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16. 如图所示，潜艇在水中上浮和下沉时，下列说法正确的是(
A.潜艇是靠改变排开液体的重力来实现上浮和下沉的
B.潜艇在水中悬浮和漂浮时所受的浮力相等
C.当潜艇从长江潜行驶入大海时，自身重力变大了
D.当潜艇悬浮在水中时，总重大于同体积的水重
C
)A.潜艇是靠改变排开液体的重力来实现上浮和下沉的
B.潜艇在水中悬浮和漂浮时所受的浮力相等
C.当潜艇从长江潜行驶入大海时，自身重力变大了
D.当潜艇悬浮在水中时，总重大于同体积的水重
答案
16. C
解析
【分析】
要解决这道题，首先需回忆潜艇的浮沉原理，再结合阿基米德原理和物体浮沉条件逐个分析选项：
1. 先明确潜艇的工作核心：通过水舱吸水、排水改变自身重力实现上浮和下沉，这是判断选项A的关键；
2. 分析浮力大小需结合阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，比较悬浮和漂浮时的$V_{排}$差异，判断选项B；
3. 潜艇潜行时处于悬浮状态，浮力等于自身重力，当从长江驶入大海，液体密度变化导致浮力变化，为保持悬浮，自身重力需同步变化，以此判断选项C；
4. 悬浮状态下，浮力等于总重力，再结合阿基米德原理，可判断总重与同体积水重的关系，进而分析选项D。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：潜艇是通过水舱吸水和排水改变自身重力来实现上浮和下沉的，并非改变排开液体的重力，A错误；
选项B：潜艇悬浮时排开水的体积等于自身体积，漂浮时排开水的体积小于自身体积。根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，液体密度相同，$V_{排}$不同，所以浮力不相等，B错误；
选项C：潜艇从长江潜行驶入大海，排开水的体积不变，海水密度大于江水密度，由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知浮力变大。潜艇潜行时处于悬浮状态，浮力等于自身重力，因此需要通过吸水增加自身重力，使重力与浮力相等，保持潜行状态，C正确；
选项D：潜艇悬浮在水中时，浮力等于总重力，根据阿基米德原理，浮力等于同体积水的重力，所以总重等于同体积的水重，D错误。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理；物体的浮沉条件
【点评】
本题聚焦潜艇的浮沉原理，需综合运用阿基米德原理和浮沉条件分析，重点考查对“潜艇通过改变自身重力实现浮沉”这一核心知识点的理解，以及不同场景下浮力与重力关系的推导能力。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，首先需回忆潜艇的浮沉原理，再结合阿基米德原理和物体浮沉条件逐个分析选项：
1. 先明确潜艇的工作核心：通过水舱吸水、排水改变自身重力实现上浮和下沉，这是判断选项A的关键；
2. 分析浮力大小需结合阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，比较悬浮和漂浮时的$V_{排}$差异，判断选项B；
3. 潜艇潜行时处于悬浮状态，浮力等于自身重力，当从长江驶入大海，液体密度变化导致浮力变化，为保持悬浮，自身重力需同步变化，以此判断选项C；
4. 悬浮状态下，浮力等于总重力，再结合阿基米德原理，可判断总重与同体积水重的关系，进而分析选项D。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：潜艇是通过水舱吸水和排水改变自身重力来实现上浮和下沉的，并非改变排开液体的重力，A错误；
选项B：潜艇悬浮时排开水的体积等于自身体积，漂浮时排开水的体积小于自身体积。根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，液体密度相同，$V_{排}$不同，所以浮力不相等，B错误；
