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11. 为了探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受重力的关系，某同学进行了下图所示的实验。
(1)你觉得最合理的实验顺序是
(2)选用其他液体多次实验后，可得出结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体的
(3)图乙中，浸没在水中的合金块匀速向下运动的过程中，合金块所受的浮力
(4)合金块的密度是
(1)你觉得最合理的实验顺序是
丁、甲、乙、丙
。(2)选用其他液体多次实验后，可得出结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体的
重力
大小。(3)图乙中，浸没在水中的合金块匀速向下运动的过程中，合金块所受的浮力
不变
(选填“变大”“不变”或“变小”)。(4)合金块的密度是
4×10³ kg/m³
。答案
11. (1)丁、甲、乙、丙 (2)重力 (3)不变 (4)4×10³ kg/m³
解析
【分析】
本题是探究阿基米德原理的实验题，需结合实验步骤的合理性、阿基米德原理内容、浮力影响因素、密度计算等知识点逐一分析：
1. 实验顺序分析：为准确测量排开水的重力，需先测空桶重力，避免后续残留水影响空桶重力的测量，再依次测量合金块重力、浸没测浮力收集排水、桶和排水总重，以此减小实验误差。
2. 原理结论考查：直接对应阿基米德原理的核心内容，回忆原理即可作答。
3. 浮力变化判断：浮力大小由液体密度和排开液体体积决定，分析合金块运动时这两个因素是否改变，即可判断浮力变化。
4. 密度计算推导：先通过重力求合金块质量，再用称重法求浮力，结合阿基米德原理求出合金块体积，最后利用密度公式计算密度。
【解析】
(1) 为减小实验误差，合理的实验顺序应为：先测空桶所受重力（丁），再测实心合金块所受重力（甲），接着将合金块浸没在装满水的溢水杯中测浮力并收集排水（乙），最后测桶和排开的水所受的重力（丙），故顺序为丁、甲、乙、丙。
(2) 根据阿基米德原理的结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体的重力大小。
(3) 浸没在水中的合金块匀速向下运动时，排开水的体积和水的密度均不变，由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知，合金块所受浮力不变。
(4) ① 合金块的重力$G=2.0N$，则合金块的质量：
$m=\frac{G}{g}=\frac{2.0N}{10N/kg}=0.2kg$
② 由称重法可得合金块受到的浮力：
$F_{浮}=G-F_{示}=2.0N-1.5N=0.5N$
③ 根据阿基米德原理$F_{浮}=G_{排}=\rho_{水}gV_{排}$，且合金块浸没时$V=V_{排}$，可得合金块的体积：
$V=V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{水}g}=\frac{0.5N}{1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg}=5×10^{-5}m^{3}$
④ 合金块的密度：
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.2kg}{5×10^{-5}m^{3}}=4×10^{3}kg/m^{3}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{丁、甲、乙、丙}$
(2) $\boldsymbol{重力}$
(3) $\boldsymbol{不变}$
(4) $\boldsymbol{4×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}}$
【知识点】
1. 阿基米德原理
2. 浮力的影响因素
3. 密度的计算
【点评】
本题综合性较强，既考查实验操作的误差控制逻辑，又结合阿基米德原理进行定量计算，需要学生掌握实验设计思路，同时能灵活运用重力、浮力、密度公式进行推导，对实验逻辑和公式应用能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
本题是探究阿基米德原理的实验题，需结合实验步骤的合理性、阿基米德原理内容、浮力影响因素、密度计算等知识点逐一分析：
1. 实验顺序分析：为准确测量排开水的重力，需先测空桶重力，避免后续残留水影响空桶重力的测量，再依次测量合金块重力、浸没测浮力收集排水、桶和排水总重，以此减小实验误差。
2. 原理结论考查：直接对应阿基米德原理的核心内容，回忆原理即可作答。
3. 浮力变化判断：浮力大小由液体密度和排开液体体积决定，分析合金块运动时这两个因素是否改变，即可判断浮力变化。
4. 密度计算推导：先通过重力求合金块质量，再用称重法求浮力，结合阿基米德原理求出合金块体积，最后利用密度公式计算密度。
【解析】
(1) 为减小实验误差，合理的实验顺序应为：先测空桶所受重力（丁），再测实心合金块所受重力（甲），接着将合金块浸没在装满水的溢水杯中测浮力并收集排水（乙），最后测桶和排开的水所受的重力（丙），故顺序为丁、甲、乙、丙。
(2) 根据阿基米德原理的结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体的重力大小。
(3) 浸没在水中的合金块匀速向下运动时，排开水的体积和水的密度均不变，由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知，合金块所受浮力不变。
(4) ① 合金块的重力$G=2.0N$，则合金块的质量：
$m=\frac{G}{g}=\frac{2.0N}{10N/kg}=0.2kg$
② 由称重法可得合金块受到的浮力：
$F_{浮}=G-F_{示}=2.0N-1.5N=0.5N$
③ 根据阿基米德原理$F_{浮}=G_{排}=\rho_{水}gV_{排}$，且合金块浸没时$V=V_{排}$，可得合金块的体积：
