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13.“三峡天下壮，请君乘船游。”如图为某游轮过三峡船闸的情景，该游轮满载时排水量为4050 t，吃水深度为2.5 m，则满载漂浮时，游轮受到的浮力是
（$\rho_{\mathrm{水}}=1.0× 10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$，$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$）
$4.05×10^7$
N，游轮底部受到水的压强为$2.5×10^4$
Pa；当游轮上的游客下船后，游轮相对于水面将上浮一些
（选填“上浮一些”“下沉一些”或“不变”）。（$\rho_{\mathrm{水}}=1.0× 10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$，$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$）
答案
13.$4.05×10^7$ $2.5×10^4$ 上浮一些
解析
【分析】
本题需结合阿基米德原理、液体压强公式和物体漂浮条件解题：首先，漂浮物体所受浮力等于排开液体的重力，可通过排水量计算浮力；液体压强利用公式$p=\rho gh$计算；当游客下船后，游轮总重力减小，仍满足漂浮条件，浮力等于重力，由此分析排开水的体积变化，判断游轮的浮沉状态。
【解析】
1. 计算满载时游轮受到的浮力：
根据阿基米德原理，漂浮物体的浮力等于排开液体的重力，即$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$。
已知排水量$m_{排}=4050\ \mathrm{t}=4050×10^3\ \mathrm{kg}$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，代入得：
$F_{浮}=4050×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=4.05×10^7\ \mathrm{N}$。
2. 计算游轮底部受到水的压强：
根据液体压强公式$p=\rho_{水}gh$，其中$\rho_{水}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，吃水深度$h=2.5\ \mathrm{m}$，代入得：
$p=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×2.5\ \mathrm{m}=2.5×10^4\ \mathrm{Pa}$。
3. 分析游轮的浮沉变化：
游轮始终漂浮，浮力等于总重力。游客下船后，游轮总重力减小，因此受到的浮力减小；由$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$可知，水的密度不变，浮力减小则排开水的体积$V_{排}$减小，所以游轮相对于水面将上浮一些。
【答案】
$4.05×10^7$；$2.5×10^4$；上浮一些
【知识点】
浮力计算；液体压强；物体浮沉条件
【点评】
本题结合生活中的游轮场景，考查浮力、液体压强的基础应用，以及漂浮条件的灵活分析，知识点为初中物理核心基础内容，难度适中，学生需掌握公式并能结合受力变化分析问题。
【难度系数】
0.7
本题需结合阿基米德原理、液体压强公式和物体漂浮条件解题：首先，漂浮物体所受浮力等于排开液体的重力，可通过排水量计算浮力；液体压强利用公式$p=\rho gh$计算；当游客下船后，游轮总重力减小，仍满足漂浮条件，浮力等于重力，由此分析排开水的体积变化，判断游轮的浮沉状态。
【解析】
1. 计算满载时游轮受到的浮力：
根据阿基米德原理，漂浮物体的浮力等于排开液体的重力，即$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$。
已知排水量$m_{排}=4050\ \mathrm{t}=4050×10^3\ \mathrm{kg}$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，代入得：
$F_{浮}=4050×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=4.05×10^7\ \mathrm{N}$。
2. 计算游轮底部受到水的压强：
根据液体压强公式$p=\rho_{水}gh$，其中$\rho_{水}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，吃水深度$h=2.5\ \mathrm{m}$，代入得：
$p=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×2.5\ \mathrm{m}=2.5×10^4\ \mathrm{Pa}$。
