的密度为 kg/m3（ρ 水 =10×103kg/m3）。 【变式1-3】（2023·广西南宁·三模）小宇同学用一块柱形合金材料探究 影响浮力大小的因素 ，他将该 “ ” 合金块标注成4 等份，进行了如图1 所示的探究实验。 （北京）股份有限公司 （1）由图1 丙所示，此时合金块只有两格浸入水中，则合金块所受的浮力F 浮＝ ； （2）根据图1 甲、乙、丙、丁，可以得出的初步结论是：当液体密度一定时，物体所受浮力大小与 有关； （3）小宇同学对丁实验操作进行了修改，设计了如图1 甲、丁、戊所示方进行探究，可知浮力大小与物体 浸入的深度 ；（选填 有关 或 无关 ） “ ” “ ” （4）从合金块开始浸入装满水的溢水杯，直至浸入一定深度的过程中（物体没有接触到容器），容器底 部对水平桌面的压力 （选填 先变大后不变 、 先变小后不变 或 不变 ）； “ ” “ ” “ ” （5）小宇完成以上实验后，想测量泡沫球的密度，采用如图2 所示装了水的圆柱形容器，以及细针和电子 秤进行测量，其操作顺序以及示数如图2 中、B、所示； ①小宇分析电子秤的数据，通过计算后可知，泡沫球的质量为 g，密度为 g/m3； ②同桌小轩认为，小宇的实验操作B 至过程中，泡沫球上浮至漂浮时沾水，导致密度测量结果偏大，该 说法是 的（选填 正确 或 错误 ）。 “ ” “ ” 模型02 双漂法 （北京）股份有限公司 『模型解读』 实验图示 实验步骤 表达式 (1)量筒内装有体积为V1的水； (2)将一密度较小的物体放人水中，量筒 读数为V2； (3)在量筒内装入适量的待测液体，量筒 读数为 V3； (4)再将物体放入该待测液体中，量筒读 数为V4 （V 物已 知） 物体漂浮在水中，浸入深度为；物体漂 浮在待测液体中，浸入深度为 设物体底面积为S，在水中所受浮力 为 F 浮1，在待测液体中所受浮力为F 浮 2， F 浮1=G 物=G 排水=ρ 水gS， F 浮2=G 物=G 排液=ρ 液gS， 所以 『核心提示』 【例2】（2023·吉林长春·中考真题）物理实践小组设计了一个测量固体密度的方（仅用于不吸水、不溶于 水的固体）。如图甲所示，将适量的配重颗粒装入粗细均匀的薄壁圆筒中并封闭筒口，将圆筒放入盛有适 量水的薄壁大容器中，大容器的横截面积是圆筒的横截面积的5 倍。圆筒静止后用记号笔在圆筒对应水面 位置标记“0”，在大容器的水面位置标出初始水位线。 真题·思维剖析 解 （北京）股份有限公司 （1）请在答题卡的图中画出圆筒受到的重力的示意图。（答题卡图中的点为圆筒的重心） （2）为使圆筒静止后竖直漂浮在水面，在沙粒、泡沫粒中应选择 作为圆筒的配重颗粒。 （3）将待测金属块用细线挂在圆筒下方，放入水中静止后（细线的质量、体积忽略不计，金属块始终不 触底）如图乙所示，与图甲相比圆筒所受的浮力 （选填 变大 、 不变 或 变小 ）。分别测 “ ” “ ” “ ” 出圆筒静止后水面到“0”点和到初始水位线的距离1和2，则该金属块的密度表达式为ρ 金属= （用1、2 和ρ 水表示）。 【变式2-1】（2023·天津蓟州·模拟预测）小明为了测量小石块的密度，进行了以下实验：他借助一个长方 体木块（不吸水）和刻度尺测出了石块的密度。 （1）如图 用刻度尺测出木块浸在水中的深度 ① 1。 （2）如图 将石块放在木块上，使它们共同漂浮在水面上，测出木块浸在水中深度 ② 2。 （3）如图 将石块取下，用细线（不计质量和体积）挂在木块下放入水中静止时，测出 ③ 。 （4）石块密度的表达式：ρ= （用已知量和测量量表示）。 【变式2-2】（2023·辽宁沈阳·模拟预测）小冉在探究 浮力大小与哪些因素有关 的实验中，用到如下器 “ ” 材：分度值为 的弹簧测力计、金属块、金属块b、大小柱形容器若干、水，密度未知的某种液体，细 线等。 变式演练 （北京）股份有限公司 （1）小冉进行了如图所示的实验：步骤所示弹簧测力计的示数为 ；用弹簧测力计挂着金属块缓慢地 浸入液体中不同深度，步骤如图B、、D、E、 ，并将其示数记录在表中： 实验步骤 B D E F 弹簧测力计示数 （2）在实验步骤B 中金属块所受浮力 ； （3）分析实验步骤 、B、、D，可以说明浮力大小跟排开液体的 有关；分析实验步骤、E、F，可以说 明浮力大小跟液体的 有关； （4）小冉用表格中的数据算出了某种液体的密度是 ； （5）同组的小萨只有刻度尺这一测量工具，于是他进行了如下操作： ①在圆柱形容器中装有适量的水，将另一平底烧杯放入圆柱形容器的水中，烧杯静止时容器中水的深度 为12m，如图甲所示； ②将待测金属块b 吊在烧杯底部，测量出烧杯静止时露出水面的高度 为6m，容器中水的深度 为 18m，如图乙所示； ③将金属块b 放在烧杯中，烧杯静止时露出水面的高度 为2m，如图丙所示。