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3. 图 9 - 15 是“探究浮力大小与哪些因素有关”的几个实验情景，实验甲、丙和丁中，弹簧测力计的示数分别为 4.0 N、2.8 N 和 2.5 N。若盐水的密度为 $ 1.2×10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 $，则下列结论中
A.物体的密度为 $ 4×10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 $
B.实验乙中，物体受到的拉力为 3 N
C.实验丙中，弹簧测力计的示数比乙中小 0.5 N
D.实验丁中，容器底部受到的压力大于 0.3 N
错
误
的是()。A.物体的密度为 $ 4×10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 $
B.实验乙中，物体受到的拉力为 3 N
C.实验丙中，弹簧测力计的示数比乙中小 0.5 N
D.实验丁中，容器底部受到的压力大于 0.3 N
答案
C
解析
【解析】
首先，由实验甲可知物体重力$ G = 4.0 \, \mathrm{N} $。
1. 分析A选项：
物体在盐水中浸没时，浮力$ F_{\mathrm{浮盐}} = G - F_{\mathrm{丙}} = 4.0 \, \mathrm{N} - 2.8 \, \mathrm{N} = 1.2 \, \mathrm{N} $。根据阿基米德原理$ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{液}} g V_{\mathrm{排}} $，因物体浸没，$ V_{\mathrm{物}} = V_{\mathrm{排}} $，则$ V_{\mathrm{物}} = \frac{F_{\mathrm{浮盐}}}{\rho_{\mathrm{盐水}} g} = \frac{1.2 \, \mathrm{N}}{1.2 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 × 10 \, \mathrm{N/kg}} = 1 × 10^{-4} \, \mathrm{m}^3 $。物体质量$ m = \frac{G}{g} = \frac{4.0 \, \mathrm{N}}{10 \, \mathrm{N/kg}} = 0.4 \, \mathrm{kg} $，物体密度$ \rho_{\mathrm{物}} = \frac{m}{V_{\mathrm{物}}} = \frac{0.4 \, \mathrm{kg}}{1 × 10^{-4} \, \mathrm{m}^3} = 4 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 $，A正确。
2. 分析B选项：
实验乙中物体浸没在水中，浮力$ F_{\mathrm{浮水}} = \rho_{\mathrm{水}} g V_{\mathrm{物}} = 1 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 × 10 \, \mathrm{N/kg} × 1 × 10^{-4} \, \mathrm{m}^3 = 1 \, \mathrm{N} $，拉力$ F_{\mathrm{拉}} = G - F_{\mathrm{浮水}} = 4.0 \, \mathrm{N} - 1 \, \mathrm{N} = 3 \, \mathrm{N} $，B正确。
3. 分析C选项：
实验丙中弹簧测力计示数为2.8N，乙中拉力为3N，差值为$ 3 \, \mathrm{N} - 2.8 \, \mathrm{N} = 0.2 \, \mathrm{N} $，并非0.5N，C错误。
4. 分析D选项：
实验丁中，物体受到容器底部的支持力$ F_{\mathrm{支}} = G - F_{\mathrm{浮盐}} - F_{\mathrm{丁}} = 4.0 \, \mathrm{N} - 1.2 \, \mathrm{N} - 2.5 \, \mathrm{N} = 0.3 \, \mathrm{N} $，根据力的作用相互性，物体对容器底部的压力为0.3N，同时容器底部还受到盐水的压力，故容器底部受到的压力大于0.3N，D正确。
