19. 小李同学在探究“影响浮力大小的因素”时，依次做了如图甲所示的实验。

观察并分别比较图甲中的有关数据可知：
(1)当物体浸没在水中时，受到的浮力为N。
(2)分析图甲中A、C、D可得，物体在液体中所受浮力的大小与有关。
(3)物体从接触水面开始，到浸没于水中，直至浸到更深位置(未触底)，图乙中能表示此过程中物体所受浮力F与浸入水中的深度h关系的图像是(选填“①”或“②”)。
(4)小李在实验中主要用到的科学探究方法是。
(5)物体完全浸没在酒精中时所受的浮力为N。
(6)小明同学又拿了一个不同材料制成的体积相同的物体，用弹簧测力计悬挂该物体并测出其重力为4 N，然后浸没在酒精中，此时弹簧测力计的示数为3.2 N，这表明物体所受浮力的大小与物体的密度(选填“有关”或“无关”)。

19.(1)1.0
(2)液体的密度
(3)②
(4)控制变量法
(5)0.8
(6)无关

【分析】
本题围绕探究浮力大小的影响因素展开，需结合称重法测浮力、控制变量法等知识解题：
1. 称重法测浮力：浮力等于物体重力减去物体浸在液体中时弹簧测力计的拉力；
2. 探究浮力影响因素时，采用控制变量法，即研究某一因素对浮力的影响时，控制其他因素不变；
3. 物体浸入液体时，未浸没前，排开液体体积随深度增大而增大，浮力随之增大；浸没后，排开液体体积不变，浮力保持不变；
4. 浮力大小由液体密度和排开液体体积决定，与物体自身密度无关。
【解析】
(1) 由图A可知，物体重力$ G = 4.8\ \mathrm{N} $；图C中物体浸没在水中时，弹簧测力计示数$ F_{\mathrm{拉}} = 3.2\ \mathrm{N} $，根据称重法，浮力$ F_{\mathrm{浮水}} = G - F_{\mathrm{拉}} = 4.8\ \mathrm{N} - 3.2\ \mathrm{N} = 1.0\ \mathrm{N} $。
(2) 对比图A、C、D：物体排开液体的体积相同，液体密度不同，弹簧测力计示数不同（即浮力不同），因此浮力大小与液体的密度有关。
(3) 物体从接触水面到浸没，排开水的体积逐渐增大，浮力逐渐变大；浸没后，排开水的体积不变，浮力不变，对应图乙中先上升后水平的图像②。
(4) 实验中探究浮力与多个因素的关系，每次只改变一个变量，控制其他变量不变，用到的科学探究方法是控制变量法。
(5) 图D中物体浸没在酒精中时，弹簧测力计示数$ F_{\mathrm{拉}}' = 3.4\ \mathrm{N} $，则浮力$ F_{\mathrm{浮酒}} = G - F_{\mathrm{拉}}' = 4.8\ \mathrm{N} - 3.4\ \mathrm{N} = 0.8\ \mathrm{N} $。
(6) 另一物体浸没在酒精中时，浮力$ F_{\mathrm{浮}}' = 4\ \mathrm{N} - 3.2\ \mathrm{N} = 0.8\ \mathrm{N} $，与原物体浸没在酒精中的浮力相同，且两物体体积相同，说明浮力大小与物体的密度无关。
【答案】
(1)1.0；(2)液体的密度；(3)②；(4)控制变量法；(5)0.8；(6)无关
【知识点】
浮力的计算；影响浮力大小的因素；控制变量法
【点评】
本题为浮力探究类基础题，重点考查称重法测浮力、控制变量法的应用，以及浮力与液体密度、排开体积的关系，是浮力章节的核心实验题型，需熟练掌握相关公式和实验逻辑。
【难度系数】
0.5

五、综合题(本题共2小题,第20题10分,第21题12分,共22分)
20. 如图甲所示,用水龙头往重为10 N的置于水平地面的容器中注水直到容器装满(容器上下两部分均是规则柱形),已知水龙头每秒注水100 cm³,水对容器底部的压强与时间的关系如图乙所示,忽略容器壁的厚度。($\rho_{水}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3,g$取10 N/kg)求:
(1)第42秒时水的深度;
(2)容器的底面积;
(3)第40秒时容器对水平地面的压强。

