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7. 如图所示,A、B两物块以不同的方式组合,分别静止在甲、乙两种液体中,由此可判断$\rho_{甲}\_\_\_\_\_\_\rho_{乙}$;若A物块在两种液体中受到的浮力分别为$F_{甲}$、$F_{乙}$,则$F_{甲}\_\_\_\_\_\_F_{乙}$。(均选填“＞”“＜”或“=”)
答案
＞
＞
＞
解析
【分析】
首先分析A、B整体的受力：甲、乙中A、B整体均静止，总浮力都等于两者总重力，即总浮力相等。根据阿基米德原理，在浮力相同时，排开液体体积越小，液体密度越大，结合图中排开体积的大小可判断甲、乙液体密度关系；再分析A的浮力，甲中A的浮力等于A、B总重力，乙中A的浮力小于A、B总重力，从而比较出$F_{甲}$与$F_{乙}$的大小。
【解析】
1. 判断$\boldsymbol{\rho_{甲}}$与$\boldsymbol{\rho_{乙}}$的关系：
将A、B看作整体，甲、乙中整体均处于平衡状态，所受浮力等于总重力，即$F_{浮甲总}=F_{浮乙总}=G_A+G_B$。
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，变形可得$\rho_{液}=\frac{F_{浮}}{gV_{排}}$。
由图可知，甲中整体排开液体的体积$V_{排甲}＜V_{排乙}$，且$F_{浮甲总}=F_{浮乙总}$，因此$\rho_{甲}＞\rho_{乙}$。
2. 判断$\boldsymbol{F_{甲}}$与$\boldsymbol{F_{乙}}$的关系：
甲中，A与B一起漂浮，A受到的浮力$F_{甲}=G_A+G_B$；
乙中，B沉底，对B受力分析：$G_B=F_{浮B}+F_{拉}$（$F_{拉}$为A对B的拉力），则$F_{拉}=G_B-F_{浮B}$。
对A受力分析：$F_{乙}+F_{拉}'=G_A$（$F_{拉}'$为B对A的拉力，与$F_{拉}$大小相等），代入得$F_{乙}=G_A-(G_B-F_{浮B})=G_A+F_{浮B}-G_B$。
因为$F_{浮B}＜G_B$，所以$F_{乙}＜G_A+G_B$，即$F_{甲}＞F_{乙}$。
【答案】
＞；＞
【知识点】
阿基米德原理；物体浮沉条件
【点评】
本题考查浮力规律的综合应用，解题关键是灵活选择研究对象（整体或单个物体）进行受力分析，结合阿基米德原理和浮沉条件推导物理量的大小关系。
【难度系数】
0.6
首先分析A、B整体的受力：甲、乙中A、B整体均静止，总浮力都等于两者总重力，即总浮力相等。根据阿基米德原理，在浮力相同时，排开液体体积越小，液体密度越大，结合图中排开体积的大小可判断甲、乙液体密度关系；再分析A的浮力，甲中A的浮力等于A、B总重力，乙中A的浮力小于A、B总重力，从而比较出$F_{甲}$与$F_{乙}$的大小。
【解析】
1. 判断$\boldsymbol{\rho_{甲}}$与$\boldsymbol{\rho_{乙}}$的关系：
将A、B看作整体，甲、乙中整体均处于平衡状态，所受浮力等于总重力，即$F_{浮甲总}=F_{浮乙总}=G_A+G_B$。
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，变形可得$\rho_{液}=\frac{F_{浮}}{gV_{排}}$。
由图可知，甲中整体排开液体的体积$V_{排甲}＜V_{排乙}$，且$F_{浮甲总}=F_{浮乙总}$，因此$\rho_{甲}＞\rho_{乙}$。
2. 判断$\boldsymbol{F_{甲}}$与$\boldsymbol{F_{乙}}$的关系：
甲中，A与B一起漂浮，A受到的浮力$F_{甲}=G_A+G_B$；
乙中，B沉底，对B受力分析：$G_B=F_{浮B}+F_{拉}$（$F_{拉}$为A对B的拉力），则$F_{拉}=G_B-F_{浮B}$。
对A受力分析：$F_{乙}+F_{拉}'=G_A$（$F_{拉}'$为B对A的拉力，与$F_{拉}$大小相等），代入得$F_{乙}=G_A-(G_B-F_{浮B})=G_A+F_{浮B}-G_B$。
因为$F_{浮B}＜G_B$，所以$F_{乙}＜G_A+G_B$，即$F_{甲}＞F_{乙}$。
【答案】
＞；＞
【知识点】
阿基米德原理；物体浮沉条件
【点评】
本题考查浮力规律的综合应用，解题关键是灵活选择研究对象（整体或单个物体）进行受力分析，结合阿基米德原理和浮沉条件推导物理量的大小关系。
【难度系数】
0.6
1. 如图所示,水平地面上放着一个盛有2 kg水的柱形容器,一个重为6 N的不吸水的正方体静止在容器中时有五分之三的体积浸入水中,物体下表面与水面平行,则物体的密度为$\mathrm{kg/m}^3$,物体下表面所受水的压力为N。若物体在压力的作用下刚好浸没在水中,且不接触容器底,水也不溢出,此时水对容器底部的压力为N。($g$取$10\ \mathrm{N/kg}$,$\rho_{\mathrm{水}}=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$)
