八年级物理暑期专题13 浮力相关实验（原卷版+解析版）-2022-2023学年八年级物理下册学优生期末复习难点题型专项突破（人教版）

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专题13 浮力相关实验
1．小明在厨房帮妈妈煮饺子，发现饺子刚入锅时沉在水底，一段时间后饺子鼓起来，煮熟后漂浮在水面上。小明猜想，物体受到的浮力大小可能与它排开液体的体积有关，于是设计实验进行探究。他把适量砂子装入气球，并充入少量空气，制成一个“饺子”进行了如下实验。实验中充入“饺子”的空气质量忽略不计。

（1）如图甲所示，用弹簧测力计测出“饺子”的重力G＝　1.6　N。
（2）如图乙所示，将“饺子”浸入水中，“饺子”沉底，它受到的浮力F乙与其重力G的大小关系为F乙　＜　G。
（3）用测力计把“饺子”竖直拉离水底，在水中静止，测力计的示数如图丙所示，它受到的浮力F丙＝　0.6　N。
（4）向“饺子”中充入适量空气，体积变大，浸入水中，测力计的示数如图丁所示，此时它受到的浮力为F丁，则F丁与F丙的大小关系为F丁　＞　F丙。
（5）向“饺子”中充入更多的空气，浸入水中，“饺子”排开水的体积更大，最终漂浮在水面上，如图戊所示。至此，小明验证了自己的猜想，即物体受到的浮力大小与它排开液体的体积有关，且排开液体的体积越大，浮力越 　大　。
解：（1）由图甲可知：弹簧测力计的分度值为0.2N，读出“饺子”的重力G＝1.6N；
（2）“饺子”沉底，由物体的浮沉条件可知，它受到的浮力F乙与其重力G的大小关系为F乙＜G；
（3）由图丙读出F示丙＝1.0N，则F丙＝G﹣F示丙＝1.6N﹣1.0N＝0.6N；
（4）由图丁读出F示丁＝0.7N，则F丁＝G﹣F示丁＝1.6N﹣0.7N＝0.9N；由此可知F丁＞F丙；
（5）向“饺子”中充入更多的空气，浸入水中，“饺子”排开水的体积更大，浮力增大，由此可知，物体受到的浮力大小与它排开液体的体积有关，液体密度不变时，物体排开液体的体积越大，浮力越大。
答案：（1）1.6；（2）＜；（3）0.6；（4）＞；（5）大。
2．在学习了浮力知识后，小明进一步探究浮力的有关问题。
实验一：探究漂浮物体受到的浮力大小与物体排开液体重力的关系。
（1）实验步骤如下（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）：

步骤1：如图甲所示，用弹簧测力计测量物体的重力为0.96N；
步骤2：如图乙所示，在量筒中倒入适量的水；
步骤3：如图丙所示，将物体轻轻放入量筒中，发现物体漂浮在水面上，由此可知物体所受浮力大小为 　0.96　N；
步骤4：观察量筒中水面的变化情况，通过计算可知物体排开水的重力为 　0.96　N。
综合分析实验数据可得到的结论是 　物体受到浮力大小等于物体排开液体的重力　。
实验二：探究浮力大小与液体密度的关系。
（2）小明又将该物体分别放入两种不同的液体中，得到的实验数据如表所示，他分析数据得出结论：液体密度越大，物体受到的浮力也越大。小红认为小明的实验不合理，她判断的理由是 　没有控制物体排开液体的体积相同　。
液体
液体的密度（g/cm3）
物体排开液体的体积（cm3）
物体状态
物体受到的浮力（N）
液体1
0.85
100
沉底
0.80
液体2
1.2
80
漂浮
0.96
（3）该物体在液体1中处于沉底状态，说明物体的密度 　大于　（选填“大于”“小于”或“等于”）液体1的密度；若使该物体在液体1中上浮，你的方法是 　把物体做成空心的，降低物体的密度　（写出一种即可）。
解：（1）物体的重力为0.96N，如图丙所示，物体漂浮在水面上为平衡状态，由此可知物体所受浮力大小等于受到的重力大小为0.96N；
