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7.三根相同的轻质弹簧，一端固定在容器底部，另一端分别与三个体积相同的实心球相连。向容器内倒入某种液体，待液体和球都稳定后，观察到如图所示情况，乙球下方的弹簧长度等于原长。
(1)这三个球受到的浮力大小关系是（填字母）。
A. $F_甲 ＜ F_乙 ＜ F_丙$
B. $F_甲 ＞ F_乙 ＞ F_丙$
C. $F_甲 = F_乙 = F_丙$
(2)这三个球的密度大小关系是（填字母）。
A. $\rho_甲 ＜ \rho_乙 ＜ \rho_丙$
B. $\rho_甲 ＞ \rho_乙 ＞ \rho_丙$
C. $\rho_甲 = \rho_乙 = \rho_丙$
(3)其中（选填“甲”“乙”或“丙”）球的密度与该种液体密度相同。
(1)这三个球受到的浮力大小关系是（填字母）。
A. $F_甲 ＜ F_乙 ＜ F_丙$
B. $F_甲 ＞ F_乙 ＞ F_丙$
C. $F_甲 = F_乙 = F_丙$
(2)这三个球的密度大小关系是（填字母）。
A. $\rho_甲 ＜ \rho_乙 ＜ \rho_丙$
B. $\rho_甲 ＞ \rho_乙 ＞ \rho_丙$
C. $\rho_甲 = \rho_乙 = \rho_丙$
(3)其中（选填“甲”“乙”或“丙”）球的密度与该种液体密度相同。
答案
(1) $\boldsymbol{C}$ (2) $\boldsymbol{A}$ (3) $\boldsymbol{乙}$
解析
解：
(1) 三个实心球体积相同，全部浸没在同种液体中，排开液体的体积相等，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，可得三个球受到的浮力大小相等，即$F_甲=F_乙=F_丙$，故选C。
(2) 由题意可知乙球下方弹簧长度等于原长，弹簧对乙球无作用力，乙球受力平衡，满足$F_浮=G_乙$；
甲球下方弹簧被拉长，弹簧对甲球施加向下的拉力，受力关系为$F_浮=G_甲+F_{拉}$，可得$G_甲＜F_浮$；
丙球下方弹簧被压缩，弹簧对丙球施加向上的支持力，受力关系为$F_浮+F_{支}=G_丙$，可得$G_丙＞F_浮$；
因此三个球的重力关系为$G_甲＜G_乙＜G_丙$，根据重力公式$G=\rho Vg$，三个球体积相同，可得密度关系为$\rho_甲＜\rho_乙＜\rho_丙$，故选A。
(3) 乙球满足$F_浮=G_乙$，代入阿基米德原理和重力公式得$\rho_{液}gV_{排}=\rho_乙gV$，由于乙球完全浸没$V_{排}=V$，因此$\rho_乙=\rho_{液}$，即乙球的密度与该种液体密度相同。
(1) 三个实心球体积相同，全部浸没在同种液体中，排开液体的体积相等，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，可得三个球受到的浮力大小相等，即$F_甲=F_乙=F_丙$，故选C。
(2) 由题意可知乙球下方弹簧长度等于原长，弹簧对乙球无作用力，乙球受力平衡，满足$F_浮=G_乙$；
甲球下方弹簧被拉长，弹簧对甲球施加向下的拉力，受力关系为$F_浮=G_甲+F_{拉}$，可得$G_甲＜F_浮$；
丙球下方弹簧被压缩，弹簧对丙球施加向上的支持力，受力关系为$F_浮+F_{支}=G_丙$，可得$G_丙＞F_浮$；
因此三个球的重力关系为$G_甲＜G_乙＜G_丙$，根据重力公式$G=\rho Vg$，三个球体积相同，可得密度关系为$\rho_甲＜\rho_乙＜\rho_丙$，故选A。
(3) 乙球满足$F_浮=G_乙$，代入阿基米德原理和重力公式得$\rho_{液}gV_{排}=\rho_乙gV$，由于乙球完全浸没$V_{排}=V$，因此$\rho_乙=\rho_{液}$，即乙球的密度与该种液体密度相同。
