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1. 一同学在岸上最多只能搬得起质量是$30 \mathrm{ kg}$的鹅卵石. 如果鹅卵石的密度是$2.5 × 10^3 \mathrm{ kg/m}^3$，则该同学在水中最多能搬得起质量是
50
$\mathrm{ kg}$的鹅卵石(石头不露出水面). 这时石头受到的浮力是200
$\mathrm{ N}(\rho_{\mathrm{水}} = 1.0 × 10^3 \mathrm{ kg/m}^3, g$取$10 \mathrm{ N/kg})$.答案
50
200
200
解析
【分析】
首先，同学在岸上能搬起30kg的鹅卵石，说明他能施加的最大举力等于该鹅卵石的重力。在水中搬鹅卵石时，石头受重力、浮力和举力，三者满足受力平衡：石头的重力等于举力与浮力之和。我们先算出最大举力，再设水中石头质量为m，用密度公式表示石头体积，结合阿基米德原理写出浮力表达式，最后通过受力平衡方程求解质量，再计算浮力。
【解析】
1. 计算同学的最大举力：
同学在岸上最多能搬起质量$m_{岸}=30\mathrm{kg}$的鹅卵石，因此最大举力：
$F = G_{岸} = m_{岸}g = 30\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=300\mathrm{N}$
2. 设水中最多能搬起的鹅卵石质量为$m$，则石头的重力$G = mg$；
根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，可得石头的体积$V = \frac{m}{\rho_{石}}$。
3. 石头浸没在水中时，$V_{排}=V$，由阿基米德原理得石头受到的浮力：
$F_{浮} = \rho_{水}gV_{排} = \rho_{水}g\frac{m}{\rho_{石}}$
4. 根据受力平衡$G = F + F_{浮}$，代入得：
$mg = F + \rho_{水}g\frac{m}{\rho_{石}}$
代入已知数值：
$m×10\mathrm{N/kg} = 300\mathrm{N} + 1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}×\frac{m}{2.5×10^3\mathrm{kg/m}^3}$
化简求解：
$10m = 300 + 4m$
$6m = 300$
$m = 50\mathrm{kg}$
5. 计算石头受到的浮力：
$F_{浮} = mg - F = 50\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg} - 300\mathrm{N}=200\mathrm{N}$
【答案】
50；200
【知识点】
阿基米德原理；受力平衡分析；密度公式应用
【点评】
本题综合考查密度、浮力与受力平衡的知识，核心是抓住“同学的最大举力不变”这一关键条件，结合阿基米德原理和密度公式建立方程求解，注重对知识点综合应用能力和逻辑分析能力的考察。
【难度系数】
0.6
首先，同学在岸上能搬起30kg的鹅卵石，说明他能施加的最大举力等于该鹅卵石的重力。在水中搬鹅卵石时，石头受重力、浮力和举力，三者满足受力平衡：石头的重力等于举力与浮力之和。我们先算出最大举力，再设水中石头质量为m，用密度公式表示石头体积，结合阿基米德原理写出浮力表达式，最后通过受力平衡方程求解质量，再计算浮力。
【解析】
1. 计算同学的最大举力：
同学在岸上最多能搬起质量$m_{岸}=30\mathrm{kg}$的鹅卵石，因此最大举力：
$F = G_{岸} = m_{岸}g = 30\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=300\mathrm{N}$
2. 设水中最多能搬起的鹅卵石质量为$m$，则石头的重力$G = mg$；
根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，可得石头的体积$V = \frac{m}{\rho_{石}}$。
3. 石头浸没在水中时，$V_{排}=V$，由阿基米德原理得石头受到的浮力：
$F_{浮} = \rho_{水}gV_{排} = \rho_{水}g\frac{m}{\rho_{石}}$
4. 根据受力平衡$G = F + F_{浮}$，代入得：
$mg = F + \rho_{水}g\frac{m}{\rho_{石}}$
代入已知数值：
$m×10\mathrm{N/kg} = 300\mathrm{N} + 1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}×\frac{m}{2.5×10^3\mathrm{kg/m}^3}$
