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19. (2025，河西区期中)如图10-2-12所示，同学们做“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”实验。
(1)小明按照图10-2-12所示顺序进行实验操作，弹簧测力计的示数分别为$F_{1}$、$F_{2}$、$F_{3}$、$F_{4}$。由此可知铁块浸没在水中所测得的浮力表达式为$F_{\mathrm{浮}}=$
(2)小亮在实验中，实验步骤与小明的相同，读数也正确，但由实验数据发现：铁块浸没在水中所受浮力大于铁块排开水所受的重力，而且超出了误差允许的范围。初步分析，得出该实验结果的原因可能是
A. 溢水杯中没有装满水
B. 图10-2-12甲中小桶不是空桶，里面有水
(3)两位同学进一步思考：如果实验中铁块没有完全浸没水中，能否验证“阿基米德原理”。正确的观点是
(4)另一小组同学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、薄塑料袋对实验进行改进，装置如图10-2-12戊所示。向下移动水平横杆，使铁块缓慢浸入盛满水的溢水杯中，观察到测力计A的示数逐渐
(5)比较两种实验方案，改进后的优点是
A. 能同步观察测力计A、B示数的变化
B. 测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
(1)小明按照图10-2-12所示顺序进行实验操作，弹簧测力计的示数分别为$F_{1}$、$F_{2}$、$F_{3}$、$F_{4}$。由此可知铁块浸没在水中所测得的浮力表达式为$F_{\mathrm{浮}}=$
F₂-F₃
；测得铁块排开水所受的重力表达式为$G_{\mathrm{排}}=$F₄-F₁
。(均用题中所给字母表示)(2)小亮在实验中，实验步骤与小明的相同，读数也正确，但由实验数据发现：铁块浸没在水中所受浮力大于铁块排开水所受的重力，而且超出了误差允许的范围。初步分析，得出该实验结果的原因可能是
A
。A. 溢水杯中没有装满水
B. 图10-2-12甲中小桶不是空桶，里面有水
(3)两位同学进一步思考：如果实验中铁块没有完全浸没水中，能否验证“阿基米德原理”。正确的观点是
能
(选填“能”或“不能”)验证；(4)另一小组同学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、薄塑料袋对实验进行改进，装置如图10-2-12戊所示。向下移动水平横杆，使铁块缓慢浸入盛满水的溢水杯中，观察到测力计A的示数逐渐
变小
，测力计B的示数逐渐变大
，且A、B示数的变化量相等。(均选填“变大”“变小”或“不变”)(5)比较两种实验方案，改进后的优点是
A
。A. 能同步观察测力计A、B示数的变化
B. 测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
答案
19. (1)$F_{2}-F_{3}$ $F_{4}-F_{1}$ (2)A (3)能 (4)变小 变大 (5)A 【解析】(1)浮力$F_{浮}=G-F_{拉}=F_{2}-F_{3}$；铁块排开水所受的重力为$G_{排}=G_{总}-G_{桶}=F_{4}-F_{1}$。(2)若溢水杯中没有装满水，则会导致溢出的水变少，测出的$G_{排}$偏小，即$F_{浮}＞G_{排}$。若小桶不是空桶，里面有水，但对两次测力计示数之差没有影响。故选A。(3)能，因只要分别测出浮力和排开液体所受的重力，就可以验证。(4)向下移动水平横杆，铁块缓慢浸入盛满水的溢水杯中，铁块受到的浮力变大，则测力计A的示数将逐渐变小。又因为铁块排出水所受的重力逐渐变大，故测力计B的示数逐渐变大，且A、B示数的变化量相等。(5)改进后的装置能同步观察测力计A、B示数的变化，方便比较两者的关系，选项A符合题意。
解析
【分析】
1. 第(1)问：根据称重法测浮力的原理，浮力等于物体在空气中的重力减去浸没时弹簧测力计的拉力，$F_{2}$为铁块在空气中的示数（等于重力），$F_{3}$为铁块浸没时的示数，因此浮力$F_{\mathrm{浮}}=F_{2}-F_{3}$；排开液体的重力等于桶和排开水的总重减去空桶的重，$F_{4}$是桶和水的总重，$F_{1}$是空桶的重，故$G_{\mathrm{排}}=F_{4}-F_{1}$。
2. 第(2)问：分析误差原因，若溢水杯未装满水，铁块排开的水无法全部溢出，会使测得的$G_{\mathrm{排}}$偏小，导致$F_{\mathrm{浮}}＞G_{\mathrm{排}}$；若小桶原本有水，$F_{4}-F_{1}$的差值仍为排开水的重力，对结果无影响，因此选A。
3. 第(3)问：阿基米德原理适用于物体部分浸入和完全浸入液体的情况，只要能测出此时的浮力和排开液体的重力，就能验证原理，所以能验证。
4. 第(4)问：铁块浸入水中时，浮力逐渐变大，由$F_{\mathrm{拉}}=G-F_{\mathrm{浮}}$可知，测力计A的示数逐渐变小；排开的水不断进入塑料袋，塑料袋和水的总重逐渐变大，故测力计B的示数逐渐变大。