答案
$0.6×10^3$
6
30
6
30
解析
【分析】
1. 求物体密度：物体静止在水中处于漂浮状态，浮力等于重力。先根据阿基米德原理结合物体浸入水中的体积与自身体积的关系求出物体体积，再利用密度公式计算物体密度。
2. 求物体下表面压力：根据浮力的产生原因，浮力等于物体上下表面的压力差，物体上表面无水压，故下表面压力等于浮力，即等于物体重力。
3. 求水对容器底的压力：先计算物体完全浸没时受到的浮力，再将水和物体视为整体，通过受力分析结合力的平衡，求出容器底对整体的支持力，根据力的作用相互性得到水对容器底部的压力。
【解析】
1. 计算物体的密度：
物体漂浮，所以$F_{\mathrm{浮}}=G_{\mathrm{物}}=6\ \mathrm{N}$。
由阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$，且$V_{\mathrm{排}}=\frac{3}{5}V_{\mathrm{物}}$，代入数据得：
$6\ \mathrm{N}=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×\frac{3}{5}V_{\mathrm{物}}$
解得$V_{\mathrm{物}}=1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$。
物体的质量$m_{\mathrm{物}}=\frac{G_{\mathrm{物}}}{g}=\frac{6\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.6\ \mathrm{kg}$，
则物体的密度$\rho_{\mathrm{物}}=\frac{m_{\mathrm{物}}}{V_{\mathrm{物}}}=\frac{0.6\ \mathrm{kg}}{1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3}=0.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
2. 计算物体下表面所受水的压力：
根据浮力产生的原因$F_{\mathrm{浮}}=F_{\mathrm{下}}-F_{\mathrm{上}}$，物体上表面未浸入水中，$F_{\mathrm{上}}=0$，因此$F_{\mathrm{下}}=F_{\mathrm{浮}}=6\ \mathrm{N}$。
3. 计算水对容器底部的压力：
物体刚好浸没时，$V_{\mathrm{排}}'=V_{\mathrm{物}}=1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，
此时物体受到的浮力$F_{\mathrm{浮}}'=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}'=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3=10\ \mathrm{N}$。
水的重力$G_{\mathrm{水}}=m_{\mathrm{水}}g=2\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=20\ \mathrm{N}$。
使物体浸没的压力$F=F_{\mathrm{浮}}'-G_{\mathrm{物}}=10\ \mathrm{N}-6\ \mathrm{N}=4\ \mathrm{N}$，
将水和物体视为整体，由力的平衡可知，容器底对整体的支持力$F_{\mathrm{支}}=G_{\mathrm{水}}+G_{\mathrm{物}}+F=20\ \mathrm{N}+6\ \mathrm{N}+4\ \mathrm{N}=30\ \mathrm{N}$，
根据力的作用是相互的，水对容器底部的压力$F_{\mathrm{压}}=F_{\mathrm{支}}=30\ \mathrm{N}$。
【答案】
$0.6×10^3$；6；30
【知识点】
阿基米德原理；浮力产生原因；柱形容器液体压力计算
【点评】
本题综合考查浮力的相关计算，涉及漂浮条件、阿基米德原理、浮力产生原因及柱形容器中液体压力的分析，需要灵活运用受力分析和整体法解决问题，对知识的综合应用能力要求较高。
【难度系数】
0.6
1. 求物体密度：物体静止在水中处于漂浮状态，浮力等于重力。先根据阿基米德原理结合物体浸入水中的体积与自身体积的关系求出物体体积，再利用密度公式计算物体密度。
2. 求物体下表面压力：根据浮力的产生原因，浮力等于物体上下表面的压力差，物体上表面无水压，故下表面压力等于浮力，即等于物体重力。