【答案】
C
【知识点】
称重法测浮力、阿基米德原理、密度计算
【点评】
本题综合考查浮力的相关计算，需结合称重法、阿基米德原理分析各力的关系，注重对逻辑分析与计算能力的考查。
【难度系数】
0.6
首先，由实验甲可知物体重力$ G = 4.0 \, \mathrm{N} $。
1. 分析A选项：
物体在盐水中浸没时，浮力$ F_{\mathrm{浮盐}} = G - F_{\mathrm{丙}} = 4.0 \, \mathrm{N} - 2.8 \, \mathrm{N} = 1.2 \, \mathrm{N} $。根据阿基米德原理$ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{液}} g V_{\mathrm{排}} $，因物体浸没，$ V_{\mathrm{物}} = V_{\mathrm{排}} $，则$ V_{\mathrm{物}} = \frac{F_{\mathrm{浮盐}}}{\rho_{\mathrm{盐水}} g} = \frac{1.2 \, \mathrm{N}}{1.2 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 × 10 \, \mathrm{N/kg}} = 1 × 10^{-4} \, \mathrm{m}^3 $。物体质量$ m = \frac{G}{g} = \frac{4.0 \, \mathrm{N}}{10 \, \mathrm{N/kg}} = 0.4 \, \mathrm{kg} $，物体密度$ \rho_{\mathrm{物}} = \frac{m}{V_{\mathrm{物}}} = \frac{0.4 \, \mathrm{kg}}{1 × 10^{-4} \, \mathrm{m}^3} = 4 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 $，A正确。
2. 分析B选项：
实验乙中物体浸没在水中，浮力$ F_{\mathrm{浮水}} = \rho_{\mathrm{水}} g V_{\mathrm{物}} = 1 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 × 10 \, \mathrm{N/kg} × 1 × 10^{-4} \, \mathrm{m}^3 = 1 \, \mathrm{N} $，拉力$ F_{\mathrm{拉}} = G - F_{\mathrm{浮水}} = 4.0 \, \mathrm{N} - 1 \, \mathrm{N} = 3 \, \mathrm{N} $，B正确。
3. 分析C选项：
实验丙中弹簧测力计示数为2.8N，乙中拉力为3N，差值为$ 3 \, \mathrm{N} - 2.8 \, \mathrm{N} = 0.2 \, \mathrm{N} $，并非0.5N，C错误。
4. 分析D选项：
实验丁中，物体受到容器底部的支持力$ F_{\mathrm{支}} = G - F_{\mathrm{浮盐}} - F_{\mathrm{丁}} = 4.0 \, \mathrm{N} - 1.2 \, \mathrm{N} - 2.5 \, \mathrm{N} = 0.3 \, \mathrm{N} $，根据力的作用相互性，物体对容器底部的压力为0.3N，同时容器底部还受到盐水的压力，故容器底部受到的压力大于0.3N，D正确。
【答案】
C
【知识点】
称重法测浮力、阿基米德原理、密度计算
【点评】
本题综合考查浮力的相关计算，需结合称重法、阿基米德原理分析各力的关系，注重对逻辑分析与计算能力的考查。
【难度系数】
0.6
4. 小梦同学所在的学习小组在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，选用了弹簧测力计、烧杯、水、盐、细线、体积相同的实心铁块和铜块等器材进行实验(图 9 - 16)。已知 $ \rho_{\mathrm{铁}} ＜ \rho_{\mathrm{铜}} $，下列实验操作中，能使弹簧测力计的示数变大的是()。