选项C：潜艇从长江潜行驶入大海，排开水的体积不变，海水密度大于江水密度，由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知浮力变大。潜艇潜行时处于悬浮状态，浮力等于自身重力，因此需要通过吸水增加自身重力，使重力与浮力相等，保持潜行状态，C正确；
选项D：潜艇悬浮在水中时，浮力等于总重力，根据阿基米德原理，浮力等于同体积水的重力，所以总重等于同体积的水重，D错误。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理；物体的浮沉条件
【点评】
本题聚焦潜艇的浮沉原理，需综合运用阿基米德原理和浮沉条件分析，重点考查对“潜艇通过改变自身重力实现浮沉”这一核心知识点的理解，以及不同场景下浮力与重力关系的推导能力。
【难度系数】
0.6
17. (2025·无锡新吴校级段考)为了探究浮力与物体的密度和液体密度的关系，运用了体积相同、密度不同的 $ A $、$ B $、$ C $ 三个圆柱体，用弹簧测力计测得它们的重力分别为 4N、4.5N 和 5N。在图 a 中物体 $ A $ 所受浮力大小为
]
1
N，比较图 a、b、c 的三次实验，可得出结论：浮力的大小与物体的密度无
(无/有)关，比较图a,d,e
的三次实验，可得出浮力大小与液体密度的关系，图 e 中浓盐水的密度为1.2
$ g/cm^{3} $。]答案
17. 1 无 a,d,e 1.2
解析
【分析】
1. 计算物体A在水中的浮力：根据称重法测浮力的原理，浮力等于物体重力与弹簧测力计示数的差值，已知A的重力为4N，图a中测力计示数为3N，可直接计算出浮力大小。
2. 分析a、b、c实验：三个实验中，物体体积相同（均浸没在水中，排开液体体积相同）、液体密度相同，仅物体密度不同，分别计算三个物体的浮力，发现浮力大小相等，由此可判断浮力与物体密度的关系。
3. 探究浮力与液体密度的关系：需控制排开液体体积和物体本身相同，改变液体密度，因此选择同一物体A在不同液体中的实验（a、d、e）。
4. 计算浓盐水的密度：先通过图a中A在水中的浮力，结合阿基米德原理求出物体的体积（即排开液体的体积），再根据图e中A在浓盐水中的浮力，再次利用阿基米德原理变形公式求出浓盐水的密度。
【解析】
1. 求物体A在水中的浮力：
根据称重法测浮力公式 $ F_{浮} = G - F_{示} $，已知 $ G_A = 4\,\mathrm{N} $，图a中弹簧测力计示数 $ F_{示a} = 3\,\mathrm{N} $，则：
$ F_{浮A} = G_A - F_{示a} = 4\,\mathrm{N} - 3\,\mathrm{N} = 1\,\mathrm{N} $。
2. 分析浮力与物体密度的关系：
分别计算B、C的浮力：
$ F_{浮B} = G_B - F_{示b} = 4.5\,\mathrm{N} - 3.5\,\mathrm{N} = 1\,\mathrm{N} $，
$ F_{浮C} = G_C - F_{示c} = 5\,\mathrm{N} - 4\,\mathrm{N} = 1\,\mathrm{N} $。
三次实验中，物体排开液体体积相同、液体密度相同，物体密度不同，但浮力大小相等，因此浮力的大小与物体的密度无关。
3. 选择探究浮力与液体密度关系的实验：
要探究浮力与液体密度的关系，需控制排开液体体积和物体相同，改变液体密度，因此选择图a、d、e的三次实验（均为物体A，浸没在不同密度的液体中）。
4. 计算浓盐水的密度：
由图a，根据阿基米德原理 $ F_{浮水} = \rho_{水}gV_{排} $，可得物体A的体积（排开液体体积）：
$ V_{排} = \frac{F_{浮水}}{\rho_{水}g} = \frac{1\,\mathrm{N}}{1.0 × 10^3\,\mathrm{kg/m}^3 × 10\,\mathrm{N/kg}} = 1 × 10^{-4}\,\mathrm{m}^3 $。