3. 求水对容器底的压力：先计算物体完全浸没时受到的浮力，再将水和物体视为整体，通过受力分析结合力的平衡，求出容器底对整体的支持力，根据力的作用相互性得到水对容器底部的压力。
【解析】
1. 计算物体的密度：
物体漂浮，所以$F_{\mathrm{浮}}=G_{\mathrm{物}}=6\ \mathrm{N}$。
由阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$，且$V_{\mathrm{排}}=\frac{3}{5}V_{\mathrm{物}}$，代入数据得：
$6\ \mathrm{N}=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×\frac{3}{5}V_{\mathrm{物}}$
解得$V_{\mathrm{物}}=1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$。
物体的质量$m_{\mathrm{物}}=\frac{G_{\mathrm{物}}}{g}=\frac{6\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.6\ \mathrm{kg}$，
则物体的密度$\rho_{\mathrm{物}}=\frac{m_{\mathrm{物}}}{V_{\mathrm{物}}}=\frac{0.6\ \mathrm{kg}}{1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3}=0.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
2. 计算物体下表面所受水的压力：
根据浮力产生的原因$F_{\mathrm{浮}}=F_{\mathrm{下}}-F_{\mathrm{上}}$，物体上表面未浸入水中，$F_{\mathrm{上}}=0$，因此$F_{\mathrm{下}}=F_{\mathrm{浮}}=6\ \mathrm{N}$。
3. 计算水对容器底部的压力：
物体刚好浸没时，$V_{\mathrm{排}}'=V_{\mathrm{物}}=1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，
此时物体受到的浮力$F_{\mathrm{浮}}'=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}'=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3=10\ \mathrm{N}$。
水的重力$G_{\mathrm{水}}=m_{\mathrm{水}}g=2\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=20\ \mathrm{N}$。
使物体浸没的压力$F=F_{\mathrm{浮}}'-G_{\mathrm{物}}=10\ \mathrm{N}-6\ \mathrm{N}=4\ \mathrm{N}$，
将水和物体视为整体，由力的平衡可知，容器底对整体的支持力$F_{\mathrm{支}}=G_{\mathrm{水}}+G_{\mathrm{物}}+F=20\ \mathrm{N}+6\ \mathrm{N}+4\ \mathrm{N}=30\ \mathrm{N}$，
根据力的作用是相互的，水对容器底部的压力$F_{\mathrm{压}}=F_{\mathrm{支}}=30\ \mathrm{N}$。
【答案】
$0.6×10^3$；6；30
【知识点】
阿基米德原理；浮力产生原因；柱形容器液体压力计算
【点评】
本题综合考查浮力的相关计算，涉及漂浮条件、阿基米德原理、浮力产生原因及柱形容器中液体压力的分析，需要灵活运用受力分析和整体法解决问题，对知识的综合应用能力要求较高。
【难度系数】
0.6
2. 某物理兴趣小组在探究浮力的大小与哪些因素有关时,做了如图甲所示的实验,其中底面积为$50\ \mathrm{cm}^2$的圆柱形容器被放在水平桌面上,容器内盛有适量的水,底面积为$25\ \mathrm{cm}^2$的实心圆柱形物体A通过轻质细线悬挂在弹簧测力计的下端。图乙所示为物体A缓慢下移过程中,弹簧测力计的示数$F$与物体A下表面浸入深度$h$关系的图像。(实验过程中容器内的水足够深且不会溢出,物体A不会接触容器底部,$\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$)
(1)图甲中弹簧测力计的示数$F$为N。
(2)物体A位于$h=10\ \mathrm{cm}$时,小组同学向容器中的水里加入适量的食盐并搅拌,稳定后发现弹簧测力计的示数$F$变小,说明浮力的大小与液体的密度(选填“有关”或“无关”)。
(3)利用图乙中的数据,可求出物体A的密度为$\mathrm{kg/m}^3$。
(4)在$h$从$0\ \mathrm{cm}$增大到$10\ \mathrm{cm}$时,水对容器底部的压强增大Pa。
