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1. 小明在探究“浮力的大小等于什么”时,做了如图所示的实验,四个实验步骤中弹簧测力计的示数分别为$F_{1}$、$F_{2}$、$F_{3}$、$F_{4}$,则下列关系式正确的是()
A. $F_{浮}=F_{2}-F_{3}$
B. $F_{浮}=F_{4}-F_{3}$
C. $F_{浮}=F_{2}-F_{1}$
D. $F_{浮}=F_{2}-F_{4}$
A. $F_{浮}=F_{2}-F_{3}$
B. $F_{浮}=F_{4}-F_{3}$
C. $F_{浮}=F_{2}-F_{1}$
D. $F_{浮}=F_{2}-F_{4}$
答案
A
解析
【分析】
要解决这道题，我们需要从称重法测浮力和阿基米德原理两个角度分析：
1. 首先明确每个步骤的物理意义：$F_1$是空桶的重力，$F_2$是物体在空气中的重力（即物体自身重力$G$），$F_3$是物体浸没在液体中时弹簧测力计的示数，$F_4$是桶和排开液体的总重力。
2. 根据称重法测浮力：浮力等于物体在空气中的重力减去物体浸没在液体中时弹簧测力计的拉力，即$F_{浮}=G-F_{拉}$。
3. 根据阿基米德原理：浮力等于排开液体的重力，即$F_{浮}=G_{排}$，而$G_{排}=F_4-F_1$。
4. 结合选项，判断哪个式子符合浮力的计算。
【解析】
根据称重法测浮力：
物体的重力$G=F_2$，物体浸没在液体中时受到的拉力$F_{拉}=F_3$，因此浮力$F_{浮}=G-F_{拉}=F_2-F_3$，故A选项正确；
根据阿基米德原理，$F_{浮}=G_{排}=F_4-F_1$，由此可知B、C、D选项的关系式均不符合浮力的计算，错误。
【答案】
A
【知识点】
称重法测浮力、阿基米德原理
【点评】
本题考查对阿基米德原理实验的理解，需要明确实验中每个步骤的物理意义，熟练掌握称重法测浮力和阿基米德原理的内容，是基础实验题型。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，我们需要从称重法测浮力和阿基米德原理两个角度分析：
1. 首先明确每个步骤的物理意义：$F_1$是空桶的重力，$F_2$是物体在空气中的重力（即物体自身重力$G$），$F_3$是物体浸没在液体中时弹簧测力计的示数，$F_4$是桶和排开液体的总重力。
2. 根据称重法测浮力：浮力等于物体在空气中的重力减去物体浸没在液体中时弹簧测力计的拉力，即$F_{浮}=G-F_{拉}$。
3. 根据阿基米德原理：浮力等于排开液体的重力，即$F_{浮}=G_{排}$，而$G_{排}=F_4-F_1$。
4. 结合选项，判断哪个式子符合浮力的计算。
【解析】
根据称重法测浮力：
物体的重力$G=F_2$，物体浸没在液体中时受到的拉力$F_{拉}=F_3$，因此浮力$F_{浮}=G-F_{拉}=F_2-F_3$，故A选项正确；
根据阿基米德原理，$F_{浮}=G_{排}=F_4-F_1$，由此可知B、C、D选项的关系式均不符合浮力的计算，错误。
【答案】
A
【知识点】
称重法测浮力、阿基米德原理
【点评】
本题考查对阿基米德原理实验的理解，需要明确实验中每个步骤的物理意义，熟练掌握称重法测浮力和阿基米德原理的内容，是基础实验题型。
【难度系数】
0.7
2. 将一圆柱形木块用细线拴在容器底部,容器中开始没有水,往容器中逐渐加水至如图甲所示位置,在这一过程中,木块受到的浮力随容器中水的深度的变化关系如图乙所示,则由图乙得出的下列信息正确的是()
A. 木块的重力为10 N
B. 木块的体积为$1×10^{-4}\ \mathrm{m^{3}}$
C. 细线对容器底部的最大拉力为6 N
D. 木块的密度为$0.6×10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}$
A. 木块的重力为10 N
B. 木块的体积为$1×10^{-4}\ \mathrm{m^{3}}$
C. 细线对容器底部的最大拉力为6 N
D. 木块的密度为$0.6×10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}$
答案
D
解析
【分析】
首先结合图像分析加水过程中木块的状态：
1. 0~6cm：容器加水，木块逐渐浸入水中，浮力随水深增加而增大；
2. 6~12cm：木块漂浮，浮力等于重力，保持6N不变；