观察图乙和图丙量筒中水面的变化情况，可知物体排开水的体积为296cm3﹣200cm3＝96cm3＝9.6×10﹣5m3，物体排开水的重力：G＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×9.6×10﹣5m3×10N/kg＝0.96N；
综合上面分析实验数据可得到的结论是物体受到浮力大小等于物体排开液体的重力；
（2）根据控制变量法知：探究浮力大小与液体密度的关系，必须保证排开液体的体积不变，实验中改变了液体的密度，但没有控制排开水的体积相同，故实验结论不可靠，不可靠的主要原因为没有控制排开液体的体积相同；
（3）物体在液体1中处于沉底状态，物体的密度大于液体1的密度；要该物体在液体1中上浮，要使物体密度小于液体的密度，可以保持液体的密度不变，把物体做成空心的，降低的物体密度。
答案：（1）0.96；0.96；物体受到浮力大小等于物体排开液体的重力；
（2）没有控制物体排开液体的体积相同；
（3）大于；把物体做成空心的，降低物体的密度。
3．如图，小丽利用弹簧测力计、实心圆柱体物块等器材探究浮力的大小跟哪些因素有关，提出了以下猜想：
猜想a：浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关；
猜想b：浮力大小与物体排开液体的体积有关；
猜想c：浮力大小与液体的密度有关。

（1）如图A所示，可知圆柱体重 　2.4　N；B步骤中圆柱体受到水的浮力为 　0.4　N。
（2）分析C步骤与 　D　步骤（填字母）的数据，可以验证猜想a是错误的。
（3）比较B步骤与E步骤的数据，不能得出浮力的大小与液体密度的关系，其原因是 　未控制圆柱体排开液体的体积相同　。
（4）写出能够支持猜想b的一个生活现象：　我们在水中走动时，越到深处，脚底感觉到的压力越小　。
（5）该圆柱体的密度为 　2.4×103　kg/m3。
解：（1）在图A中，弹簧测力计的分度值为0.2N，此时测力计的示数为2.4N，即圆柱体的重力为：G＝2.4N；
在图B中，测力计的示数为FB＝2N，则此时圆柱体受到的浮力为：F浮B＝G﹣FB＝2.4N﹣2N＝0.4N；
（2）浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关，要探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关，应控制液体密度和物体排开液体的体积相同，与C步骤这两个因素相同的是D步骤，在这两个步骤中，测力计的示数相同，根据F浮＝G﹣F示可知，在深度不同时，圆柱体受到的浮力不变，说明浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关，即猜想a是错误的；
（3）浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关，要验证浮力大小与液体的密度有关，应控制物体排开液体的体积相同，比较B、E步骤可知，液体种类不同的同时，圆柱体排开液体的体积也不同，虽然测力计示数不同，即物体受到的浮力不同，但由于未控制圆柱体排开液体的体积相同，故不能得出：”浮力的大小与液体密度有关“的结论；
（4）我们在水中走动时，越到深处，脚底感觉到的压力越小，说明浮力大小与物体排开液体的体积有关，在液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大。
（5）由A、D步骤数据可知，圆柱体浸没在水中受到的浮力为：F浮D＝G﹣FD＝2.4N﹣1.4N＝1N，
圆柱体浸没在水中时，排开水的体积等于圆柱体的体积，
由F浮＝ρ液gV排可得，圆柱体的体积为：V＝V排D=F浮Dρ水g=1N1.0×103kg/m3×10N/kg=10﹣4m3，