3. 分析游轮的浮沉变化：
游轮始终漂浮，浮力等于总重力。游客下船后，游轮总重力减小，因此受到的浮力减小；由$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$可知，水的密度不变，浮力减小则排开水的体积$V_{排}$减小，所以游轮相对于水面将上浮一些。
【答案】
$4.05×10^7$；$2.5×10^4$；上浮一些
【知识点】
浮力计算；液体压强；物体浮沉条件
【点评】
本题结合生活中的游轮场景，考查浮力、液体压强的基础应用，以及漂浮条件的灵活分析，知识点为初中物理核心基础内容，难度适中，学生需掌握公式并能结合受力变化分析问题。
【难度系数】
0.7
14.将一棱长是10 cm的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大烧杯内。待木块静止时，从杯中溢出600 g水，
。则木块受到的浮力为
。则木块受到的浮力为6
N，排开水的体积为$6×10^{-4}$
m³（计算时g取10 N/kg）。答案
14.6 $6×10^{-4}$
解析
【分析】
本题考查阿基米德原理和密度公式的应用，解题思路：①根据阿基米德原理，物体所受浮力等于排开液体的重力，利用排开水的质量计算浮力；②根据密度公式变形，由排开水的质量和水的密度计算排开水的体积。
【解析】
1. 计算木块受到的浮力：
根据阿基米德原理，浸在液体中的物体受到的浮力等于排开液体的重力，即 $ F_{浮}=G_{排}=m_{排}g $。
已知排开水的质量 $ m_{排}=600\ \mathrm{g}=0.6\ \mathrm{kg} $，$ g=10\ \mathrm{N/kg} $，代入得：
$ F_{浮}=0.6\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6\ \mathrm{N} $。
2. 计算排开水的体积：
根据密度公式 $ \rho=\frac{m}{V} $，变形得排开水的体积 $ V_{排}=\frac{m_{排}}{\rho_{水}} $。
水的密度 $ \rho_{水}=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 $，代入得：
$ V_{排}=\frac{0.6\ \mathrm{kg}}{1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3}=6×10^{-4}\ \mathrm{m}^3 $。
【答案】
6；$ 6×10^{-4} $
【知识点】
阿基米德原理、密度公式应用
【点评】
本题是浮力部分的基础计算题，直接考查阿基米德原理和密度公式的基本应用，属于学生需掌握的基础题型，只要牢记相关公式即可顺利解答。
【难度系数】
0.7
本题考查阿基米德原理和密度公式的应用，解题思路：①根据阿基米德原理，物体所受浮力等于排开液体的重力，利用排开水的质量计算浮力；②根据密度公式变形，由排开水的质量和水的密度计算排开水的体积。
【解析】
1. 计算木块受到的浮力：
根据阿基米德原理，浸在液体中的物体受到的浮力等于排开液体的重力，即 $ F_{浮}=G_{排}=m_{排}g $。
已知排开水的质量 $ m_{排}=600\ \mathrm{g}=0.6\ \mathrm{kg} $，$ g=10\ \mathrm{N/kg} $，代入得：
$ F_{浮}=0.6\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6\ \mathrm{N} $。
2. 计算排开水的体积：
根据密度公式 $ \rho=\frac{m}{V} $，变形得排开水的体积 $ V_{排}=\frac{m_{排}}{\rho_{水}} $。
水的密度 $ \rho_{水}=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 $，代入得：
$ V_{排}=\frac{0.6\ \mathrm{kg}}{1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3}=6×10^{-4}\ \mathrm{m}^3 $。
【答案】
6；$ 6×10^{-4} $
【知识点】
阿基米德原理、密度公式应用
【点评】
本题是浮力部分的基础计算题，直接考查阿基米德原理和密度公式的基本应用，属于学生需掌握的基础题型，只要牢记相关公式即可顺利解答。
【难度系数】
0.7
15.水下飞天洛神舞《祈》深受观众好评，如图
所示，当演员从水中向水面“飞行”，但未露出水面的过程中，她所受水的压强
所示，当演员从水中向水面“飞行”，但未露出水面的过程中，她所受水的压强变小
，浮力不变
（前两空均选填“变大”“不变”或“变小”）；若她潜在水中时，排开水的体积约为60 dm³，则她在水中所受浮力为600