(1)图甲中弹簧测力计的示数$F$为N。
(2)物体A位于$h=10\ \mathrm{cm}$时,小组同学向容器中的水里加入适量的食盐并搅拌,稳定后发现弹簧测力计的示数$F$变小,说明浮力的大小与液体的密度(选填“有关”或“无关”)。
(3)利用图乙中的数据,可求出物体A的密度为$\mathrm{kg/m}^3$。
(4)在$h$从$0\ \mathrm{cm}$增大到$10\ \mathrm{cm}$时,水对容器底部的压强增大Pa。
答案
2.4
有关
$1.4×10^3$
500
有关
$1.4×10^3$
500
解析
【分析】
1. 第(1)问：先确定弹簧测力计的分度值，再根据指针位置读取示数，弹簧测力计分度值为0.2N，指针指向2.4N处，直接得出结果。
2. 第(2)问：加入食盐后液体密度变大，弹簧测力计示数变小，根据$F_{\mathrm{浮}}=G-F_{\mathrm{拉}}$可知浮力变大，由此判断浮力与液体密度的关系。
3. 第(3)问：先由$h=0$时的弹簧测力计示数得到物体重力，算出物体质量；再根据完全浸没时的拉力算出浮力，利用阿基米德原理求出物体体积，最后用密度公式计算物体密度。
4. 第(4)问：$h$从$0\ \mathrm{cm}$增大到$10\ \mathrm{cm}$时，物体完全浸没，水对容器底部增大的压力等于物体受到的浮力，再利用压强公式$\Delta p=\frac{\Delta F}{S_{\mathrm{容}}}$计算压强变化量。
【解析】
(1) 弹簧测力计的分度值为$0.2\ \mathrm{N}$，指针指向$2\ \mathrm{N}$下方第2个小格，示数为：
$2\ \mathrm{N} + 0.2\ \mathrm{N}×2 = 2.4\ \mathrm{N}$
(2) 加入食盐后液体密度增大，弹簧测力计示数变小，根据$F_{\mathrm{浮}}=G-F_{\mathrm{拉}}$可知浮力变大，说明浮力的大小与液体的密度有关。
(3) 由图乙可知，$h=0$时，弹簧测力计示数$F_1=3.5\ \mathrm{N}$，即物体重力$G=F_1=3.5\ \mathrm{N}$，物体质量：
$m=\frac{G}{g}=\frac{3.5\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.35\ \mathrm{kg}$
物体完全浸没时，弹簧测力计示数$F_2=1.0\ \mathrm{N}$，此时浮力：
$F_{\mathrm{浮}}=G-F_2=3.5\ \mathrm{N}-1.0\ \mathrm{N}=2.5\ \mathrm{N}$
根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$，得物体体积：
$V=V_{\mathrm{排}}=\frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\frac{2.5\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=2.5×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$
物体密度：
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.35\ \mathrm{kg}}{2.5×10^{-4}\ \mathrm{m}^3}=1.4×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
(4) 当$h$从$0\ \mathrm{cm}$增大到$10\ \mathrm{cm}$时，物体完全浸没，水对容器底部增大的压力$\Delta F=F_{\mathrm{浮}}=2.5\ \mathrm{N}$，容器底面积$S_{\mathrm{容}}=50\ \mathrm{cm}^2=5×10^{-3}\ \mathrm{m}^2$，则水对容器底部增大的压强：
$\Delta p=\frac{\Delta F}{S_{\mathrm{容}}}=\frac{2.5\ \mathrm{N}}{5×10^{-3}\ \mathrm{m}^2}=500\ \mathrm{Pa}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{2.4}$
(2) $\boldsymbol{有关}$
(3) $\boldsymbol{1.4×10^3}$
(4) $\boldsymbol{500}$
【知识点】
弹簧测力计读数；阿基米德原理；液体压强计算
【点评】
本题综合考查浮力、密度、液体压强的相关计算，需要结合图像分析物体的受力情况，灵活运用公式解决问题，注重对综合分析能力的考查。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)问：先确定弹簧测力计的分度值，再根据指针位置读取示数，弹簧测力计分度值为0.2N，指针指向2.4N处，直接得出结果。