化简求解：
$10m = 300 + 4m$
$6m = 300$
$m = 50\mathrm{kg}$
5. 计算石头受到的浮力：
$F_{浮} = mg - F = 50\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg} - 300\mathrm{N}=200\mathrm{N}$
【答案】
50；200
【知识点】
阿基米德原理；受力平衡分析；密度公式应用
【点评】
本题综合考查密度、浮力与受力平衡的知识，核心是抓住“同学的最大举力不变”这一关键条件，结合阿基米德原理和密度公式建立方程求解，注重对知识点综合应用能力和逻辑分析能力的考察。
【难度系数】
0.6
2. 用弹簧测力计悬挂一个实心柱体，将它浸入水中静止时，其上表面恰好与水面相平. 此时弹簧测力计的示数为$3\mathrm{ N}$，柱体下表面受到水的压力为$2\mathrm{ N}$，则柱体受到的浮力为
2
$\mathrm{N}$，其密度是2.5×10³
$\mathrm{kg/m}^3$.($g$取$10\mathrm{ N/kg}$，$\rho_{\mathrm{水}} = 1.0 × 10^3 \mathrm{ kg/m}^3$) 答案
2
$2.5×10^{3}$
$2.5×10^{3}$
解析
【分析】
1. 求浮力：根据浮力产生的实质，浮力等于物体上下表面受到的液体压力差。已知柱体上表面与水面相平，上表面不受水的压力（压力为0），下表面受到水的压力为2N，因此可直接计算浮力。
2. 求柱体密度：先对柱体进行受力分析，静止时柱体受重力、浮力、弹簧测力计的拉力，三力平衡，据此求出柱体的重力；再利用重力公式求出柱体的质量；根据阿基米德原理，由浮力求出柱体排开水的体积（柱体完全浸没，排开体积等于自身体积）；最后根据密度公式计算柱体的密度。
【解析】
1. 计算柱体受到的浮力：
根据浮力产生的原因，$ F_{\mathrm{浮}} = F_{\mathrm{下表面}} - F_{\mathrm{上表面}} $，
由于柱体上表面恰好与水面相平，上表面受到水的压力$ F_{\mathrm{上表面}} = 0\mathrm{ N} $，已知$ F_{\mathrm{下表面}} = 2\mathrm{ N} $，
所以$ F_{\mathrm{浮}} = 2\mathrm{ N} - 0\mathrm{ N} = 2\mathrm{ N} $。
2. 计算柱体的密度：
对柱体受力分析，柱体静止时受重力$ G $、浮力$ F_{\mathrm{浮}} $、弹簧测力计拉力$ F_{\mathrm{拉}} = 3\mathrm{ N} $，三力平衡，故$ G = F_{\mathrm{浮}} + F_{\mathrm{拉}} = 2\mathrm{ N} + 3\mathrm{ N} = 5\mathrm{ N} $。
由$ G = mg $得柱体的质量：
$ m = \frac{G}{g} = \frac{5\mathrm{ N}}{10\mathrm{ N/kg}} = 0.5\mathrm{ kg} $。
柱体完全浸没在水中，排开水的体积等于柱体的体积，根据阿基米德原理$ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}} g V_{\mathrm{排}} $，可得：
$ V = V_{\mathrm{排}} = \frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{水}} g} = \frac{2\mathrm{ N}}{1.0 × 10^3 \mathrm{ kg/m}^3 × 10\mathrm{ N/kg}} = 2 × 10^{-4} \mathrm{ m}^3 $。
由密度公式$ \rho = \frac{m}{V} $得柱体的密度：
$ \rho = \frac{0.5\mathrm{ kg}}{2 × 10^{-4} \mathrm{ m}^3} = 2.5 × 10^3 \mathrm{ kg/m}^3 $。
【答案】
2；$ 2.5×10^{3} $
【知识点】
浮力产生的原因；受力平衡分析；密度与浮力综合计算
【点评】
本题考查浮力的两种计算方法（压力差法、受力平衡法）以及密度的综合计算，需要熟练掌握浮力产生的实质、受力平衡条件和阿基米德原理的应用，理清各力之间的关系是解题关键。
【难度系数】
0.6
1. 求浮力：根据浮力产生的实质，浮力等于物体上下表面受到的液体压力差。已知柱体上表面与水面相平，上表面不受水的压力（压力为0），下表面受到水的压力为2N，因此可直接计算浮力。