20.(1)由图乙可知,第42秒时水对容器底部的压强$p_1=1\ 500\ \mathrm{Pa}$,根据$p=\rho gh$可得第42秒时水的深度$h_1=\frac{p_1}{\rho_{水}g}=\frac{1\ 500\ \mathrm{Pa}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=0.15\ \mathrm{m}$。
(2)由乙可知,第36秒时容器下部较粗的部分已装满水,注水的体积$V=100\ \mathrm{cm^3/s}×36\ \mathrm{s}=3\ 600\ \mathrm{cm^3}$,水的深度$h_2=\frac{p_2}{\rho_{水}g}=\frac{900\ \mathrm{Pa}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=0.09\ \mathrm{m}=9\ \mathrm{cm}$,故容器的底面积$S=\frac{V}{h_2}=\frac{3\ 600\ \mathrm{cm^3}}{9\ \mathrm{cm}}=400\ \mathrm{cm^2}$。
(3)第40秒时水的体积$V'=100\ \mathrm{cm^3/s}×40\ \mathrm{s}=4\ 000\ \mathrm{cm^3}=4×10^{-3}\ \mathrm{m^3}$,水的质量$m=\rho_{水}V'=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×4×10^{-3}\ \mathrm{m^3}=4\ \mathrm{kg}$,水的重力$G=mg=4\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=40\ \mathrm{N}$。
故此时容器对水平地面的压力$F=G+G_{容}=40\ \mathrm{N}+10\ \mathrm{N}=50\ \mathrm{N}$,则容器对水平地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{50\ \mathrm{N}}{4×10^{-2}\ \mathrm{m^2}}=1\ 250\ \mathrm{Pa}$。

【分析】
要解决本题，需结合图乙的压强-时间图像分析容器结构（上下部分横截面积不同），利用液体压强公式、固体压强公式及注水体积与时间的关系逐步求解：首先从图像提取对应时间的压强，用液体压强公式算水深；再根据36秒的注水体积和对应水深求容器底面积；最后计算40秒时水和容器的总重力，结合底面积求容器对地面的压强。
【解析】
(1) 第42秒时，由图乙知水对容器底部的压强$p_1=1500\ \mathrm{Pa}$，根据液体压强公式$p=\rho gh$，得第42秒时水的深度：
$h_1=\frac{p_1}{\rho_{水}g}=\frac{1500\ \mathrm{Pa}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=0.15\ \mathrm{m}$。
(2) 第36秒时，由图乙知水对容器底部的压强$p_2=900\ \mathrm{Pa}$，此时容器下部已装满，注水体积$V=100\ \mathrm{cm^3/s}×36\ \mathrm{s}=3600\ \mathrm{cm^3}$；此时水的深度$h_2=\frac{p_2}{\rho_{水}g}=\frac{900\ \mathrm{Pa}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=0.09\ \mathrm{m}=9\ \mathrm{cm}$；容器的底面积$S=\frac{V}{h_2}=\frac{3600\ \mathrm{cm^3}}{9\ \mathrm{cm}}=400\ \mathrm{cm^2}=4×10^{-2}\ \mathrm{m^2}$。
(3) 第40秒时，水的体积$V'=100\ \mathrm{cm^3/s}×40\ \mathrm{s}=4000\ \mathrm{cm^3}=4×10^{-3}\ \mathrm{m^3}$；水的质量$m=\rho_{水}V'=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×4×10^{-3}\ \mathrm{m^3}=4\ \mathrm{kg}$；水的重力$G_{水}=mg=4\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=40\ \mathrm{N}$；容器对水平地面的压力$F=G_{水}+G_{容}=40\ \mathrm{N}+10\ \mathrm{N}=50\ \mathrm{N}$；容器对水平地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{50\ \mathrm{N}}{4×10^{-2}\ \mathrm{m^2}}=1250\ \mathrm{Pa}$。
【答案】
(1) $0.15\ \mathrm{m}$；(2) $400\ \mathrm{cm^2}$；(3) $1250\ \mathrm{Pa}$
【知识点】
液体压强计算、固体压强计算、密度与体积质量的关系
【点评】
本题为力学综合题，核心是结合压强-时间图像分析容器的注水阶段，区分上下部分横截面积，灵活应用压强公式和体积关系，考查学生的图像分析与公式应用能力，属于中等难度的力学题。
【难度系数】
0.5