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15. 小富所做的探究浮力的大小与哪些因素有关的实验，如图10.1 - 21所示，其中乙、丙、丁中烧杯内的液体为水，戊、己中烧杯内的液体是盐水；丙、戊、己中物体上表面距液面的高度相同。他按照从左到右的顺序依次实验，请回答下列问题：
(1)物体完全浸入在水中受到的浮力为
(2)由甲、乙、丙可知物体在液体中所受浮力的大小跟物体
(3)由甲、丙、
(4)己烧杯中的盐水密度比戊烧杯中的盐水密度
(5)由甲、丙、丁可得结论：
(6)图10.1 - 22中能正确反映弹簧测力计示数$F$和物体下表面到水面距离$h$关系的图像是
(1)物体完全浸入在水中受到的浮力为
2
N。(2)由甲、乙、丙可知物体在液体中所受浮力的大小跟物体
浸入液体的体积
有关。(3)由甲、丙、
戊或己
可知，物体在液体中所受浮力的大小还跟液体密度
有关，针对此问设计实验数据记录表格。(4)己烧杯中的盐水密度比戊烧杯中的盐水密度
大
(选填“大”或“小”)。(5)由甲、丙、丁可得结论：
浮力大小
与浸没深度
无关。(6)图10.1 - 22中能正确反映弹簧测力计示数$F$和物体下表面到水面距离$h$关系的图像是
B
。(填字母)答案
15.（1）2 （2）浸入液体的体积 （3）戊或己 液体密度 如表格所示
|$\rho_{液}/(g· cm^{-3})$| |
|----|----|
|$G/N$| |
|$F/N$| |
|$F_{浮}/N$| |
（4）大 （5）浮力大小 浸没深度（6）B
|$\rho_{液}/(g· cm^{-3})$| |
|----|----|
|$G/N$| |
|$F/N$| |
|$F_{浮}/N$| |
（4）大 （5）浮力大小 浸没深度（6）B
解析
【分析】
1. 第(1)问：根据称重法测浮力，浮力等于物体重力减去完全浸没时弹簧测力计的拉力。观察甲图可知物体重力，丙或丁图是物体完全浸没在水中时的拉力，代入公式即可算出浮力。
2. 第(2)问：甲、乙、丙实验中，液体都是水（密度相同），物体浸入液体的体积不同，弹簧测力计示数不同，说明浮力不同，由此判断浮力与浸入液体体积的关系。
3. 第(3)问：探究浮力与液体密度的关系，需控制物体浸入液体的体积相同，改变液体密度。甲、丙、戊（或己）满足此条件，丙、戊、己中物体上表面距液面高度相同，说明浸入体积相同，液体分别是水和盐水，密度不同。实验表格需包含液体密度、物体重力、测力计示数、浮力这几个关键物理量。
4. 第(4)问：戊和己中物体浸入体积相同，己中弹簧测力计示数更小，说明浮力更大。根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，$V_{排}$相同时，浮力越大，液体密度越大。
5. 第(5)问：甲、丙、丁中物体完全浸没在水中，浸没深度不同，但弹簧测力计示数相同，说明浮力相同，由此得出浮力与浸没深度的关系。
6. 第(6)问：分析弹簧测力计示数$F$与物体下表面到水面距离$h$的变化：$h=0$时，$F$等于物体重力；随着$h$增大，物体浸入水中，排开体积增大，浮力增大，$F$减小；完全浸没后，$h$再增大，排开体积不变，浮力不变，$F$保持恒定，据此匹配图像。
【解析】
(1) 由图甲可知物体重力$G=4N$，图丙中物体完全浸没在水中时弹簧测力计示数$F=2N$，根据称重法测浮力：$F_{浮}=G-F=4N-2N=2N$。
(2) 甲、乙、丙实验中，液体密度相同，物体浸入液体的体积逐渐增大，弹簧测力计示数逐渐减小，浮力逐渐增大，说明物体在液体中所受浮力的大小跟物体浸入液体的体积有关。
(3) 要探究浮力与液体密度的关系，需控制物体浸入液体的体积相同，改变液体密度，因此选择甲、丙、戊（或己）实验，可知浮力大小与液体密度有关。实验数据记录表格如下：
|$\rho_{液}/(g· cm^{-3})$| |
|----|----|
|$G/N$| |
|$F/N$| |
|$F_{浮}/N$| |
(4) 戊、己中物体浸入盐水的体积相同，己中弹簧测力计示数更小，根据$F_{浮}=G-F$可知己中物体受到的浮力更大，由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知，$V_{排}$相同时，浮力越大，液体密度越大，所以己烧杯中的盐水密度比戊烧杯中的大。
(5) 甲、丙、丁中物体完全浸没在水中，浸没深度不同，但弹簧测力计示数相同，浮力相同，可得结论：浮力大小与浸没深度无关。
(6) 当$h=0$时，弹簧测力计示数$F$等于物体重力；随着$h$增大，物体浸入水中，排开体积增大，浮力增大，$F$减小；完全浸没后，$h$继续增大，排开体积不变，浮力不变，$F$保持恒定，符合此规律的是图像B。
【答案】
(1) $\boldsymbol{2}$