A.铜块替换铁块仍浸没在图示位置
B.将铁块从图示位置略往下放
C.向烧杯中加适量的盐并轻轻搅动
D.往烧杯中加适量水
A.铜块替换铁块仍浸没在图示位置
B.将铁块从图示位置略往下放
C.向烧杯中加适量的盐并轻轻搅动
D.往烧杯中加适量水
答案
A
解析
【解析】
根据称重法测浮力公式 $ F_{\mathrm{示}} = G - F_{\mathrm{浮}} $，结合阿基米德原理 $ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{液}}gV_{\mathrm{排}} $ 分析各选项：
选项A：铜块与铁块体积相同，浸没时 $ V_{\mathrm{排}} $ 相同，水的密度不变，故浮力 $ F_{\mathrm{浮}} $ 相同；已知 $ \rho_{\mathrm{铁}} ＜ \rho_{\mathrm{铜}} $，由 $ G = mg = \rho Vg $ 可知 $ G_{\mathrm{铜}} ＞ G_{\mathrm{铁}} $，因此 $ F_{\mathrm{示铜}} = G_{\mathrm{铜}} - F_{\mathrm{浮}} ＞ F_{\mathrm{示铁}} = G_{\mathrm{铁}} - F_{\mathrm{浮}} $，弹簧测力计示数变大，A符合要求。
选项B：铁块从图示位置略往下放，仍浸没在水中，$ V_{\mathrm{排}} $ 和水的密度均不变，浮力不变，铁块重力不变，故弹簧测力计示数不变，B不符合要求。
选项C：向烧杯加盐，液体密度变大，铁块浸没时 $ V_{\mathrm{排}} $ 不变，浮力变大，铁块重力不变，由 $ F_{\mathrm{示}} = G - F_{\mathrm{浮}} $ 可知，弹簧测力计示数变小，C不符合要求。
选项D：往烧杯加水，铁块仍浸没在水中，$ V_{\mathrm{排}} $ 和水的密度均不变，浮力不变，铁块重力不变，故弹簧测力计示数不变，D不符合要求。
【答案】
A
【知识点】
阿基米德原理、称重法测浮力
【点评】
本题考查浮力的相关知识，需熟练结合称重法测浮力公式与阿基米德原理，分析各因素对弹簧测力计示数的影响，关键是明确各选项中物体重力和浮力的变化情况。
【难度系数】
0.6
根据称重法测浮力公式 $ F_{\mathrm{示}} = G - F_{\mathrm{浮}} $，结合阿基米德原理 $ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{液}}gV_{\mathrm{排}} $ 分析各选项：
选项A：铜块与铁块体积相同，浸没时 $ V_{\mathrm{排}} $ 相同，水的密度不变，故浮力 $ F_{\mathrm{浮}} $ 相同；已知 $ \rho_{\mathrm{铁}} ＜ \rho_{\mathrm{铜}} $，由 $ G = mg = \rho Vg $ 可知 $ G_{\mathrm{铜}} ＞ G_{\mathrm{铁}} $，因此 $ F_{\mathrm{示铜}} = G_{\mathrm{铜}} - F_{\mathrm{浮}} ＞ F_{\mathrm{示铁}} = G_{\mathrm{铁}} - F_{\mathrm{浮}} $，弹簧测力计示数变大，A符合要求。
选项B：铁块从图示位置略往下放，仍浸没在水中，$ V_{\mathrm{排}} $ 和水的密度均不变，浮力不变，铁块重力不变，故弹簧测力计示数不变，B不符合要求。
选项C：向烧杯加盐，液体密度变大，铁块浸没时 $ V_{\mathrm{排}} $ 不变，浮力变大，铁块重力不变，由 $ F_{\mathrm{示}} = G - F_{\mathrm{浮}} $ 可知，弹簧测力计示数变小，C不符合要求。
选项D：往烧杯加水，铁块仍浸没在水中，$ V_{\mathrm{排}} $ 和水的密度均不变，浮力不变，铁块重力不变，故弹簧测力计示数不变，D不符合要求。
【答案】
A
【知识点】
阿基米德原理、称重法测浮力
【点评】
本题考查浮力的相关知识，需熟练结合称重法测浮力公式与阿基米德原理，分析各因素对弹簧测力计示数的影响，关键是明确各选项中物体重力和浮力的变化情况。
【难度系数】
0.6