由G＝mg＝ρVg可得，圆柱体的密度为：ρ=GVg=2.4N10-4m3×10N/kg=2.4×103kg/m3。
答案：（1）2.4；0.4；（2）D；（3）未控制圆柱体排开液体的体积相同；（4）我们在水中走动时，越到深处，脚底感觉到的压力越小；（5）2.4×103。
4．小文利用如图所示的实验装置，进行了如下实验：

（1）通过 　甲、丙、丁　三个图进行比较，说明浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
（2）物体A浸没在水中时受到的浮力是 　4　N，物体A的体积是 　4×10﹣4　m3。
（3）由图示实验数据得出盐水的密度是 　1.1×103　kg/m3。
（4）他还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”，于是找来薄铁片、烧杯和水进行实验，实验步骤如下：
步骤一，将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底。
步骤二，将铁片弯成“碗状”再放入盛水的烧杯中，让它漂浮在水面上。
①通过分析可知，第一次铁片受到的浮力 　小于　（选填“大于”、“小于”或“等于”）第二次铁片受到的浮力。
②小文得到的结论是：物体受到的浮力大小与其形状有关，他得出错误结论的原因是 　没有控制物体排开液体的体积相同　。
解：（1）探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，应控制液体种类相同，深度不同，故应选择甲、丙、丁图；
根据称重法可知，物体在两种情况下受到的浮力是相同的，故说明浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关，
（2）由图甲、丁可知，物体浸没在水中时受到的浮力F浮＝G﹣F＝5N﹣1N＝4N，
物体排开水的体积等于物体的体积，由F浮＝ρ水gV排水可得，物体排开水的体积：
V排水=F浮ρ水g=4N1.0×103kg/m3×10N/kg=4×10﹣4m3，
物体排开水的体积等于物体的体积，即V物体＝4×10﹣4m3；
（3）由图甲、戊所示实验可知，物块浸没在盐水中所受浮力：
F浮盐水＝G﹣F′＝5N﹣0.6N＝4.4N，
浮力F浮盐水＝ρ盐水gV排盐水，
此时物体排开盐水的体积V排盐水＝V物体＝4×10﹣4m3；
盐水的密度：ρ盐水=F浮盐水gV排盐水=4.4N10N/kg×4×10-4m3=1.1×103kg/m3。
（4）由物体的浮沉条件可知，铁片下沉时F浮1＜G，铁片漂浮时F浮2＝G，则F浮1＜F浮2，即：第一次铁片受到的浮力小于第二次铁片受到的浮力；
探究浮力与物体形状是否有关，应控制物体排开液体的体积和液体密度相同，错误原因就是没有利用控制变量法，即没有控制物体排开液体的体积相同；
答案：（1）甲、丙、丁；（2）4；4×10﹣4；（3）1.1×103；（4）小于；没有控制物体排开液体的体积相同。
5．兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。（细线的质量和体积均忽略不计）

（1）使用弹簧测力计前，要将指针调在 　零刻度线　位置。
（2）实验中所用物块的重力为 　4　N。
（3）同学们发现溢水杯中未装满水，如图甲所示，这样实验会使测得的溢出水的重力 　偏小　（填“偏大”或“偏小”）。
（4）溢水杯装满水后，将物块浸没在水中，如图乙所示，物块受到的浮力为 　1　N，物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小 　相等　。