8.我国自行设计的水下滑翔机“海翼”，其外形设计成流线型是为了减小阻力。“海翼”外围配备油囊装置，需要上浮时，油囊会鼓起来，从而使得排开水的体积（选填“增大”“减小”或“不变”），受到的浮力（选填“＞”“＜”或“=”）重力。“海翼”实现浮沉的原理与传统潜水艇浮沉的原理（选填“相同”或“不同”）。
答案
解：
油囊鼓起来时，排开水的体积增大；
物体上浮的条件为浮力大于重力，因此此时“海翼”受到的浮力＞重力；
传统潜水艇通过改变自身重力实现浮沉，“海翼”通过改变排开水的体积改变浮力大小实现浮沉，二者浮沉的原理不同。
答案依次填写：增大；＞；不同。
油囊鼓起来时，排开水的体积增大；
物体上浮的条件为浮力大于重力，因此此时“海翼”受到的浮力＞重力；
传统潜水艇通过改变自身重力实现浮沉，“海翼”通过改变排开水的体积改变浮力大小实现浮沉，二者浮沉的原理不同。
答案依次填写：增大；＞；不同。
9.小明自制了一个简易实用的“救生圈”，用一个三通塑料管将3个大号空塑料瓶固定，如图所示。已知每个空塑料瓶的体积是2 L，则此“救生圈”全部浸没在水中时所受浮力为N(忽略三通管和绳子的体积，g取10 N/kg)，扔到水中救人时，人和“救生圈”漂浮在水面上所受的总浮力(选填“大于”“等于”或“小于”)总重力。若在该“救生圈”上固定更多的空塑料瓶，使用时可救起体重(选填“更大”或“更小”)的人。
答案
解：
救生圈全部浸没时，排开水的总体积：
$V_{\mathrm{排}}=3×2\ \mathrm{L}=6\ \mathrm{L}=6×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$
由阿基米德原理可得所受浮力：
$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×6×10^{-3}\ \mathrm{m}^3=60\ \mathrm{N}$
根据漂浮的受力平衡条件，人和“救生圈”漂浮在水面上时，总浮力等于总重力。
固定更多空塑料瓶后，救生圈可排开的水的最大体积增大，能提供的最大浮力更大，因此使用时可救起体重更大的人。
答案依次为：$\boldsymbol{60}$；$\boldsymbol{等于}$；$\boldsymbol{更大}$。
救生圈全部浸没时，排开水的总体积：
$V_{\mathrm{排}}=3×2\ \mathrm{L}=6\ \mathrm{L}=6×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$
由阿基米德原理可得所受浮力：
$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×6×10^{-3}\ \mathrm{m}^3=60\ \mathrm{N}$
根据漂浮的受力平衡条件，人和“救生圈”漂浮在水面上时，总浮力等于总重力。
固定更多空塑料瓶后，救生圈可排开的水的最大体积增大，能提供的最大浮力更大，因此使用时可救起体重更大的人。
答案依次为：$\boldsymbol{60}$；$\boldsymbol{等于}$；$\boldsymbol{更大}$。
10.海中断崖是指海水上层密度大，下层密度小形成的密度跃层。潜艇在水下航行到海中断崖，会急剧掉向海底，发生“掉深”事故。以下分析正确的是 （）
A.潜艇遭遇“海中断崖”前后所受的浮力不变
B.向潜艇中的水舱充气，可以增大潜艇受到的浮力
C.向潜艇中的水舱充气，可以减小潜艇的重力
D.下沉中的潜艇所受的浮力大于重力，就可以马上上浮
A.潜艇遭遇“海中断崖”前后所受的浮力不变
B.向潜艇中的水舱充气，可以增大潜艇受到的浮力
C.向潜艇中的水舱充气，可以减小潜艇的重力
D.下沉中的潜艇所受的浮力大于重力，就可以马上上浮
答案
C
解析
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$分析：
1. 潜艇遭遇海中断崖后，海水密度变小，潜艇排开海水的体积不变，因此浮力变小，A错误。