(2) $\boldsymbol{浸入液体的体积}$
(3) $\boldsymbol{戊或己}$；$\boldsymbol{液体密度}$；表格如下：
|$\rho_{液}/(g· cm^{-3})$| |
|----|----|
|$G/N$| |
|$F/N$| |
|$F_{浮}/N$| |
(4) $\boldsymbol{大}$
(5) $\boldsymbol{浮力大小}$；$\boldsymbol{浸没深度}$
(6) $\boldsymbol{B}$
【知识点】
称重法测浮力；阿基米德原理；浮力的影响因素
【点评】
本题通过控制变量法全面探究浮力的影响因素，涵盖了浮力与排开液体体积、液体密度、浸没深度的关系，是浮力探究实验的典型题型，需要熟练掌握控制变量法的应用和阿基米德原理的理解，有助于加深对浮力规律的认识。
【难度系数】
$\boldsymbol{0.6}$
1. 第(1)问：根据称重法测浮力，浮力等于物体重力减去完全浸没时弹簧测力计的拉力。观察甲图可知物体重力，丙或丁图是物体完全浸没在水中时的拉力，代入公式即可算出浮力。
2. 第(2)问：甲、乙、丙实验中，液体都是水（密度相同），物体浸入液体的体积不同，弹簧测力计示数不同，说明浮力不同，由此判断浮力与浸入液体体积的关系。
3. 第(3)问：探究浮力与液体密度的关系，需控制物体浸入液体的体积相同，改变液体密度。甲、丙、戊（或己）满足此条件，丙、戊、己中物体上表面距液面高度相同，说明浸入体积相同，液体分别是水和盐水，密度不同。实验表格需包含液体密度、物体重力、测力计示数、浮力这几个关键物理量。
4. 第(4)问：戊和己中物体浸入体积相同，己中弹簧测力计示数更小，说明浮力更大。根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，$V_{排}$相同时，浮力越大，液体密度越大。
5. 第(5)问：甲、丙、丁中物体完全浸没在水中，浸没深度不同，但弹簧测力计示数相同，说明浮力相同，由此得出浮力与浸没深度的关系。
6. 第(6)问：分析弹簧测力计示数$F$与物体下表面到水面距离$h$的变化：$h=0$时，$F$等于物体重力；随着$h$增大，物体浸入水中，排开体积增大，浮力增大，$F$减小；完全浸没后，$h$再增大，排开体积不变，浮力不变，$F$保持恒定，据此匹配图像。
【解析】
(1) 由图甲可知物体重力$G=4N$，图丙中物体完全浸没在水中时弹簧测力计示数$F=2N$，根据称重法测浮力：$F_{浮}=G-F=4N-2N=2N$。
(2) 甲、乙、丙实验中，液体密度相同，物体浸入液体的体积逐渐增大，弹簧测力计示数逐渐减小，浮力逐渐增大，说明物体在液体中所受浮力的大小跟物体浸入液体的体积有关。
(3) 要探究浮力与液体密度的关系，需控制物体浸入液体的体积相同，改变液体密度，因此选择甲、丙、戊（或己）实验，可知浮力大小与液体密度有关。实验数据记录表格如下：
|$\rho_{液}/(g· cm^{-3})$| |
|----|----|
|$G/N$| |
|$F/N$| |
|$F_{浮}/N$| |
(4) 戊、己中物体浸入盐水的体积相同，己中弹簧测力计示数更小，根据$F_{浮}=G-F$可知己中物体受到的浮力更大，由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知，$V_{排}$相同时，浮力越大，液体密度越大，所以己烧杯中的盐水密度比戊烧杯中的大。
(5) 甲、丙、丁中物体完全浸没在水中，浸没深度不同，但弹簧测力计示数相同，浮力相同，可得结论：浮力大小与浸没深度无关。
(6) 当$h=0$时，弹簧测力计示数$F$等于物体重力；随着$h$增大，物体浸入水中，排开体积增大，浮力增大，$F$减小；完全浸没后，$h$继续增大，排开体积不变，浮力不变，$F$保持恒定，符合此规律的是图像B。
【答案】
(1) $\boldsymbol{2}$
(2) $\boldsymbol{浸入液体的体积}$
(3) $\boldsymbol{戊或己}$；$\boldsymbol{液体密度}$；表格如下：
|$\rho_{液}/(g· cm^{-3})$| |
|----|----|
|$G/N$| |
|$F/N$| |
|$F_{浮}/N$| |
(4) $\boldsymbol{大}$
(5) $\boldsymbol{浮力大小}$；$\boldsymbol{浸没深度}$
(6) $\boldsymbol{B}$
【知识点】
称重法测浮力；阿基米德原理；浮力的影响因素
【点评】
本题通过控制变量法全面探究浮力的影响因素，涵盖了浮力与排开液体体积、液体密度、浸没深度的关系，是浮力探究实验的典型题型，需要熟练掌握控制变量法的应用和阿基米德原理的理解，有助于加深对浮力规律的认识。
【难度系数】
$\boldsymbol{0.6}$