图e中，物体A在浓盐水中的浮力：
$ F_{浮盐} = G_A - F_{示e} = 4\,\mathrm{N} - 2.8\,\mathrm{N} = 1.2\,\mathrm{N} $。
根据阿基米德原理 $ F_{浮盐} = \rho_{盐水}gV_{排} $，变形得：
$ \rho_{盐水} = \frac{F_{浮盐}}{gV_{排}} = \frac{1.2\,\mathrm{N}}{10\,\mathrm{N/kg} × 1 × 10^{-4}\,\mathrm{m}^3} = 1.2 × 10^3\,\mathrm{kg/m}^3 = 1.2\,\mathrm{g/cm}^3 $。
【答案】
1；无；a、d、e；1.2
【知识点】
称重法测浮力；阿基米德原理；控制变量法
【点评】
本题围绕浮力的探究实验展开，重点考查控制变量法的应用和阿基米德原理的计算，需要熟练掌握称重法测浮力的公式，并能灵活推导阿基米德原理的变形公式解决密度计算问题。
【难度系数】
0.7
1. 计算物体A在水中的浮力：根据称重法测浮力的原理，浮力等于物体重力与弹簧测力计示数的差值，已知A的重力为4N，图a中测力计示数为3N，可直接计算出浮力大小。
2. 分析a、b、c实验：三个实验中，物体体积相同（均浸没在水中，排开液体体积相同）、液体密度相同，仅物体密度不同，分别计算三个物体的浮力，发现浮力大小相等，由此可判断浮力与物体密度的关系。
3. 探究浮力与液体密度的关系：需控制排开液体体积和物体本身相同，改变液体密度，因此选择同一物体A在不同液体中的实验（a、d、e）。
4. 计算浓盐水的密度：先通过图a中A在水中的浮力，结合阿基米德原理求出物体的体积（即排开液体的体积），再根据图e中A在浓盐水中的浮力，再次利用阿基米德原理变形公式求出浓盐水的密度。
【解析】
1. 求物体A在水中的浮力：
根据称重法测浮力公式 $ F_{浮} = G - F_{示} $，已知 $ G_A = 4\,\mathrm{N} $，图a中弹簧测力计示数 $ F_{示a} = 3\,\mathrm{N} $，则：
$ F_{浮A} = G_A - F_{示a} = 4\,\mathrm{N} - 3\,\mathrm{N} = 1\,\mathrm{N} $。
2. 分析浮力与物体密度的关系：
分别计算B、C的浮力：
$ F_{浮B} = G_B - F_{示b} = 4.5\,\mathrm{N} - 3.5\,\mathrm{N} = 1\,\mathrm{N} $，
$ F_{浮C} = G_C - F_{示c} = 5\,\mathrm{N} - 4\,\mathrm{N} = 1\,\mathrm{N} $。
三次实验中，物体排开液体体积相同、液体密度相同，物体密度不同，但浮力大小相等，因此浮力的大小与物体的密度无关。
3. 选择探究浮力与液体密度关系的实验：
要探究浮力与液体密度的关系，需控制排开液体体积和物体相同，改变液体密度，因此选择图a、d、e的三次实验（均为物体A，浸没在不同密度的液体中）。
4. 计算浓盐水的密度：
由图a，根据阿基米德原理 $ F_{浮水} = \rho_{水}gV_{排} $，可得物体A的体积（排开液体体积）：
$ V_{排} = \frac{F_{浮水}}{\rho_{水}g} = \frac{1\,\mathrm{N}}{1.0 × 10^3\,\mathrm{kg/m}^3 × 10\,\mathrm{N/kg}} = 1 × 10^{-4}\,\mathrm{m}^3 $。
图e中，物体A在浓盐水中的浮力：
$ F_{浮盐} = G_A - F_{示e} = 4\,\mathrm{N} - 2.8\,\mathrm{N} = 1.2\,\mathrm{N} $。
根据阿基米德原理 $ F_{浮盐} = \rho_{盐水}gV_{排} $，变形得：
$ \rho_{盐水} = \frac{F_{浮盐}}{gV_{排}} = \frac{1.2\,\mathrm{N}}{10\,\mathrm{N/kg} × 1 × 10^{-4}\,\mathrm{m}^3} = 1.2 × 10^3\,\mathrm{kg/m}^3 = 1.2\,\mathrm{g/cm}^3 $。