2. 第(2)问：加入食盐后液体密度变大，弹簧测力计示数变小，根据$F_{\mathrm{浮}}=G-F_{\mathrm{拉}}$可知浮力变大，由此判断浮力与液体密度的关系。
3. 第(3)问：先由$h=0$时的弹簧测力计示数得到物体重力，算出物体质量；再根据完全浸没时的拉力算出浮力，利用阿基米德原理求出物体体积，最后用密度公式计算物体密度。
4. 第(4)问：$h$从$0\ \mathrm{cm}$增大到$10\ \mathrm{cm}$时，物体完全浸没，水对容器底部增大的压力等于物体受到的浮力，再利用压强公式$\Delta p=\frac{\Delta F}{S_{\mathrm{容}}}$计算压强变化量。
【解析】
(1) 弹簧测力计的分度值为$0.2\ \mathrm{N}$，指针指向$2\ \mathrm{N}$下方第2个小格，示数为：
$2\ \mathrm{N} + 0.2\ \mathrm{N}×2 = 2.4\ \mathrm{N}$
(2) 加入食盐后液体密度增大，弹簧测力计示数变小，根据$F_{\mathrm{浮}}=G-F_{\mathrm{拉}}$可知浮力变大，说明浮力的大小与液体的密度有关。
(3) 由图乙可知，$h=0$时，弹簧测力计示数$F_1=3.5\ \mathrm{N}$，即物体重力$G=F_1=3.5\ \mathrm{N}$，物体质量：
$m=\frac{G}{g}=\frac{3.5\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.35\ \mathrm{kg}$
物体完全浸没时，弹簧测力计示数$F_2=1.0\ \mathrm{N}$，此时浮力：
$F_{\mathrm{浮}}=G-F_2=3.5\ \mathrm{N}-1.0\ \mathrm{N}=2.5\ \mathrm{N}$
根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$，得物体体积：
$V=V_{\mathrm{排}}=\frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\frac{2.5\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=2.5×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$
物体密度：
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.35\ \mathrm{kg}}{2.5×10^{-4}\ \mathrm{m}^3}=1.4×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
(4) 当$h$从$0\ \mathrm{cm}$增大到$10\ \mathrm{cm}$时，物体完全浸没，水对容器底部增大的压力$\Delta F=F_{\mathrm{浮}}=2.5\ \mathrm{N}$，容器底面积$S_{\mathrm{容}}=50\ \mathrm{cm}^2=5×10^{-3}\ \mathrm{m}^2$，则水对容器底部增大的压强：
$\Delta p=\frac{\Delta F}{S_{\mathrm{容}}}=\frac{2.5\ \mathrm{N}}{5×10^{-3}\ \mathrm{m}^2}=500\ \mathrm{Pa}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{2.4}$
(2) $\boldsymbol{有关}$
(3) $\boldsymbol{1.4×10^3}$
(4) $\boldsymbol{500}$
【知识点】
弹簧测力计读数；阿基米德原理；液体压强计算
【点评】
本题综合考查浮力、密度、液体压强的相关计算，需要结合图像分析物体的受力情况，灵活运用公式解决问题，注重对综合分析能力的考查。
【难度系数】
0.6
3. 如图甲所示,一个体积、质量忽略不计的弹簧的两端分别被固定在容器的底部和正方体形状的物体上。已知物体的棱长为$10\ \mathrm{cm}$,弹簧没有发生形变时的长度为$10\ \mathrm{cm}$,弹簧受到拉力作用后伸长的长度$\Delta L$与拉力$F$的关系如图乙所示。小明向容器中加水,直到物体上表面与液面相平时,水深为$24\ \mathrm{cm}$。（$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$,$\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$）
(1)物体上表面与液面相平时受到水的浮力是多大?