3. 12~16cm：细线被拉直，木块继续浸入水中，排开水的体积增大，浮力增大；16cm后木块完全浸没，浮力保持10N不变。
再逐一分析选项，结合浮沉条件、阿基米德原理和密度公式判断正误。
【解析】
逐一分析选项：
A. 由图乙可知，当水深6~12cm时，木块漂浮，浮力保持6N不变，根据漂浮条件，木块的重力$G=F_{浮}=6\ \mathrm{N}$，故A错误；
B. 当水深16cm后，木块完全浸没，此时浮力$F_{浮}'=10\ \mathrm{N}$，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，木块的体积$V=V_{排}=\frac{F_{浮}'}{\rho_{水}g}=\frac{10\ \mathrm{N}}{1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}×10\ \mathrm{N/kg}}=1×10^{-3}\ \mathrm{m^{3}}$，故B错误；
C. 当木块完全浸没时，细线对容器底部的拉力最大，$F_{拉}=F_{浮}'-G=10\ \mathrm{N}-6\ \mathrm{N}=4\ \mathrm{N}$，故C错误；
D. 木块的质量$m=\frac{G}{g}=\frac{6\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.6\ \mathrm{kg}$，木块的密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.6\ \mathrm{kg}}{1×10^{-3}\ \mathrm{m^{3}}}=0.6×10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}$，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件、密度公式
【点评】
本题结合图像分析木块在加水过程中的状态变化，综合考查浮沉条件、阿基米德原理和密度公式的应用，需准确把握不同阶段木块的受力和状态。
【难度系数】
0.6
首先结合图像分析加水过程中木块的状态：
1. 0~6cm：容器加水，木块逐渐浸入水中，浮力随水深增加而增大；
2. 6~12cm：木块漂浮，浮力等于重力，保持6N不变；
3. 12~16cm：细线被拉直，木块继续浸入水中，排开水的体积增大，浮力增大；16cm后木块完全浸没，浮力保持10N不变。
再逐一分析选项，结合浮沉条件、阿基米德原理和密度公式判断正误。
【解析】
逐一分析选项：
A. 由图乙可知，当水深6~12cm时，木块漂浮，浮力保持6N不变，根据漂浮条件，木块的重力$G=F_{浮}=6\ \mathrm{N}$，故A错误；
B. 当水深16cm后，木块完全浸没，此时浮力$F_{浮}'=10\ \mathrm{N}$，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，木块的体积$V=V_{排}=\frac{F_{浮}'}{\rho_{水}g}=\frac{10\ \mathrm{N}}{1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}×10\ \mathrm{N/kg}}=1×10^{-3}\ \mathrm{m^{3}}$，故B错误；
C. 当木块完全浸没时，细线对容器底部的拉力最大，$F_{拉}=F_{浮}'-G=10\ \mathrm{N}-6\ \mathrm{N}=4\ \mathrm{N}$，故C错误；
D. 木块的质量$m=\frac{G}{g}=\frac{6\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.6\ \mathrm{kg}$，木块的密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.6\ \mathrm{kg}}{1×10^{-3}\ \mathrm{m^{3}}}=0.6×10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}$，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件、密度公式
【点评】
本题结合图像分析木块在加水过程中的状态变化，综合考查浮沉条件、阿基米德原理和密度公式的应用，需准确把握不同阶段木块的受力和状态。
【难度系数】
0.6