【答案】
1；无；a、d、e；1.2
【知识点】
称重法测浮力；阿基米德原理；控制变量法
【点评】
本题围绕浮力的探究实验展开，重点考查控制变量法的应用和阿基米德原理的计算，需要熟练掌握称重法测浮力的公式，并能灵活推导阿基米德原理的变形公式解决密度计算问题。
【难度系数】
0.7
18. (2025·扬州仪征一模)如图所示，将装有适量水的玻璃小瓶瓶口朝下，使其漂浮在大塑料瓶内的水面上，即可制成浮沉子，实验时，应该将大瓶瓶盖
]
拧紧
(打开/拧紧)，然后用力挤压大塑料瓶，小瓶将会下沉，小瓶内的气压将变大
(变大/不变/变小)，下沉时小瓶受到的浮力小于
(大于/等于/小于)重力。]
答案
18. 拧紧 变大 小于
解析
【分析】
首先明确浮沉子的工作原理：通过改变自身重力实现浮沉。第一步，实验时需拧紧大瓶瓶盖，这样大瓶内部形成封闭空间，挤压时才能改变瓶内气压；第二步，挤压大塑料瓶时，大瓶内气压增大，水进入小瓶，小瓶内气体被压缩，体积减小，气压变大；第三步，下沉过程中，小瓶的总重力大于受到的浮力，所以会下沉。我们可以顺着这个逻辑，结合浮沉条件和气体压强的知识逐一分析每个空。
【解析】
1. 大瓶瓶盖的操作：实验时要将大瓶瓶盖拧紧，确保大瓶内部是封闭空间，这样挤压大瓶时，瓶内水面上方的气压才能发生变化，进而将水压入小瓶，使浮沉子工作。
2. 小瓶内气压变化：用力挤压大塑料瓶，大瓶内气压增大，水被压入小瓶，小瓶内的气体体积被压缩，根据一定质量的气体，体积越小压强越大的规律，小瓶内的气压会变大。
3. 浮力与重力的关系：下沉时，小瓶内进入了部分水，总重力增大，此时小瓶受到的浮力小于自身总重力，所以小瓶会下沉。
【答案】
拧紧；变大；小于
【知识点】
浮沉条件；气体压强与体积的关系
【点评】
本题以浮沉子实验为载体，综合考查了浮沉条件和气体压强的相关知识，需要学生理解挤压大瓶时气压变化的传递过程，以及浮沉子改变自身重力实现浮沉的原理，注重对物理原理应用能力的考查。
【难度系数】
0.6
首先明确浮沉子的工作原理：通过改变自身重力实现浮沉。第一步，实验时需拧紧大瓶瓶盖，这样大瓶内部形成封闭空间，挤压时才能改变瓶内气压；第二步，挤压大塑料瓶时，大瓶内气压增大，水进入小瓶，小瓶内气体被压缩，体积减小，气压变大；第三步，下沉过程中，小瓶的总重力大于受到的浮力，所以会下沉。我们可以顺着这个逻辑，结合浮沉条件和气体压强的知识逐一分析每个空。
【解析】
1. 大瓶瓶盖的操作：实验时要将大瓶瓶盖拧紧，确保大瓶内部是封闭空间，这样挤压大瓶时，瓶内水面上方的气压才能发生变化，进而将水压入小瓶，使浮沉子工作。
2. 小瓶内气压变化：用力挤压大塑料瓶，大瓶内气压增大，水被压入小瓶，小瓶内的气体体积被压缩，根据一定质量的气体，体积越小压强越大的规律，小瓶内的气压会变大。
3. 浮力与重力的关系：下沉时，小瓶内进入了部分水，总重力增大，此时小瓶受到的浮力小于自身总重力，所以小瓶会下沉。
【答案】
拧紧；变大；小于
【知识点】
浮沉条件；气体压强与体积的关系
【点评】
本题以浮沉子实验为载体，综合考查了浮沉条件和气体压强的相关知识，需要学生理解挤压大瓶时气压变化的传递过程，以及浮沉子改变自身重力实现浮沉的原理，注重对物理原理应用能力的考查。
【难度系数】
0.6
19. 如图甲所示，水平桌面上放有一底面积为 $ 80cm^{2} $ 的溢水杯，在溢水杯中装满水。现将一正方体木块（不吸水）轻轻放入杯中，木块漂浮时从溢水口溢出 60mL 水。用手缓慢将木块压入水中（手不碰水），如图乙所示，当木块上表面刚好与水面相平时，溢出水的体积增加到 100mL。求：（$ g $ 取 $ 10N/kg $，$ \rho_{水} = 1.0×10^{3}kg/m^{3} $）
（1）木块漂浮时所受浮力的大小。
（2）木块上表面与水面刚好相平时，手对木块压力 $ F $ 的大小。
（3）木块的密度。
（1）木块漂浮时所受浮力的大小。