（5）继续实验，将物块浸没在装满酒精的溢水杯中，如图丙所示，发现F5＞F3，说明物块受到的浮力大小与 　液体密度　有关。换用酒精再次实验的目的是 　寻找普遍规律　（填“减小误差”或“寻找普遍规律”）。
解：（1）测量物体重力前应先观察弹簧测力计的量程、分度值，并观察指针是否指在零刻度线；
（2）由图甲可知，物体的重力为4N；
（3）物体放入水中前，溢水杯应该是满水的，否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积，物块排开水所受的重力变小，所以，测得排开水的重力会偏小；
（4）物块的重力大小是4N，物块浸没在水中弹簧测力计示数是3N，
物块浸没在水中受到的浮力：F浮＝F1﹣F3＝4N﹣3N＝1N；
物块排开水所受的重力可以由实验步骤乙和甲得到，物块排开水所受的重力：G排＝F4﹣F2＝1.5N﹣0.5N＝1N；
（5）酒精代替水继续实验，发现此时的F3变大，由称重法可知浮力变小，排开液体的体积相同，液体的密度不同，浮力不同，说明浮力的大小与液体的密度有关；为了使实验具有普遍性，用酒精继续实验。
答案：（1）零刻度线；（2）4；（3）偏小；（4）1；相等；（5）液体密度（液体种类）；寻找普遍规律。
6．小云实验小组用如图甲所示的实验装置“探究浮力的大小跟哪些因素有关”。

（1）分析b、c两次实验可知：浸在液体中的物体受到浮力的大小与 　物体排开液体的体积　有关；
（2）分析c、d两次实验可知：浸在液体中的物体受到浮力的大小与浸没深度 　无关　；
（3）分析c、e两次实验可知：浸在液体中的物体受到浮力的大小与 　液体的密度　有关；
（4）若先完成实验c，再完成实验a，则测得的浮力将 　偏大　（选填“偏大”或“偏小”）；
（5）完成上述实验后，小云又利用如图乙所示的装置来测量实验中所用金属块的密度，实验过程如下：
①将空烧杯漂浮在水槽内，用刻度尺测得水面高度为h1；
②将金属块放在烧杯内，用刻度尺测得水面的高度为h2；
③　将烧杯内的金属块拿出直接放入水中　，用刻度尺测得水面高度为h3；
④金属块的密度ρ金属＝　ρ水(h2-h1)h3-h1　（用ρ水，h1，h2，h3表示）。
解：（1）分析b、c两次实验可知，液体的密度相同，排开液体的体积不同，观察弹簧测力计的示数变小，根据称量法F浮＝G﹣F示知浮力变大，说明浮力大小与物体排开液体的体积有关；
（2）分析c、d两次实验可知，深度增加，弹簧测力计的示数不变，浮力不变，说明浮力大小与物体浸没到液体的深度无关；
（3）分析c、e两次实验可知，排开液体的体积相同，液体的密度不同，观察弹簧测力计的示数变大，根据称量法F浮＝G﹣F示知浮力变大，说明浮力大小与物体排开液体的密度有关；
（4）若先完成实验c，再完成实验a，则物体表面有水，测得的重力偏大，根据称量法F浮＝G﹣F示知浮力变大；
（5）由①②可知，烧杯前后都是漂浮在水面，受到的浮力都等于自重，则两图中浮力的变化量等于金属块重力，
两图中浮力的变化量：ΔF浮＝ρ水gΔV排＝ρ水g（h2﹣h1）S容，所以金属块的重力为：G＝ρ水g（h2﹣h1）S容；
将烧杯内的金属块拿出直接放入水中，用刻度尺测得水面高度为h3，则金属块的体积为V＝（h3﹣h1）S容；
则金属块的密度为：ρ金属=mV=GgV=ρ水g(h2-h1)S容g(h3-h1)S容=ρ水(h2-h1)h3-h1。
答案：（1）物体排开液体的体积；（2）无关；（3）液体的密度；（4）偏大；（5）将烧杯内的金属块拿出直接放入水中；ρ水(h2-h1)h3-h1。
7．小明在验证“阿基米德原理”实验中：

（1）用已调零的弹簧测力计，按照图甲中所示顺序进行实验操作，测力计的示数分别为：F1、F2、F3、F4，由此可知铁球浸没在水中所测得的浮力表达式为F浮＝　F1﹣F2　，测得铁球排开水所受的重力表达式为G排＝　F3﹣F4　（用此题中所给字母表示）；