$V=V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{水}g}=\frac{0.5N}{1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg}=5×10^{-5}m^{3}$
④ 合金块的密度：
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.2kg}{5×10^{-5}m^{3}}=4×10^{3}kg/m^{3}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{丁、甲、乙、丙}$
(2) $\boldsymbol{重力}$
(3) $\boldsymbol{不变}$
(4) $\boldsymbol{4×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}}$
【知识点】
1. 阿基米德原理
2. 浮力的影响因素
3. 密度的计算
【点评】
本题综合性较强，既考查实验操作的误差控制逻辑，又结合阿基米德原理进行定量计算，需要学生掌握实验设计思路，同时能灵活运用重力、浮力、密度公式进行推导，对实验逻辑和公式应用能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
12. 如图，一个边长为$a$的正方体铁块从图甲所示的实线位置（此时该正方体的下表面恰与水面齐平），缓慢下降至图中的虚线位置；图乙则反映铁块受到的拉力$F$大小和铁块下表面在水中的深度$h$关系的图像。求：
（1）铁块所受的重力。
（2）铁块浸没后所受的浮力。
（3）铁块的体积。
（1）铁块所受的重力。
（2）铁块浸没后所受的浮力。
（3）铁块的体积。
答案
12. (1)10 N (2)4 N (3)4×10⁻⁴ m³
解析
【分析】
1. 求铁块重力：当铁块下表面深度$h=0$时，铁块未浸入水中，此时拉力与重力是一对平衡力，大小相等，从图乙中可直接读取此时的拉力，从而得到重力。
2. 求浸没后浮力：当铁块完全浸没后，拉力保持恒定，根据称重法测浮力公式$F_{浮}=G-F_{拉}$，代入重力和此时的拉力即可计算出浮力。
3. 求铁块体积：铁块浸没时，排开水的体积等于铁块的体积，利用阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$变形，代入浮力、水的密度和重力加速度的数值，即可求出铁块体积。
【解析】
（1）由图乙可知，当$h=0$时，铁块未浸入水中，此时拉力$F_{1}=10N$。
因为铁块缓慢下降处于平衡状态，拉力与重力是一对平衡力，大小相等，所以铁块的重力：
$G=F_{1}=10N$。
（2）当铁块浸没后（$h≥ a$），拉力$F_{2}=6N$，根据称重法测浮力公式，铁块浸没后所受浮力：
$F_{浮}=G-F_{2}=10N - 6N=4N$。
（3）铁块浸没时，排开水的体积等于铁块的体积，由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$可得，铁块的体积：
$V=V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{水}g}=\frac{4N}{1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg}=4×10^{-4}m^{3}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{10N}$
(2) $\boldsymbol{4N}$
(3) $\boldsymbol{4×10^{-4}m^{3}}$
【知识点】
称重法测浮力，阿基米德原理，二力平衡
【点评】
本题结合图像考查浮力的相关计算，关键是从图像中提取有效信息，明确拉力随深度变化的规律，灵活运用称重法和阿基米德原理进行求解，属于浮力基础综合题。
【难度系数】
0.6
1. 求铁块重力：当铁块下表面深度$h=0$时，铁块未浸入水中，此时拉力与重力是一对平衡力，大小相等，从图乙中可直接读取此时的拉力，从而得到重力。
2. 求浸没后浮力：当铁块完全浸没后，拉力保持恒定，根据称重法测浮力公式$F_{浮}=G-F_{拉}$，代入重力和此时的拉力即可计算出浮力。
3. 求铁块体积：铁块浸没时，排开水的体积等于铁块的体积，利用阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$变形，代入浮力、水的密度和重力加速度的数值，即可求出铁块体积。
【解析】
（1）由图乙可知，当$h=0$时，铁块未浸入水中，此时拉力$F_{1}=10N$。
因为铁块缓慢下降处于平衡状态，拉力与重力是一对平衡力，大小相等，所以铁块的重力：
$G=F_{1}=10N$。
（2）当铁块浸没后（$h≥ a$），拉力$F_{2}=6N$，根据称重法测浮力公式，铁块浸没后所受浮力：
$F_{浮}=G-F_{2}=10N - 6N=4N$。
（3）铁块浸没时，排开水的体积等于铁块的体积，由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$可得，铁块的体积：
$V=V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{水}g}=\frac{4N}{1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg}=4×10^{-4}m^{3}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{10N}$
(2) $\boldsymbol{4N}$
(3) $\boldsymbol{4×10^{-4}m^{3}}$
【知识点】
称重法测浮力，阿基米德原理，二力平衡
【点评】
本题结合图像考查浮力的相关计算，关键是从图像中提取有效信息，明确拉力随深度变化的规律，灵活运用称重法和阿基米德原理进行求解，属于浮力基础综合题。
【难度系数】
0.6