（2）木块上表面与水面刚好相平时，手对木块压力 $ F $ 的大小。
（3）木块的密度。
答案
19. (1) 木块漂浮时所受的浮力 $ F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}=1.0× 10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}× 10\ \mathrm{N/kg}× 60× 10^{-6}\ \mathrm{m}^{3}=0.6\ \mathrm{N} $ (2) 由物体的漂浮条件可知,木块的重力 $ G=F_{\mathrm{浮}}=0.6\ \mathrm{N} $,当木块刚好浸没时排开水的体积 $ V_{\mathrm{排}}'=100\ \mathrm{mL}=100\ \mathrm{cm}^{3}=10^{-4}\ \mathrm{m}^{3} $,此时受到的浮力 $ F_{\mathrm{浮}}'=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}'=1.0× 10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}× 10\ \mathrm{N/kg}× 10^{-4}\ \mathrm{m}^{3}=1\ \mathrm{N} $,由力的平衡条件可知,此时手对木块上表面的压力 $ F=F_{\mathrm{浮}}'-G=1\ \mathrm{N}-0.6\ \mathrm{N}=0.4\ \mathrm{N} $ (3) 木块的质量 $ m=\frac{G}{g}=\frac{0.6\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.06\ \mathrm{kg} $,木块的密度 $ \rho=\frac{m}{V}=\frac{m}{V_{\mathrm{排}}'}=\frac{0.06\ \mathrm{kg}}{10^{-4}\ \mathrm{m}^{3}}=0.6× 10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3} $
解析
【分析】
1. 对于第（1）问：木块漂浮时，根据阿基米德原理，浮力等于排开液体的重力，已知溢出水的体积，代入阿基米德原理公式$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$即可求出浮力。
2. 对于第（2）问：先利用漂浮条件得出木块的重力等于漂浮时的浮力；当木块上表面与水面相平时，木块完全浸没，此时排开水的体积为总共溢出的水的体积，再次用阿基米德原理求出此时的浮力；对木块受力分析，木块受向下的重力、手的压力和向上的浮力，根据力的平衡条件$F_{浮}'=G+F$，即可求出手对木块的压力$F$。
3. 对于第（3）问：先根据$G=mg$求出木块的质量，木块完全浸没时排开水的体积等于木块的体积，再利用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$求出木块的密度。
【解析】
（1）木块漂浮时排开水的体积$V_{排}=60mL=60×10^{-6}m^{3}$，根据阿基米德原理，木块漂浮时所受浮力：
$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×60×10^{-6}m^{3}=0.6N$
（2）根据物体漂浮条件，木块的重力$G=F_{浮}=0.6N$；
当木块上表面刚好与水面相平时，排开水的体积$V_{排}'=100mL=100×10^{-6}m^{3}=10^{-4}m^{3}$，此时木块受到的浮力：
$F_{浮}'=\rho_{水}gV_{排}'=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×10^{-4}m^{3}=1N$