已知圆柱形容器底面积为 烧杯底面积的3 倍。则金属块b 的密度为 。 【变式2-3】（2023 九年级·广西·专题练习）在 测量盐水的密度 实验中，小明、小刚和小强组成实验小 “ ” 组，小组进行了分工：小明负责天平的操作，小刚负责量筒的测量，小强负责实验数据记录及处理。他们 根据实验室提供的实验器材，按照设计的实验方进行了实验。如图所示，为实验过程的主要操作示意图。 （北京）股份有限公司 实验的主要步骤： 、实验准备阶段，小明将托盘天平放置在水平桌面上，按照如图甲的方式对天平进行调平； B、如图乙所示，小明用托盘天平测得烧杯与剩余盐水的质量之和 ； ′ 、小刚将烧杯中的部分盐水倒入量筒，三人按照图丙所示的方式各自读出所测盐水的体积 V； D、如图丁所示，小明将盐水倒入烧杯，并用托盘天平测出二者质量之和M； （1）步骤 中，小强发现小明有一处不当的操作是 ； （2）改正不当操作后，继续按照正常的实验流程操作，后面三个实验步骤的顺序应该是 （用步骤前的 字母代号表示）； （3）步骤 D 中 M= g； （4）步骤 中，三人对盐水体积的读数方式正确的是 （选填 小刚 、 小明 或 小强 ），测出 “ ” “ ” “ ” 的盐水体积 V= mL； （5）小强根据实验数据和密度公式，求得盐水密度ρ= 。 （6）小华利用干燥、不吸水的矿石还可测出未知液体的密度，操作如下： ①在圆柱形容器中装入待测液体，如图戊所示，将平底烧杯放入待测液体中，烧杯静止时容器中液体的 深度为1； ②将矿石放入烧杯中，如图己所示，烧杯静止时露出液面的高度为1，容器中液体的深度为2； ③将矿石拴在烧杯底部，如图庚所示，烧杯静止时露出液面的高度为2。已知矿石的密度为ρ 石，圆柱形 容器的底面积是烧杯底面积的3 倍，则待测液体密度的表达式ρ 液＝ 。（用已知物理量字母表示，烧杯 视为粗细上下均匀的容器） 『模型解读』 实验图示 实验步骤 表达式 模型03 双提、三提法 （北京）股份有限公司 双提法测固体密度: (1)用细线系住固体，用弹簧测力计测得固 体的重力为G; (2)用弹簧测力计悬挂着固体，将其浸没在 水中，不触及烧杯侧壁和底部，此时弹簧 测力计示数为F1 ， ， 表达式： 三提法测液体密度: 步骤(1)(2)同上; (3)用弹簧测力计悬挂着固体，将其浸没在 待测液体中，不触及烧杯侧壁和底部，此 时弹簧测力计示数为F2 ， ， 表达式： 『核心提示』 【例3】（2023·四川德阳·中考真题）小张在探究 浮力的大小跟哪些因素有关 的实验中，做了以下的部 “ ” 分操作。用同一弹簧测力计挂着同一金属物块依次完成如图所示的三次测量： （1）乙图所示的实验中，物块受到的浮力大小为 ； （2）分析乙图、丙图，说明浮力的大小与 有关； （3）本实验数据可计算出盐水的密度为 kg/m3。（已知水的密度为10×103kg/m3） 25．（2023·广东东莞·一模）物理兴趣小组在进行 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，以图、b、、d、e 分别为实验情景。（g 取10/kg） 真题·思维剖析 解 （北京）股份有限公司 （1）通过、两次实验，可知物体浸没在水中所受浮力大小是 ； （2）通过 三次实验，可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系； （3）通过、、e 三次实验，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，则物体的高度是 m；该液体的密度 kg/m3； （5）若烧杯的底面积为80m2，对比、两次实验，水对容器底部的压强增加了 P。 【变式3-1】（2023·山东青岛·模拟预测）小红 探究浮力的大小与哪些因素有关 ，步骤如图： “ ” （1）物体M 重 ； （2）通过实验、 可知，物体M 浸没在水中时所受浮力是 ，浮力大小与物体M 浸没的深度 （填 有 或 无 ）关； “ ” “ ” （3）通过、、e 三次实验，可探究物体所受浮力大小与 的关系； （4）实验e 所用液体的密度为 kg/m3。M 浸没在液体中时排开液体的重力是 。 【变式3-2】（2023·宁夏银川·模拟预测）在学习了 浮力 的知识后，张强同学提出了一个问题：浸在液 “ ” 体中的物体受到浮力的大小与深度有关吗？经过思考，他在学校实验室找来了弹簧测力计、烧杯、一个金 属块、水等器材。