5. 小明通过图 9 - 17 中的实验探究影响浮力大小的因素。由甲、乙、丙三次实验可知，物体浸没在水中受到的浮力为N，物体浸没在盐水中受到的浮力为N。从乙、丙两图可以看出浮力的大小与液体的有关。
答案
1
1.2
密度
1.2
密度
解析
【解析】
1. 读取图9-17中甲图的弹簧测力计示数，可知物体重力$ G = 4N $；
2. 乙图中物体浸没在水中，弹簧测力计示数$ F_{\mathrm{示水}} = 3N $，根据称重法测浮力公式$ F_{\mathrm{浮}} = G - F_{\mathrm{示}} $，可得物体浸没在水中受到的浮力：$ F_{\mathrm{浮水}} = 4N - 3N = 1N $；
3. 丙图中物体浸没在盐水中，弹簧测力计示数$ F_{\mathrm{示盐}} = 2.8N $，同理可得物体浸没在盐水中受到的浮力：$ F_{\mathrm{浮盐}} = 4N - 2.8N = 1.2N $；
4. 乙、丙两图中，物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计示数不同（即浮力不同），说明浮力的大小与液体的密度有关。
【答案】
1；1.2；密度
【知识点】
1. 称重法测浮力
2. 影响浮力大小的因素
【点评】
本题通过控制变量法探究浮力的影响因素，核心考查称重法测浮力的计算及控制变量思想的应用，需准确读取弹簧测力计的示数，熟练运用称重法公式进行计算，是浮力部分的基础实验题型。
【难度系数】
0.6
1. 读取图9-17中甲图的弹簧测力计示数，可知物体重力$ G = 4N $；
2. 乙图中物体浸没在水中，弹簧测力计示数$ F_{\mathrm{示水}} = 3N $，根据称重法测浮力公式$ F_{\mathrm{浮}} = G - F_{\mathrm{示}} $，可得物体浸没在水中受到的浮力：$ F_{\mathrm{浮水}} = 4N - 3N = 1N $；
3. 丙图中物体浸没在盐水中，弹簧测力计示数$ F_{\mathrm{示盐}} = 2.8N $，同理可得物体浸没在盐水中受到的浮力：$ F_{\mathrm{浮盐}} = 4N - 2.8N = 1.2N $；
4. 乙、丙两图中，物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计示数不同（即浮力不同），说明浮力的大小与液体的密度有关。
【答案】
1；1.2；密度
【知识点】
1. 称重法测浮力
2. 影响浮力大小的因素
【点评】
本题通过控制变量法探究浮力的影响因素，核心考查称重法测浮力的计算及控制变量思想的应用，需准确读取弹簧测力计的示数，熟练运用称重法公式进行计算，是浮力部分的基础实验题型。
【难度系数】
0.6
6. 小明利用烧杯、水、细线、弹簧测力计和橡皮泥等器材，探究浸没在液体中的固体所受浮力大小是否与其形状有关。他先用细线绑好橡皮泥，悬挂在弹簧测力计下，使橡皮泥缓慢下沉直至在水中，读出此时测力计的示数 $ F_1 $；接下来他应，重复上述步骤，读出测力计的示数 $ F_2 $。若 $ F_1 $(选填“＞”“＜”或“=”)$ F_2 $，则说明固体所受浮力大小与其形状无关。
答案
浸没
改变橡皮泥的形状
=
改变橡皮泥的形状
=
解析
【解析】
本实验采用控制变量法探究浸没在液体中的固体所受浮力与形状的关系，需控制液体密度和排开液体体积不变。首先用细线绑好橡皮泥，悬挂在弹簧测力计下，使橡皮泥缓慢下沉直至浸没在水中，读出此时测力计的示数$F_1$；接下来应改变橡皮泥的形状，重复上述步骤，读出测力计的示数$F_2$。根据称重法测浮力$F_浮=G-F_示$，若$F_1=F_2$，则两次浮力相等，说明固体所受浮力大小与其形状无关。
【答案】
浸没；改变橡皮泥的形状；=
【知识点】
控制变量法；阿基米德原理；浮力的影响因素
【点评】
本题考查探究浮力大小与形状关系的实验，重点考查控制变量法的应用，通过称重法判断浮力大小，帮助加深对浮力影响因素的理解。
【难度系数】
0.6
本实验采用控制变量法探究浸没在液体中的固体所受浮力与形状的关系，需控制液体密度和排开液体体积不变。首先用细线绑好橡皮泥，悬挂在弹簧测力计下，使橡皮泥缓慢下沉直至浸没在水中，读出此时测力计的示数$F_1$；接下来应改变橡皮泥的形状，重复上述步骤，读出测力计的示数$F_2$。根据称重法测浮力$F_浮=G-F_示$，若$F_1=F_2$，则两次浮力相等，说明固体所受浮力大小与其形状无关。