N。（$\rho_{\mathrm{水}} = 1.0 × 10^3 \mathrm{ kg/m}^3$，g取10 N/kg）答案
15.变小 不变 600
解析
【分析】要解决本题，需分三部分分析：1. 分析未露出水面时演员所受水的压强变化：根据液体压强公式，演员向水面运动时所处深度减小，结合公式判断压强变化；2. 分析浮力变化：演员未露出水面时排开水的体积不变，根据阿基米德原理判断浮力变化；3. 计算浮力时，先统一单位，再代入阿基米德原理公式计算具体数值。
【解析】
1. 压强分析：根据液体压强公式 $ p = \rho_{\mathrm{水}}gh $，演员未露出水面时，向水面运动，所处深度 $ h $ 减小，水的密度 $ \rho_{\mathrm{水}} $ 和 $ g $ 为定值，因此所受水的压强变小；
2. 浮力分析：演员未露出水面，排开水的体积 $ V_{\mathrm{排}} $ 等于自身的体积，保持不变，根据阿基米德原理 $ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}} $，$ \rho_{\mathrm{水}} $、$ g $、$ V_{\mathrm{排}} $ 均不变，所以浮力不变；
3. 浮力计算：先转换单位，$ V_{\mathrm{排}} = 60\ \mathrm{dm}^3 = 0.06\ \mathrm{m}^3 $，代入公式得：
$ F_{\mathrm{浮}} = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 0.06\ \mathrm{m}^3 = 600\ \mathrm{N} $。
【答案】变小；不变；600
【知识点】液体压强、浮力（阿基米德原理）
【点评】本题考查液体压强和浮力的基础应用，需掌握液体压强公式与阿基米德原理，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】0.6
【解析】
1. 压强分析：根据液体压强公式 $ p = \rho_{\mathrm{水}}gh $，演员未露出水面时，向水面运动，所处深度 $ h $ 减小，水的密度 $ \rho_{\mathrm{水}} $ 和 $ g $ 为定值，因此所受水的压强变小；
2. 浮力分析：演员未露出水面，排开水的体积 $ V_{\mathrm{排}} $ 等于自身的体积，保持不变，根据阿基米德原理 $ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}} $，$ \rho_{\mathrm{水}} $、$ g $、$ V_{\mathrm{排}} $ 均不变，所以浮力不变；
3. 浮力计算：先转换单位，$ V_{\mathrm{排}} = 60\ \mathrm{dm}^3 = 0.06\ \mathrm{m}^3 $，代入公式得：
$ F_{\mathrm{浮}} = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 0.06\ \mathrm{m}^3 = 600\ \mathrm{N} $。
【答案】变小；不变；600
【知识点】液体压强、浮力（阿基米德原理）
【点评】本题考查液体压强和浮力的基础应用，需掌握液体压强公式与阿基米德原理，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】0.6
16. 如图所示是用体积为 $100\ \mathrm{cm}^3$ 的硬塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等制作的潜艇模型，该装置悬浮时，其受到的浮力约为
1
N。为使潜艇下沉，则必须从进、排气管处 吸气
（选填“吸气”或“吹气”），潜艇在此过程中受到的浮力方向是 竖直向上
。（$\rho_{水}=1\ \mathrm{g/cm}^3$，$\mathrm{g}$ 取 $10\ \mathrm{N/kg}$）答案
16.1 吸气 竖直向上
解析
【分析】
要解答本题，需结合阿基米德原理计算浮力，理解潜艇模型的浮沉原理：
1. 潜艇悬浮时，排开水的体积等于自身的体积，利用阿基米德原理计算浮力大小；
2. 潜艇通过改变自身重力实现浮沉，下沉时需增大自身重力，需让水进入模型，因此要调整进排气管处的气压；
3. 浮力的方向始终为竖直向上，与物体的运动状态无关。
【解析】
1. 计算悬浮时的浮力：
已知潜艇模型体积$V=100\ \mathrm{cm}^3=100×10^{-6}\ \mathrm{m}^3$，水的密度$\rho_{水}=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$。
潜艇悬浮时，排开水的体积等于自身体积，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，可得：