(2)物体的密度是多少?
(3)小明打开出水口缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的自然状态时,关闭出水口,则放水前后水对容器底部压强的变化量是多少?
(1)物体上表面与液面相平时受到水的浮力是多大?
(2)物体的密度是多少?
(3)小明打开出水口缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的自然状态时,关闭出水口,则放水前后水对容器底部压强的变化量是多少?
答案
解：
(1)物体的体积$V=(0.1\mathrm{m})^3=1×10^{-3}\mathrm{m}^3$，物体完全浸没在水中，排开水的体积等于自身体积，
受到的浮力F_浮$=\rho_$水gV_排$=1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}×1×10^{-3}\mathrm{m}^3=10\mathrm{N}$
(2)弹簧的伸长量$\Delta L=24\mathrm{cm}-10\mathrm{cm}-10\mathrm{cm}=4\mathrm{cm}$，由图乙可知此时弹簧拉力$F=4\mathrm{N}$，
物体的重力G=F_浮$-F=10\mathrm{N}-4\mathrm{N}=6\mathrm{N}$，
物体的质量$m=\frac{G}{g}=\frac{6\mathrm{N}}{10\mathrm{N/kg}}=0.6\mathrm{kg}$，
物体的密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.6\mathrm{kg}}{1×10^{-3}\mathrm{m}^3}=0.6×10^3\mathrm{kg/m}^3$
(3)当弹簧处于自然状态时，物体漂浮，G=F_浮'，即$6\mathrm{N}=\rho_$水gV_排'，
解得V_排$'=\frac{6\mathrm{N}}{1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}}=6×10^{-4}\mathrm{m}^3$，
物体浸入水中的深度h_浸$=\frac{V_排'}{S}=\frac{6×10^{-4}\mathrm{m}^3}{(0.1\mathrm{m})^2}=0.06\mathrm{m}=6\mathrm{cm}$，
此时水深$h'=10\mathrm{cm}+6\mathrm{cm}=16\mathrm{cm}$，
水深的变化量$\Delta h=24\mathrm{cm}-16\mathrm{cm}=8\mathrm{cm}=0.08\mathrm{m}$，
水对容器底部压强的变化量$\Delta p=\rho_$水$g\Delta h=1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}×0.08\mathrm{m}=800\mathrm{Pa}$
(1)物体的体积$V=(0.1\mathrm{m})^3=1×10^{-3}\mathrm{m}^3$，物体完全浸没在水中，排开水的体积等于自身体积，
受到的浮力F_浮$=\rho_$水gV_排$=1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}×1×10^{-3}\mathrm{m}^3=10\mathrm{N}$
(2)弹簧的伸长量$\Delta L=24\mathrm{cm}-10\mathrm{cm}-10\mathrm{cm}=4\mathrm{cm}$，由图乙可知此时弹簧拉力$F=4\mathrm{N}$，
物体的重力G=F_浮$-F=10\mathrm{N}-4\mathrm{N}=6\mathrm{N}$，
物体的质量$m=\frac{G}{g}=\frac{6\mathrm{N}}{10\mathrm{N/kg}}=0.6\mathrm{kg}$，
物体的密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.6\mathrm{kg}}{1×10^{-3}\mathrm{m}^3}=0.6×10^3\mathrm{kg/m}^3$
(3)当弹簧处于自然状态时，物体漂浮，G=F_浮'，即$6\mathrm{N}=\rho_$水gV_排'，
解得V_排$'=\frac{6\mathrm{N}}{1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}}=6×10^{-4}\mathrm{m}^3$，
物体浸入水中的深度h_浸$=\frac{V_排'}{S}=\frac{6×10^{-4}\mathrm{m}^3}{(0.1\mathrm{m})^2}=0.06\mathrm{m}=6\mathrm{cm}$，
此时水深$h'=10\mathrm{cm}+6\mathrm{cm}=16\mathrm{cm}$，