【答案】
浸没；改变橡皮泥的形状；=
【知识点】
控制变量法；阿基米德原理；浮力的影响因素
【点评】
本题考查探究浮力大小与形状关系的实验，重点考查控制变量法的应用，通过称重法判断浮力大小，帮助加深对浮力影响因素的理解。
【难度系数】
0.6
7. 在探究影响物体所受浮力大小的因素实验中，实验器材有一个重为 5 N、底面积为 $ 2.5×10^{-3} \, \mathrm{m}^2 $ 的实心长方体，一个底面积为 $ 100 \, \mathrm{cm}^2 $ 足够高的柱形容器。小华将长方体用细线悬挂在弹簧测力计下，实验步骤和弹簧测力计的示数如图 9 - 18 所示。
(1) 甲实验中水面恰好与长方体的标记线相平，此时弹簧测力计的示数为N，分析甲、乙两次实验，可知浮力大小与有关。
(2) 分析乙、丙两次实验，可知浮力大小与无关。
(3) 完成上述实验后，小华将长方体取出擦干，倒出容器中的水，重新倒入其他液体并放在水平桌面上，此时液体对容器底的压强为 $ p_1 $。将长方体缓慢放入该液体中，当液面达到长方体的标记线时(长方体未接触容器底)，弹簧测力计示数小于 3.8 N，说明浮力大小与有关。
]
(1) 甲实验中水面恰好与长方体的标记线相平，此时弹簧测力计的示数为N，分析甲、乙两次实验，可知浮力大小与有关。
(2) 分析乙、丙两次实验，可知浮力大小与无关。
(3) 完成上述实验后，小华将长方体取出擦干，倒出容器中的水，重新倒入其他液体并放在水平桌面上，此时液体对容器底的压强为 $ p_1 $。将长方体缓慢放入该液体中，当液面达到长方体的标记线时(长方体未接触容器底)，弹簧测力计示数小于 3.8 N，说明浮力大小与有关。
]答案
3.8
物体排开液体的体积
物体浸
没在液体中的深度
液体密度
解析
【解析】
(1) 由图甲可知弹簧测力计的示数为3.8N；甲、乙两次实验中，液体密度相同，物体排开液体的体积不同，弹簧测力计示数不同，物体受到的浮力不同，故可知浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(2) 乙、丙两次实验中，物体都浸没在水中，排开液体的体积和液体密度相同，物体浸没在液体中的深度不同，弹簧测力计示数相同，物体受到的浮力相同，故可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(3) 将长方体放入另一种液体中，液面达到标记线时，物体排开液体的体积与甲实验中相同，弹簧测力计示数小于3.8N，说明受到的浮力更大，故可知浮力大小与液体密度有关。
【答案】
(1) $\boldsymbol{3.8}$；$\boldsymbol{物体排开液体的体积}$
(2) $\boldsymbol{物体浸没在液体中的深度}$
(3) $\boldsymbol{液体密度}$
【知识点】
影响浮力的因素；控制变量法；称重法测浮力
【点评】
本题通过控制变量法探究影响浮力大小的因素，考查对实验现象的分析和归纳能力，注重对实验探究方法的应用。
【难度系数】
0.7
(1) 由图甲可知弹簧测力计的示数为3.8N；甲、乙两次实验中，液体密度相同，物体排开液体的体积不同，弹簧测力计示数不同，物体受到的浮力不同，故可知浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(2) 乙、丙两次实验中，物体都浸没在水中，排开液体的体积和液体密度相同，物体浸没在液体中的深度不同，弹簧测力计示数相同，物体受到的浮力相同，故可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(3) 将长方体放入另一种液体中，液面达到标记线时，物体排开液体的体积与甲实验中相同，弹簧测力计示数小于3.8N，说明受到的浮力更大，故可知浮力大小与液体密度有关。
【答案】
(1) $\boldsymbol{3.8}$；$\boldsymbol{物体排开液体的体积}$
(2) $\boldsymbol{物体浸没在液体中的深度}$
(3) $\boldsymbol{液体密度}$
【知识点】
影响浮力的因素；控制变量法；称重法测浮力
【点评】
本题通过控制变量法探究影响浮力大小的因素，考查对实验现象的分析和归纳能力，注重对实验探究方法的应用。
【难度系数】
0.7