$F_{浮}=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×100×10^{-6}\ \mathrm{m}^3=1\ \mathrm{N}$。
2. 潜艇下沉的操作：
潜艇下沉需要增大自身重力，需让水进入模型内部，因此要从进排气管处吸气，使模型内部气压减小，外界大气压将水压入模型，模型重力增加，大于浮力时即可下沉。
3. 浮力的方向：
浮力的方向总是竖直向上的，与物体所处状态无关。
【答案】
1 吸气 竖直向上
【知识点】
阿基米德原理 物体的浮沉条件 浮力的方向
【点评】
本题结合潜艇模型考查浮力计算和浮沉原理，属于基础应用题型，需掌握阿基米德原理的应用和浮沉条件的实际运用。
【难度系数】
0.6
要解答本题，需结合阿基米德原理计算浮力，理解潜艇模型的浮沉原理：
1. 潜艇悬浮时，排开水的体积等于自身的体积，利用阿基米德原理计算浮力大小；
2. 潜艇通过改变自身重力实现浮沉，下沉时需增大自身重力，需让水进入模型，因此要调整进排气管处的气压；
3. 浮力的方向始终为竖直向上，与物体的运动状态无关。
【解析】
1. 计算悬浮时的浮力：
已知潜艇模型体积$V=100\ \mathrm{cm}^3=100×10^{-6}\ \mathrm{m}^3$，水的密度$\rho_{水}=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$。
潜艇悬浮时，排开水的体积等于自身体积，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，可得：
$F_{浮}=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×100×10^{-6}\ \mathrm{m}^3=1\ \mathrm{N}$。
2. 潜艇下沉的操作：
潜艇下沉需要增大自身重力，需让水进入模型内部，因此要从进排气管处吸气，使模型内部气压减小，外界大气压将水压入模型，模型重力增加，大于浮力时即可下沉。
3. 浮力的方向：
浮力的方向总是竖直向上的，与物体所处状态无关。
【答案】
1 吸气 竖直向上
【知识点】
阿基米德原理 物体的浮沉条件 浮力的方向
【点评】
本题结合潜艇模型考查浮力计算和浮沉原理，属于基础应用题型，需掌握阿基米德原理的应用和浮沉条件的实际运用。
【难度系数】
0.6
三、实验与计算
17. 小华利用如图所示装置探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1) 小华的实验步骤如图1所示，甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为$F_1$、$F_2$、$F_3$、$F_4$。由图1中甲和
(2) 实验完成后，小华利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋（质量忽略不计）对实验装置进行了改进，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，观察到A的示数逐渐
(3) 上述实验完成后，小华还探究了“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”，他用橡皮泥代替实心圆柱体物块，操作步骤如下：
A. 将橡皮泥做成“碗”状并放入盛水的烧杯中，使其漂浮在水面上，杯中水深$h_1$；
B. 把橡皮泥从水中取出捏成团状，再放入烧杯中，其下沉至杯底，杯中水深$h_2$。
①由此小华认为：物体受到的浮力与其形状有关，其结论错误的原因是
②橡皮泥第一次受到的浮力
17. 小华利用如图所示装置探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1) 小华的实验步骤如图1所示，甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为$F_1$、$F_2$、$F_3$、$F_4$。由图1中甲和
丁
可知物体受到的浮力；若$F_1 - F_3 = $$F_4-F_2$
，则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力相等的关系。(2) 实验完成后，小华利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋（质量忽略不计）对实验装置进行了改进，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，观察到A的示数逐渐
减小
（选填“增大”“减小”或“不变”），B的示数逐渐增大，且A、B示数的变化量相等
（选填“相等”或“不相等”）。(3) 上述实验完成后，小华还探究了“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”，他用橡皮泥代替实心圆柱体物块，操作步骤如下：
A. 将橡皮泥做成“碗”状并放入盛水的烧杯中，使其漂浮在水面上，杯中水深$h_1$；