（2）小明预期要获得的结论是：　F1﹣F2＝F3﹣F4　（用此题中所给字母表示）；
（3）在读数正确的情况下，小明由实验数据发现：铁球浸没在水中所受浮力F浮大于铁球排开的水所受重力G排，而且超出了误差允许的范围，得出此实验结果的原因可能是 　溢水杯中没有装满水（或烧杯中的水未倒干净）　（写出一条即可）；
（4）小明分析发现了此实验操作中存在的问题并加以改正。进一步思考：如果实验中物体没有完全浸没水中，能否验证“阿基米德原理”。正确的观点是 　能　（选填“能”或“不能”）验证；
（5）他又进行了如下深入探究：将溢水杯中注满水放在电子秤上。如图乙所示，其示数为m1，将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没，待杯中水停止外溢时，如图丙所示，其示数为m2，则m1　＝　m2（选填“＞”、“＝”、“＜”）。
解：
（1）物体的重力是F1，物体浸没在水中弹簧测力计对物体的拉力是F2，物体浸没在水中受到的浮力F浮＝F1﹣F2，物体排开水的重力G排＝F3﹣F4。
（2）由阿基米德原理知，浸在液体中的物体受到浮力大小等于物体排开液体受到的重力，故F浮＝G排，所以F1﹣F2＝F3﹣F4。
（3）如果图甲中溢水杯没有装满水，会导致铁球排开水的重力大于流入小桶中水的重力（即测得的G排偏小），另外，按照图甲中所示顺序进行实验时，可能烧杯中的水未倒干净，此时的示数F4偏大，根据G排＝F3﹣F4可知测得的G排偏小，这些都会造成铁球浸没在水中所受浮力F浮大于铁球排开的水所受重力G排。
（4）如果实验中物体没有完全浸没水中，物体受到的浮力减小，物体排开水的重力也减小，物体浸在水中的体积大小不影响阿基米德原理的验证。
（5）铁球浸没在水中，铁球受到的浮力F 浮＝G排，物体间力的作用是相互的，则铁球给水的压力F＝F 浮，当铁球浸没在盛满水的溢水杯中，排出水的重力为G排，故电子秤的压力增加了F 浮，又减少了G排，因为F 浮＝G排，故电子秤受到的压力不变，故电子秤示数不变，故m1＝m2。
答案：（1）F1﹣F2；F3﹣F4；（2）F1﹣F2＝F3﹣F4；（3）溢水杯中没有装满水（或烧杯中的水未倒干净）；（4）能；（5）＝。
8．小李同学想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。

（1）实验步骤如图1所示，甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，物体受到的浮力F浮＝　F1﹣F3　。
（2）小李利用三个不同物体a、b、c进行实验探究，实验数据如下表：
物体
物重
G/N
物体浸没在水中测力计的示数F/N
浮力
F浮/N
空桶重
G0/N
桶与排开水的总重G1/N
排开水重
G排/N
a
1.2
0.7
0.5
0.6
1.1
0.5
b
2
1.4
0.6
0.6
1.2
0.6
c
2.4
1.7
0.7
0.6
1.2
0.6
分析表中物体a、b的实验数据，小李得出的结论是：　物体浸在液体中所受浮力大小等于它排开液体所受的重力　。
（3）小李在探究物体c所受浮力的实验中，排除各种测量误差因素的影响，发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力，请分析实验操作中造成这种结果的原因：　将物体c浸入水中之前，溢水杯中没有加满水（或排开的水没有全部流入小桶）　。