2. 向潜艇水舱充气，会将水舱内的水排出，潜艇排开海水的体积和海水密度均不变，所以浮力不变，B错误。
3. 向水舱充气排出水舱内的水，潜艇自身的总重力减小，C正确。
4. 下沉中的潜艇，即使浮力大于重力，由于潜艇具有惯性，仍会继续向下运动一段距离，无法马上上浮，D错误。
1. 潜艇遭遇海中断崖后，海水密度变小，潜艇排开海水的体积不变，因此浮力变小，A错误。
2. 向潜艇水舱充气，会将水舱内的水排出，潜艇排开海水的体积和海水密度均不变，所以浮力不变，B错误。
3. 向水舱充气排出水舱内的水，潜艇自身的总重力减小，C正确。
4. 下沉中的潜艇，即使浮力大于重力，由于潜艇具有惯性，仍会继续向下运动一段距离，无法马上上浮，D错误。
11.[科学探究]某学习小组同学制作“浮漂器”，成功地验证了阿基米德原理。
【选材制作】选取溢水杯、泡沫块、托盘和粗铁丝、细铁丝等材料制作成“浮漂器”，其支撑杆由粗铁丝制成，下托盘由细铁丝制成。
【验证步骤】
①将“浮漂器”置于装有适量水的溢水杯中，取一小石块放在上托盘中，在支撑杆上标出水位刻度线。
②将小石块改放在下托盘，往上托盘加砝码，同时用空烧杯接收溢出的水，直到水位刻度线与水面相平。
③取下砝码，把烧杯中的水全部倒入上托盘。
【结果分析】
由步骤①②得出石块所受浮力$ F_{浮}=G_{砝码} $，由步骤②③得出烧杯中水的重力$ G_{排}=G_{砝码} $。因此，$ F_{浮}=G_{排} $，即石块所受浮力等于其所排开的水受到的重力，从而验证了阿基米德原理。
(1)泡沫块是制作“浮漂器”的关键要素之一。确定泡沫块高度应考虑的因素有（填字母）。
A. 支撑杆的高度 B. 托盘的质量
C. 溢水杯的质量 D. 泡沫块的密度
E. 液体的密度
(2)步骤①中将“浮漂器”置于溢水杯中，判断杯中水为“适量”的依据是。
(3)分析步骤②③，该组同学得出：烧杯中所收集水的重力＝砝码的总重力，即$ G_{排}=G_{砝码} $。推测其在步骤③中观察到的现象为。
(4)有同学认为，往上托盘“加砝码”的操作存在缺陷，改进方法有（写出一种）。
【选材制作】选取溢水杯、泡沫块、托盘和粗铁丝、细铁丝等材料制作成“浮漂器”，其支撑杆由粗铁丝制成，下托盘由细铁丝制成。
【验证步骤】
①将“浮漂器”置于装有适量水的溢水杯中，取一小石块放在上托盘中，在支撑杆上标出水位刻度线。
②将小石块改放在下托盘，往上托盘加砝码，同时用空烧杯接收溢出的水，直到水位刻度线与水面相平。
③取下砝码，把烧杯中的水全部倒入上托盘。
【结果分析】
由步骤①②得出石块所受浮力$ F_{浮}=G_{砝码} $，由步骤②③得出烧杯中水的重力$ G_{排}=G_{砝码} $。因此，$ F_{浮}=G_{排} $，即石块所受浮力等于其所排开的水受到的重力，从而验证了阿基米德原理。
(1)泡沫块是制作“浮漂器”的关键要素之一。确定泡沫块高度应考虑的因素有（填字母）。
A. 支撑杆的高度 B. 托盘的质量
C. 溢水杯的质量 D. 泡沫块的密度
E. 液体的密度
(2)步骤①中将“浮漂器”置于溢水杯中，判断杯中水为“适量”的依据是。
(3)分析步骤②③，该组同学得出：烧杯中所收集水的重力＝砝码的总重力，即$ G_{排}=G_{砝码} $。推测其在步骤③中观察到的现象为。
(4)有同学认为，往上托盘“加砝码”的操作存在缺陷，改进方法有（写出一种）。
答案
解：
(1) BDE
(2) 将浮漂器和上托盘中的小石块放入溢水杯后，水面恰好与溢水杯的溢口相平，且没有水溢出
(3) 水位刻度线仍与水面保持相平
(4) 将砝码换成细沙，通过增减细沙的质量进行调节，直到水位刻度线与水面恰好相平（合理即可）
(1) BDE
(2) 将浮漂器和上托盘中的小石块放入溢水杯后，水面恰好与溢水杯的溢口相平，且没有水溢出
(3) 水位刻度线仍与水面保持相平
(4) 将砝码换成细沙，通过增减细沙的质量进行调节，直到水位刻度线与水面恰好相平（合理即可）