B. 把橡皮泥从水中取出捏成团状，再放入烧杯中，其下沉至杯底，杯中水深$h_2$。
①由此小华认为：物体受到的浮力与其形状有关，其结论错误的原因是
没有控制排开液体体积相等
；②橡皮泥第一次受到的浮力
＞
（选填“＜”“=”或“＞”）第二次受到的浮力。答案
17.(1)丁 $F_4-F_2$ (2)减小 相等
(3)①没有控制排开液体体积相等 ②＞
(3)①没有控制排开液体体积相等 ②＞
解析
【分析】
本题围绕“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”实验展开，需结合称重法测浮力、阿基米德原理及控制变量法分析。
(1) 称重法测浮力公式为$F_{浮}=G-F_{拉}$，物体重力由甲图的$F_1$表示，浸没时拉力由丁图的$F_3$表示，故由甲和丁可求浮力；排开液体的重力为桶和水的总重（戊图$F_4$）减去空桶重（乙图$F_2$），即$F_4-F_2$，若$F_1-F_3=F_4-F_2$，说明浮力等于排开液体重力。
(2) 重物浸入水中时受向上浮力，弹簧测力计A的示数$F_A=G_{物}-F_{浮}$，随浸入深度增加，$F_{浮}$增大，故$F_A$减小；根据阿基米德原理，$F_{浮}=G_{排}$，因此A示数变化量（等于浮力变化量）与B示数变化量（等于排开液体重力变化量）相等。
(3) 探究浮力与形状的关系时，需控制排开液体体积相同；实验中橡皮泥碗状漂浮时排开体积大，团状下沉时排开体积小，未控制变量导致结论错误；漂浮时浮力等于重力，下沉时浮力小于重力，故第一次浮力大于第二次。
【解析】
(1) 根据称重法，物体浮力$F_{浮}=F_1-F_3$，需由甲（测重力）和丁（测浸没时拉力）计算；排开液体重力$G_{排}=F_4-F_2$，若$F_1-F_3=F_4-F_2$，则浮力等于排开液体重力，故答案为丁；$F_4-F_2$。
(2) 重物浸入水中，浮力增大，弹簧测力计A示数（重力减浮力）逐渐减小；由阿基米德原理，浮力等于排开液体重力，因此A、B示数变化量相等，故答案为减小；相等。
(3) ①探究浮力与形状的关系需控制排开液体体积相等，实验中两次排开体积不同，未控制变量，结论错误；②橡皮泥漂浮时浮力等于重力，下沉时浮力小于重力，故第一次浮力大于第二次，答案为没有控制排开液体体积相等；＞。
【答案】
(1)丁；$F_4-F_2$ (2)减小；相等 (3)①没有控制排开液体体积相等；②＞
【知识点】
阿基米德原理、称重法测浮力、控制变量法
【点评】
本题为浮力实验探究题，涵盖阿基米德原理验证、装置改进及浮力影响因素探究，重点考查实验原理理解与控制变量法应用，是初中物理浮力部分的常规题型，需熟练掌握实验操作要点与公式应用。
【难度系数】
0.6
本题围绕“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”实验展开，需结合称重法测浮力、阿基米德原理及控制变量法分析。
(1) 称重法测浮力公式为$F_{浮}=G-F_{拉}$，物体重力由甲图的$F_1$表示，浸没时拉力由丁图的$F_3$表示，故由甲和丁可求浮力；排开液体的重力为桶和水的总重（戊图$F_4$）减去空桶重（乙图$F_2$），即$F_4-F_2$，若$F_1-F_3=F_4-F_2$，说明浮力等于排开液体重力。
(2) 重物浸入水中时受向上浮力，弹簧测力计A的示数$F_A=G_{物}-F_{浮}$，随浸入深度增加，$F_{浮}$增大，故$F_A$减小；根据阿基米德原理，$F_{浮}=G_{排}$，因此A示数变化量（等于浮力变化量）与B示数变化量（等于排开液体重力变化量）相等。
(3) 探究浮力与形状的关系时，需控制排开液体体积相同；实验中橡皮泥碗状漂浮时排开体积大，团状下沉时排开体积小，未控制变量导致结论错误；漂浮时浮力等于重力，下沉时浮力小于重力，故第一次浮力大于第二次。
【解析】
(1) 根据称重法，物体浮力$F_{浮}=F_1-F_3$，需由甲（测重力）和丁（测浸没时拉力）计算；排开液体重力$G_{排}=F_4-F_2$，若$F_1-F_3=F_4-F_2$，则浮力等于排开液体重力，故答案为丁；$F_4-F_2$。
(2) 重物浸入水中，浮力增大，弹簧测力计A示数（重力减浮力）逐渐减小；由阿基米德原理，浮力等于排开液体重力，因此A、B示数变化量相等，故答案为减小；相等。
(3) ①探究浮力与形状的关系需控制排开液体体积相等，实验中两次排开体积不同，未控制变量，结论错误；②橡皮泥漂浮时浮力等于重力，下沉时浮力小于重力，故第一次浮力大于第二次，答案为没有控制排开液体体积相等；＞。
【答案】
(1)丁；$F_4-F_2$ (2)减小；相等 (3)①没有控制排开液体体积相等；②＞
【知识点】
阿基米德原理、称重法测浮力、控制变量法
【点评】
本题为浮力实验探究题，涵盖阿基米德原理验证、装置改进及浮力影响因素探究，重点考查实验原理理解与控制变量法应用，是初中物理浮力部分的常规题型，需熟练掌握实验操作要点与公式应用。
【难度系数】
0.6