水深的变化量$\Delta h=24\mathrm{cm}-16\mathrm{cm}=8\mathrm{cm}=0.08\mathrm{m}$，
水对容器底部压强的变化量$\Delta p=\rho_$水$g\Delta h=1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}×0.08\mathrm{m}=800\mathrm{Pa}$
解析
【分析】
1. 对于第(1)问：物体上表面与液面相平时，物体完全浸没在水中，排开水的体积等于物体自身的体积，先计算物体的体积，再利用阿基米德原理$F_浮=\rho_水gV_排$计算浮力。
2. 对于第(2)问：先根据水深、物体棱长和弹簧原长计算弹簧的伸长量，结合图乙得出弹簧的拉力；物体此时受到重力、浮力和弹簧的拉力，受力平衡，即$F_浮=G+F_拉$，由此求出物体的重力，再根据$G=mg$求出质量，最后用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$计算物体的密度。
3. 对于第(3)问：弹簧处于自然状态时，物体漂浮，浮力等于重力，先求出此时物体排开水的体积，进而求出物体浸入水中的深度，再计算此时的水深，得到水深的变化量，最后利用液体压强公式$\Delta p=\rho_水g\Delta h$计算水对容器底部压强的变化量。
【解析】
(1) 物体的体积：
$V=(0.1\ \mathrm{m})^3=1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$
物体上表面与液面相平时，物体完全浸没在水中，$V_排=V=1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，根据阿基米德原理，物体受到的浮力：
$F_浮=\rho_水gV_排=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3=10\ \mathrm{N}$
(2) 弹簧的伸长量：
$\Delta L=24\ \mathrm{cm}-10\ \mathrm{cm}-10\ \mathrm{cm}=4\ \mathrm{cm}$
由图乙可知，此时弹簧受到的拉力$F=4\ \mathrm{N}$
物体受力平衡，$F_浮=G+F$，则物体的重力：
$G=F_浮-F=10\ \mathrm{N}-4\ \mathrm{N}=6\ \mathrm{N}$
物体的质量：
$m=\frac{G}{g}=\frac{6\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.6\ \mathrm{kg}$
物体的密度：
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.6\ \mathrm{kg}}{1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3}=0.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
(3) 当弹簧处于自然状态时，物体漂浮，$F_浮'=G=6\ \mathrm{N}$
由$F_浮'=\rho_水gV_排'$可得，此时物体排开水的体积：
$V_排'=\frac{F_浮'}{\rho_水g}=\frac{6\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=6×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$
物体浸入水中的深度：
$h_浸=\frac{V_排'}{S}=\frac{6×10^{-4}\ \mathrm{m}^3}{(0.1\ \mathrm{m})^2}=0.06\ \mathrm{m}=6\ \mathrm{cm}$
此时水深：
$h'=10\ \mathrm{cm}+6\ \mathrm{cm}=16\ \mathrm{cm}$
水深的变化量：
$\Delta h=24\ \mathrm{cm}-16\ \mathrm{cm}=8\ \mathrm{cm}=0.08\ \mathrm{m}$
水对容器底部压强的变化量：
$\Delta p=\rho_水g\Delta h=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.08\ \mathrm{m}=800\ \mathrm{Pa}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{10\ \mathrm{N}}$
(2) $\boldsymbol{0.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3}$
(3) $\boldsymbol{800\ \mathrm{Pa}}$
【知识点】
阿基米德原理、受力平衡分析、液体压强计算
【点评】