设计并进行了如图所示的探究实验： 变式演练 （北京）股份有限公司 （1）由实验可知，金属块在图中受到的浮力为 ； （2）张强同学根据图、B 两次实验，得出：物体浸在液体中的深度越深，所受浮力越大。你认为他的实验 结论是 （填 正确 或 错误 ）的，原因是 “ ” “ ” 。 （3）通过实验可知：物体完全浸没后，所受浮力的大小与在液体中的深度 ，在由图至图的过程中， 金属块受到水的压强 （填 变大 、 变小 或 不变 ）。 “ ” “ ” “ ” （4）根据实验，可求出该金属块的密度为 kg/m3。 题组1：一票一沉法 1．（2023·黑龙江大庆·模拟预测）探究影响浮力大小的因素时： （1）分析图、、D，说明浮力大小跟 无关； （2）分析图 ，说明浮力大小跟液体密度有关； （3）物体完全浸没在盐水中所受的浮力是 ，盐水的密度是 g/m3； （4）若将该物体浸没在酒精中，则测力计的示数应为 ；（ρ 酒精=08×103 kg/m3） （5）分析图、B、时，小芳发现浮力大小和在水中的深度有关，与（1）得到的结论不相符，其原因是： 。 好题·题组通关 练 （北京）股份有限公司 2．（2023·河南新乡·三模）在探究影响浮力大小的因素实验中，实验过程如图1 所示。（实验过程中 金属块缓慢下降，ρ 水＝10×103kg/m3）请根据实验过程，回答： （1）金属块浸没在水中受到的浮力大小为 ；硫酸铜溶液的密度为 kg/m3； （2）分析 两图可知浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关； （3）由图1 中乙、戊两图， （选填能或不能）得出浮力大小与液体密度有关，理由是 ； （4）完成上述实验后，小丽又找来刻度尺、水、水槽、柱形的薄玻璃杯等器材，进行如下实验： ①将玻璃杯漂浮在盛有水的玻璃水槽中，如图2 甲所示，用刻度尺测出此时水槽中水的深度为1； ②将金属块轻轻放入水槽中，如图2 乙所示，用刻度尺测出此时水槽中水的深度为2； ③将金属块从水槽中取出，平稳放在烧杯中，如图2 丙所示，用刻度尺测出此时水槽中水的深度为3； ④已知水的密度为ρ 水，则小丽测出金属块的密度表达式为ρ＝ （用已知的物理量表示）。 3．（22-23 八年级下·贵州铜仁·阶段练习）小明和小红使用不同的器材分别对石块的密度进行了测量。 （1）小明将托盘天平放在水平桌面上，把游码拨至标尺左侧零位，发现指针所处位置如图甲所示，应将 （北京）股份有限公司 平衡螺母向 移动，使天平横梁在水平位置平衡； （2）把石块放在天平的左盘中，用镊子向另一个盘中加减砝码，再移动游码。当天平平衡时，砝码质量 以及游码在标尺上的位置如图乙所示，则石块的质量是 g； （3）小明又测出石块的体积是20m3，则石块的密度是 kg/m3； （4）实验后，小明发现所用的砝码有很大的磨损，则所测石块密度比真实值 （选填 偏大 、 偏 “ ” “ 小 或 不变 ）； ” “ ” （5）小红用圆柱形容器、刻度尺和一个不吸水的小木块等器材测量石块密度： ①如图丙所示，容器内装入适量的水，小木块放入容器内静止时，测出容器内水深为1； ②如图丁所示，用细线把石块与木块系住放入容器内静止时，测出容器内水深为2； ③如图戊所示，将石块直接放入容器内水中，测出容器内水深为3； ④石块密度的表达式ρ 石= 。（用字母表示，水的密度为ρ 水） 4．（2023·甘肃定西·二模）各种复合材料由于密度小、强度大，广泛应用于汽车、飞机等制造业。小 明想测量一块实心复合材料的密度。 （1）将托盘天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端零刻度线处，发现指针静止时指在分度盘中央线 （北京）股份有限公司 的左侧，如图甲，则应将平衡螺母向 （选填 左 或 右 ）调节，使横梁平衡； “ ” “ ” （2）用调好的天平测量该复合材料的质量，将复合材料放在左盘，往右盘加减砝码，当最后放入5g 的砝 码时，发现指针指在分度盘中线的左侧，则他下一步的操作是 。 ．向右移动游码 B．取出5g 的砝码 ．向左移动平衡螺母 （3）当天平重新平衡时，盘中所加砝码和游码位置如图乙所示，则所测物块的质量为 g； （4）因复合材料的密度小于水，小明在该物块下方悬挂了一铁块，按照如图丙所示合理顺序应是 ， 测出了该物块的体积，则这种材料的密度是 kg/m3； （5）考虑到量筒的分度值较大，小明回家后又利用电子秤测量该复合材料的密度，如图丁所示，实验步 骤如下： ．在玻璃杯中盛适量水，用已清零的电子秤测出其质量为4000g； b．将