对木块受力分析，此时木块受重力$G$、手的压力$F$和浮力$F_{浮}'$，根据力的平衡条件$F_{浮}'=G+F$，可得手对木块的压力：
$F=F_{浮}'-G=1N-0.6N=0.4N$
（3）木块的质量$m=\frac{G}{g}=\frac{0.6N}{10N/kg}=0.06kg$，
木块完全浸没时的体积等于排开水的体积，即$V=V_{排}'=10^{-4}m^{3}$，
则木块的密度：
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.06kg}{10^{-4}m^{3}}=0.6×10^{3}kg/m^{3}$
【答案】
（1）$\boldsymbol{0.6N}$
（2）$\boldsymbol{0.4N}$
（3）$\boldsymbol{0.6×10^{3}kg/m^{3}}$
【知识点】
阿基米德原理；物体浮沉条件；密度公式应用
【点评】
本题综合考查了阿基米德原理、物体浮沉条件以及密度公式的应用，解题的关键是明确排开水的体积与溢出水体积的关系，同时要注意单位的统一，受力分析是解决第（2）问的核心。
【难度系数】
0.6
1. 对于第（1）问：木块漂浮时，根据阿基米德原理，浮力等于排开液体的重力，已知溢出水的体积，代入阿基米德原理公式$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$即可求出浮力。
2. 对于第（2）问：先利用漂浮条件得出木块的重力等于漂浮时的浮力；当木块上表面与水面相平时，木块完全浸没，此时排开水的体积为总共溢出的水的体积，再次用阿基米德原理求出此时的浮力；对木块受力分析，木块受向下的重力、手的压力和向上的浮力，根据力的平衡条件$F_{浮}'=G+F$，即可求出手对木块的压力$F$。
3. 对于第（3）问：先根据$G=mg$求出木块的质量，木块完全浸没时排开水的体积等于木块的体积，再利用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$求出木块的密度。
【解析】
（1）木块漂浮时排开水的体积$V_{排}=60mL=60×10^{-6}m^{3}$，根据阿基米德原理，木块漂浮时所受浮力：
$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×60×10^{-6}m^{3}=0.6N$
（2）根据物体漂浮条件，木块的重力$G=F_{浮}=0.6N$；
当木块上表面刚好与水面相平时，排开水的体积$V_{排}'=100mL=100×10^{-6}m^{3}=10^{-4}m^{3}$，此时木块受到的浮力：
$F_{浮}'=\rho_{水}gV_{排}'=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×10^{-4}m^{3}=1N$
对木块受力分析，此时木块受重力$G$、手的压力$F$和浮力$F_{浮}'$，根据力的平衡条件$F_{浮}'=G+F$，可得手对木块的压力：
$F=F_{浮}'-G=1N-0.6N=0.4N$
（3）木块的质量$m=\frac{G}{g}=\frac{0.6N}{10N/kg}=0.06kg$，
木块完全浸没时的体积等于排开水的体积，即$V=V_{排}'=10^{-4}m^{3}$，
则木块的密度：
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.06kg}{10^{-4}m^{3}}=0.6×10^{3}kg/m^{3}$
【答案】
（1）$\boldsymbol{0.6N}$
（2）$\boldsymbol{0.4N}$
（3）$\boldsymbol{0.6×10^{3}kg/m^{3}}$
【知识点】
阿基米德原理；物体浮沉条件；密度公式应用
【点评】
本题综合考查了阿基米德原理、物体浮沉条件以及密度公式的应用，解题的关键是明确排开水的体积与溢出水体积的关系，同时要注意单位的统一，受力分析是解决第（2）问的核心。
【难度系数】
0.6