（4）小张利用身边的器材对小李的实验进行改进：两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯（由饮料瓶和吸管组成）、薄塑料杯（质量忽略不计）等器材，装置如图2所示。实验时小张逐渐向下移动水平横杆，使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中，观察到弹簧测力计A的示数逐渐 　变小　，弹簧测力计B的示数逐渐 　变大　，若弹簧测力计A的示数变化量为ΔFA，弹簧测力计B的示数变化量为ΔFB，则它们的大小关系是ΔFA　＝　ΔFB（选填“＞”、“＝”或“＜”）；
（5）针对两种实验方案，小张实验装置的优点是 　B　（填答案标号）。
A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化，实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化
解：（1）由图甲可知物体的重力G＝F1，由图丁可知物体浸没时弹簧测力计的示数F′＝F3，则物体受到的浮力F浮＝G﹣F′＝F1﹣F3；
（2）由表中可知，物体a、b的实验数据中物体受到浮力大小与物体排开水的重力相等，因此可得结论：物体浸在液体中所受浮力大小等于它排开液体所受的重力；
（3）在实验中，若溢水杯没有装满水，造成溢出水的体积小于排开水的体积，则排开水的重力明显小于所受的浮力（或排开的水没有全部流入小桶）；
（4）如图2所示，向下移动水平横杆，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F浮＝G﹣F′可知弹簧测力计A的示数变小，
重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大，即弹簧测力计B的示数越大，薄塑料袋的质量忽略不计时，由阿基米德原理可知，弹簧测力计A、B示数的变化量相等，即ΔFA＝ΔFB；
（5）比较两种实验方案可知，改进后：
A、由称重法F浮＝G﹣F′可知，弹簧测力计A的示数等于物体的重力减去受到的浮力，故A错误；
B、薄塑料袋不计质量，能同步观察测力计A、B示数的变化，从而得出物体受到浮力的大小与排开液体所受重力的关系，故B正确；
答案：（1）F1﹣F3；（2）物体浸在液体中所受浮力大小等于它排开液体所受的重力；（3）将物体c浸入水中之前，溢水杯中没有加满水（或排开的水没有全部流入小桶）；（4）变小；变大；＝；（5）B。
9．小明学习了阿基米德原理后，和物理兴趣小组的同学们利用图中的弹簧测力计、体积约为10cm3的实心金属块、细线、大烧杯、小桶、小垫块和水等器材，设计实验验证阿基米德原理。

（1）小明他们首先向老师汇报了自己的实验思路：
①用弹簧测力计分别测出空桶和金属块的重力为G1和G2；
②把大烧杯用小垫块垫起，使右边的溢水口斜向下，在大烧杯中 　装满　水，过会儿把小桶放在大烧杯的溢水口下方；
③用弹簧测力计吊着金属块使其浸没到大烧杯的水中，记下弹簧测力计示数为F1；
④待大烧杯中的水不再溢出时，用弹簧测力计测出溢出的水和小桶的总重力为F2。
若满足 　G2﹣F1＝F2﹣G1　（用所测物理量符号表示）等式成立就可以验证阿基米德原理。
（2）老师肯定了他们的实验思路，但提醒他们利用现有实验器材将无法完成实验，请你帮他们分析无法完成实验的原因是：　物体所受浮力为0.1N，弹簧测力计的分度值为0.2N，无法精确得出物体所受浮力　。
（3）小明他们更换相关器材，顺利完成了实验，实验后小组成员又进行了交流，要验证阿基米德原理，金属块 　不一定　（选填“一定”或“不一定”）要浸没在水中。
解：（1）实验步骤：①用弹簧测力计分别测出空桶和金属块的重力为G1和G2；
②把大烧杯用小垫块垫起，使右边的溢水口斜向水下，在大烧杯中装满水，过会儿把小桶放在大烧杯的溢水口下方；
③用弹簧测力计吊着金属块使其浸没到大烧杯的水中，记下弹簧测力计示数为F1，
④待大烧杯中的水不再溢出时，用弹簧测力计测出溢出的水和小桶的总重力为F2，