本题综合考查了阿基米德原理、受力平衡以及液体压强的计算，需要结合弹簧的受力图像分析物体的受力情况，对学生的综合分析能力和公式运用能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
1. 对于第(1)问：物体上表面与液面相平时，物体完全浸没在水中，排开水的体积等于物体自身的体积，先计算物体的体积，再利用阿基米德原理$F_浮=\rho_水gV_排$计算浮力。
2. 对于第(2)问：先根据水深、物体棱长和弹簧原长计算弹簧的伸长量，结合图乙得出弹簧的拉力；物体此时受到重力、浮力和弹簧的拉力，受力平衡，即$F_浮=G+F_拉$，由此求出物体的重力，再根据$G=mg$求出质量，最后用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$计算物体的密度。
3. 对于第(3)问：弹簧处于自然状态时，物体漂浮，浮力等于重力，先求出此时物体排开水的体积，进而求出物体浸入水中的深度，再计算此时的水深，得到水深的变化量，最后利用液体压强公式$\Delta p=\rho_水g\Delta h$计算水对容器底部压强的变化量。
【解析】
(1) 物体的体积：
$V=(0.1\ \mathrm{m})^3=1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$
物体上表面与液面相平时，物体完全浸没在水中，$V_排=V=1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，根据阿基米德原理，物体受到的浮力：
$F_浮=\rho_水gV_排=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3=10\ \mathrm{N}$
(2) 弹簧的伸长量：
$\Delta L=24\ \mathrm{cm}-10\ \mathrm{cm}-10\ \mathrm{cm}=4\ \mathrm{cm}$
由图乙可知，此时弹簧受到的拉力$F=4\ \mathrm{N}$
物体受力平衡，$F_浮=G+F$，则物体的重力：
$G=F_浮-F=10\ \mathrm{N}-4\ \mathrm{N}=6\ \mathrm{N}$
物体的质量：
$m=\frac{G}{g}=\frac{6\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.6\ \mathrm{kg}$
物体的密度：
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.6\ \mathrm{kg}}{1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3}=0.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
(3) 当弹簧处于自然状态时，物体漂浮，$F_浮'=G=6\ \mathrm{N}$
由$F_浮'=\rho_水gV_排'$可得，此时物体排开水的体积：
$V_排'=\frac{F_浮'}{\rho_水g}=\frac{6\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=6×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$
物体浸入水中的深度：
$h_浸=\frac{V_排'}{S}=\frac{6×10^{-4}\ \mathrm{m}^3}{(0.1\ \mathrm{m})^2}=0.06\ \mathrm{m}=6\ \mathrm{cm}$
此时水深：
$h'=10\ \mathrm{cm}+6\ \mathrm{cm}=16\ \mathrm{cm}$
水深的变化量：
$\Delta h=24\ \mathrm{cm}-16\ \mathrm{cm}=8\ \mathrm{cm}=0.08\ \mathrm{m}$
水对容器底部压强的变化量：
$\Delta p=\rho_水g\Delta h=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.08\ \mathrm{m}=800\ \mathrm{Pa}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{10\ \mathrm{N}}$
(2) $\boldsymbol{0.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3}$
(3) $\boldsymbol{800\ \mathrm{Pa}}$
【知识点】
阿基米德原理、受力平衡分析、液体压强计算
【点评】
本题综合考查了阿基米德原理、受力平衡以及液体压强的计算，需要结合弹簧的受力图像分析物体的受力情况，对学生的综合分析能力和公式运用能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