5. 第(5)问：改进后的装置可同步观察两个测力计的示数变化，方便比较浮力与排开液体重力的关系；测力计A的示数是拉力，不是浮力，因此选A。
【解析】
(1) 根据称重法测浮力，铁块浸没在水中的浮力$F_{\mathrm{浮}}=G-F_{\mathrm{拉}}=F_{2}-F_{3}$；铁块排开水所受的重力为桶和排开水的总重减去空桶的重，即$G_{\mathrm{排}}=F_{4}-F_{1}$。
(2) 若溢水杯中没有装满水，铁块排开的水不能全部溢出，导致测得的$G_{\mathrm{排}}$偏小，会出现$F_{\mathrm{浮}}＞G_{\mathrm{排}}$；若图甲中小桶不是空桶，$F_{4}-F_{1}$的差值仍为排开水的重力，对实验结果无影响，故选A。
(3) 阿基米德原理对物体部分浸入液体的情况同样成立，只要分别测出此时的浮力和排开液体的重力，就能验证原理，所以能验证。
(4) 向下移动横杆，铁块缓慢浸入水中，铁块受到的浮力逐渐变大，由$F_{\mathrm{拉}}=G-F_{\mathrm{浮}}$可知，测力计A的示数逐渐变小；排开的水不断进入塑料袋，塑料袋和水的总重力逐渐变大，故测力计B的示数逐渐变大。
(5) 改进后的装置能同步观察测力计A、B示数的变化，便于比较浮力与排开液体重力的关系；测力计A的示数是物体受到的拉力，不是浮力，故选A。
【答案】
(1)$F_{2}-F_{3}$；$F_{4}-F_{1}$
(2)A
(3)能
(4)变小；变大
(5)A
【知识点】
阿基米德原理；称重法测浮力；浮力实验探究
【点评】
本题围绕“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”实验，全面考查了实验原理、误差分析、实验拓展及装置改进的优点，需要深入理解阿基米德原理，掌握实验操作要点与分析方法，能灵活运用称重法分析浮力相关问题。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)问：根据称重法测浮力的原理，浮力等于物体在空气中的重力减去浸没时弹簧测力计的拉力，$F_{2}$为铁块在空气中的示数（等于重力），$F_{3}$为铁块浸没时的示数，因此浮力$F_{\mathrm{浮}}=F_{2}-F_{3}$；排开液体的重力等于桶和排开水的总重减去空桶的重，$F_{4}$是桶和水的总重，$F_{1}$是空桶的重，故$G_{\mathrm{排}}=F_{4}-F_{1}$。
2. 第(2)问：分析误差原因，若溢水杯未装满水，铁块排开的水无法全部溢出，会使测得的$G_{\mathrm{排}}$偏小，导致$F_{\mathrm{浮}}＞G_{\mathrm{排}}$；若小桶原本有水，$F_{4}-F_{1}$的差值仍为排开水的重力，对结果无影响，因此选A。
3. 第(3)问：阿基米德原理适用于物体部分浸入和完全浸入液体的情况，只要能测出此时的浮力和排开液体的重力，就能验证原理，所以能验证。
4. 第(4)问：铁块浸入水中时，浮力逐渐变大，由$F_{\mathrm{拉}}=G-F_{\mathrm{浮}}$可知，测力计A的示数逐渐变小；排开的水不断进入塑料袋，塑料袋和水的总重逐渐变大，故测力计B的示数逐渐变大。
5. 第(5)问：改进后的装置可同步观察两个测力计的示数变化，方便比较浮力与排开液体重力的关系；测力计A的示数是拉力，不是浮力，因此选A。
【解析】
(1) 根据称重法测浮力，铁块浸没在水中的浮力$F_{\mathrm{浮}}=G-F_{\mathrm{拉}}=F_{2}-F_{3}$；铁块排开水所受的重力为桶和排开水的总重减去空桶的重，即$G_{\mathrm{排}}=F_{4}-F_{1}$。
(2) 若溢水杯中没有装满水，铁块排开的水不能全部溢出，导致测得的$G_{\mathrm{排}}$偏小，会出现$F_{\mathrm{浮}}＞G_{\mathrm{排}}$；若图甲中小桶不是空桶，$F_{4}-F_{1}$的差值仍为排开水的重力，对实验结果无影响，故选A。
(3) 阿基米德原理对物体部分浸入液体的情况同样成立，只要分别测出此时的浮力和排开液体的重力，就能验证原理，所以能验证。
(4) 向下移动横杆，铁块缓慢浸入水中，铁块受到的浮力逐渐变大，由$F_{\mathrm{拉}}=G-F_{\mathrm{浮}}$可知，测力计A的示数逐渐变小；排开的水不断进入塑料袋，塑料袋和水的总重力逐渐变大，故测力计B的示数逐渐变大。
(5) 改进后的装置能同步观察测力计A、B示数的变化，便于比较浮力与排开液体重力的关系；测力计A的示数是物体受到的拉力，不是浮力，故选A。
【答案】
(1)$F_{2}-F_{3}$；$F_{4}-F_{1}$
(2)A
(3)能
(4)变小；变大
(5)A
【知识点】
阿基米德原理；称重法测浮力；浮力实验探究
【点评】
本题围绕“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”实验，全面考查了实验原理、误差分析、实验拓展及装置改进的优点，需要深入理解阿基米德原理，掌握实验操作要点与分析方法，能灵活运用称重法分析浮力相关问题。
【难度系数】
0.6