根据称重法可知F浮＝G2﹣F1，排出水的重力G排＝F2﹣G1，根据阿基米德原理可知：F浮＝G排，若满足G2﹣F1＝F2﹣G1等式成立就可以验证阿基米德原理；
（2）金属块的体积为10cm3，故排开水的体积为10cm3，则F浮＝ρ水gV排＝103kg/m3×10N/kg×10×10﹣6m3＝0.1N，
从图中可知弹簧测力计的分度值为0.2N，故无法精确得出物体所受浮力；
（3）阿基米德原理适用于所有情况下浮力的计算，要验证阿基米德原理，金属块不一定要浸没在水中。
答案：（1）装满；G2﹣F1＝F2﹣G1；（2）物体所受浮力为0.1N，弹簧测力计的分度值为0.2N，无法精确得出物体所受浮力；（3）不一定。
10．“彩球温度计”是一种精美的居家装饰品，也是一种很特别的温度计，可用于粗略地测量环境温度。如图甲所示，玻璃管中装有对温度敏感的液体，当外界温度变化时，玻璃管中液体的密度会随之变化。液体中装有体积相同的五颜六色的彩球，每个彩球都标注有特定的温度。当彩球都在玻璃管中静止，不再运动时，所有上浮彩球中最下方一个彩球标注的温度表示所测的环境温度。
当外界温度降低时，液体中有部分彩球上浮至“彩球温度计”的上部（彩球体积变化可忽略）。图乙是某温度时彩球温度计中的彩球稳定后的分布情况。请根据以上信息并结合所学知识，回答下面问题：
（1）乙图“彩球温度计”中彩球 　c　上标注的温度是当时的环境温度（请填写彩球编号）。
（2）如果图甲是另一温度时彩球稳定后的分布情况，则 　甲　“彩球温度计”所处环境温度较高（选填“甲”或“乙”）。
（3）如果彩球a的质量为ma，彩球c的质量为mc，则ma　＜　mc（选填“＞”“＝”或“＜”）；彩球a标注的温度 　高于　彩球c标注的温度（选填“高于”或“低于”）。
（4）彩球c是否为悬浮状态，理由是 　否，彩球c浸没在液体中虽然静止，它除了受到重力和浮力外，还受到其他作用力　。

解：
（1）当彩球都在玻璃管中静止，不再运动时，所有上浮彩球中最下方一个彩球标注的温度表示所测的环境温度，由图乙知，彩球c上标注的温度是当时的环境温度；
（2）玻璃管中液体对温度敏感，液体的质量一定时，当外界温度升高时，液体膨胀，体积变大，由ρ=mV，可知液体密度减小。
由图知，甲中彩球下沉，乙中彩球上浮，甲中彩球小于乙中彩球受到的浮力，每个彩球的体积相等，由F浮＝ρ液gV排可知，甲中液体小于乙中液体密度，所以甲中液体温度较高，即甲所处环境温度较高；
（3）彩球的体积相等，由图乙知，a、c彩球都浸没在液体中，排开液体的体积相等，根据F浮＝ρgV排可知所受浮力相等，a球先上浮，说明a上浮时浮力大于a的重力，此时c还处于下沉状态，浮力小于c的重力，所以Ga＜Gc的重力，由G＝mg知，ma＜mc；
当外界气温降低时，容器内液体的体积变小、密度变大，当外界气温降低时，液体的密度变大，当液体的密度大于小球的密度时，小球就上浮，按小球上浮的先后顺序，先上浮的小球的密度最小，对应标注的温度最高；最后上浮的小球的密度最大，对应的标注温度最低。由图乙知，a球标注的温度高于c球标注的温度；
（4）当彩球c受到浮力大于它的重力时上浮，最终应漂浮在液面，而c球静止在图乙中的位置，说明c球还受到a、b球以及容器壁对它的力，所以c球不是悬浮状态。
答案：（1）c；（2）甲；（3）＜；高于；（4）否，彩球c浸没在液体中虽然静止，它除了受到重力和浮力外，还受到其他作用力。
11．小明学习了浮力知识后，利用家中的物品做了几个小实验。

（1）小明把小萝卜放入水中，小萝卜漂浮在水面上，此时它受到的浮力为F浮，重力是G萝，那么F浮　＝　G萝（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）小明把小萝卜从水里捞出擦干，再放入足够多的白酒中，小萝卜沉底了，此时排开白酒的体积V排与小萝卜的体积V萝的关系是V排　＝　V萝（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）小明还想测量小萝卜的密度，于是找来一个圆柱形茶杯、刻度尺和记号笔。具体做法如下：
①如图甲所示，在茶杯中倒入适量的水，在水面处用记号笔做好标记，用刻度尺测量出水面到茶杯底的竖直距离为h0；
②如图乙所示，将小萝卜轻轻地放入水中静止后，用刻度尺测量出此时的水面到茶杯底的竖直距离为h1；
③将茶杯中的水全部倒出，取出小萝卜擦干，再向杯中慢慢地倒入白酒直至 　标记线　为止；
④如图丙所示，将小萝卜轻轻地放入白酒中静止后，用刻度尺测量出此时的白酒液面到茶杯底的竖直距离为h2。
（4）水的密度用ρ水来表示，请你用ρ水、h0、h1、h2写出小萝卜的密度表达式ρ萝＝　h1-h0h2-h0ρ水　。
解：（1）由题可知，小萝卜漂浮在水面上，可得娄受到的浮力F浮与重力是G萝相等，即F浮＝G萝；
（2）由题可知，小萝卜放在酒中沉底了，可得：V排＝V萝；
（3）由题可知，萝卜在酒中沉底，测出萝卜放入酒后液面上升的高度，即可根据V＝Sh计算萝卜的体积，容器为柱形，因此只需测出变化的高度即可，根据题意，在未放入萝卜时，应把白酒倒至与水面齐平的位置，即标记处；
（4）设圆柱形苶杯的底面积为S，萝卜在酒中沉底，可知其排开酒的体积等于萝卜的体积，即V萝＝S（h2﹣h0），
萝卜在水中漂浮，F浮＝G萝；其排开水的体积V排水＝S（h1﹣h0），
可得：ρ水V排水g＝ρ萝V萝g，
解得萝卜的密度：
ρ萝=ρ水V排水V萝=ρ水S(h1-h0)S(h2-h0)=h1-h0h2-h0ρ水。
答案：（1）＝；（2）＝；（3）③标记处；（4）h1-h0h2-h0ρ水。
12．小明制作了一个可测量物体质量的装置，如图甲所示小筒与大筒均为圆柱形容器。小筒和托盘的总质量为200g，小筒底面积50cm2，高12cm，大筒中装有适量的水，托盘上不放物体时，在小筒和大筒上与水面相平的位置的刻度均为“0”，将小筒竖直压入水中，当水面距小筒底10cm时，在小筒和大筒上与水面相平位置的刻度均为最大测量值，小筒和大筒的分度值相同。把被测物体放入托盘中，读出小筒或大筒上与水面相平位置对应的刻度值，即为被测物体的质量。

（1）该装置所能测量物体的最大质量为　300　g；
（2）小筒上相邻两刻度线的间距比大筒上相邻两刻度线间的距离　大　（选填“大”或“小”）；
（3）他想利用此装置测算出石块的密度，操作如下，如图乙所示，将石块放入托盘中，读出大筒上的示数为m1；如图丙所示，将此石块沉入水中，读出大筒上的示数为m2，该石块密度的表达式为ρ石＝　m1m2ρ水　（水的密度用ρ水表示）。
解：（1）当水面距小筒底10cm时，则V排＝S小h＝50cm2×10cm＝500cm3＝5×10﹣4m3，
则F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣4m3＝5N。
由于小筒和托盘处于漂浮，则G总＝F浮＝5N；
所以m总=G总g=5N10N/kg=0.5kg＝500g；
则测量物体的最大质量m大＝m总﹣m小＝500g﹣200g＝300g；
（2）由于托盘上不放物体时，在小筒和大筒上与水面相平的位置的刻度均为“0”，当托盘上放物体时，则小筒再浸入水的体积为V浸＝S小h小；
大筒中水面上升后增加的体积V排＝S大h大；
由于S小＜S大，则：h小＞h大，
即：小筒上相邻两刻度线的间距比大筒上相邻两刻度线间的距离大；
（3）根据该装置可知石块质量为m1；将此石块沉入水中，读出大筒上的示数为是石块排开的水的质量m2，
根据ρ=mV可得石块的体积为：
V石＝V排=m2ρ水；
则石块的密度：
ρ石=m石V石=m1m2ρ水=m1m2ρ水。
答案：（1）300；（2）大；（3）m1m2ρ水。