2. 求柱体密度：先对柱体进行受力分析，静止时柱体受重力、浮力、弹簧测力计的拉力，三力平衡，据此求出柱体的重力；再利用重力公式求出柱体的质量；根据阿基米德原理，由浮力求出柱体排开水的体积（柱体完全浸没，排开体积等于自身体积）；最后根据密度公式计算柱体的密度。
【解析】
1. 计算柱体受到的浮力：
根据浮力产生的原因，$ F_{\mathrm{浮}} = F_{\mathrm{下表面}} - F_{\mathrm{上表面}} $，
由于柱体上表面恰好与水面相平，上表面受到水的压力$ F_{\mathrm{上表面}} = 0\mathrm{ N} $，已知$ F_{\mathrm{下表面}} = 2\mathrm{ N} $，
所以$ F_{\mathrm{浮}} = 2\mathrm{ N} - 0\mathrm{ N} = 2\mathrm{ N} $。
2. 计算柱体的密度：
对柱体受力分析，柱体静止时受重力$ G $、浮力$ F_{\mathrm{浮}} $、弹簧测力计拉力$ F_{\mathrm{拉}} = 3\mathrm{ N} $，三力平衡，故$ G = F_{\mathrm{浮}} + F_{\mathrm{拉}} = 2\mathrm{ N} + 3\mathrm{ N} = 5\mathrm{ N} $。
由$ G = mg $得柱体的质量：
$ m = \frac{G}{g} = \frac{5\mathrm{ N}}{10\mathrm{ N/kg}} = 0.5\mathrm{ kg} $。
柱体完全浸没在水中，排开水的体积等于柱体的体积，根据阿基米德原理$ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}} g V_{\mathrm{排}} $，可得：
$ V = V_{\mathrm{排}} = \frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{水}} g} = \frac{2\mathrm{ N}}{1.0 × 10^3 \mathrm{ kg/m}^3 × 10\mathrm{ N/kg}} = 2 × 10^{-4} \mathrm{ m}^3 $。
由密度公式$ \rho = \frac{m}{V} $得柱体的密度：
$ \rho = \frac{0.5\mathrm{ kg}}{2 × 10^{-4} \mathrm{ m}^3} = 2.5 × 10^3 \mathrm{ kg/m}^3 $。
【答案】
2；$ 2.5×10^{3} $
【知识点】
浮力产生的原因；受力平衡分析；密度与浮力综合计算
【点评】
本题考查浮力的两种计算方法（压力差法、受力平衡法）以及密度的综合计算，需要熟练掌握浮力产生的实质、受力平衡条件和阿基米德原理的应用，理清各力之间的关系是解题关键。
【难度系数】
0.6
3. 一个很薄的塑料袋装满水，将袋口扎紧后挂在弹簧测力计下测量，示数为$6\mathrm{ N}$，若使塑料袋体积的$\frac{2}{3}$浸在水中，此时弹簧测力计的示数接近于
(
A.$0\mathrm{ N}$
B.$6\mathrm{ N}$
C.$4\mathrm{ N}$
D.$2\mathrm{ N}$
(
D
)A.$0\mathrm{ N}$
B.$6\mathrm{ N}$
C.$4\mathrm{ N}$
D.$2\mathrm{ N}$
答案
D
解析
【分析】
首先，由于塑料袋很薄，可忽略其自身质量和体积，因此弹簧测力计初始示数6N即为袋内水的重力。要得到弹簧测力计的最终示数，需先根据阿基米德原理求出塑料袋受到的浮力，再利用“称重法”（弹簧测力计示数=物体重力-浮力）计算。具体思路：先由水的重力推导出水的体积，再结合排开水的体积是水体积的$\frac{2}{3}$，代入阿基米德原理公式算出浮力，最后用重力减去浮力得到测力计示数。
【解析】
已知塑料袋装满水时弹簧测力计示数为$6\mathrm{ N}$，忽略塑料袋质量和体积，可知袋内水的重力$ G = 6\mathrm{ N} $。
由$ G = mg = \rho_{水}gV_{水} $，可得水的体积$ V_{水} = \frac{G}{\rho_{水}g} $。
当塑料袋体积的$\frac{2}{3}$浸在水中时，排开水的体积$ V_{排} = \frac{2}{3}V_{水} $。
根据阿基米德原理，塑料袋受到的浮力：
$\begin{aligned}F_{浮}&=\rho_{水}gV_{排}\\&=\rho_{水}g×\frac{2}{3}V_{水}\\&=\rho_{水}g×\frac{2}{3}×\frac{G}{\rho_{水}g}\\&=\frac{2}{3}G\\&=\frac{2}{3}×6\mathrm{ N}=4\mathrm{ N}\end{aligned}$
根据称重法，弹簧测力计的示数：
$ F_{示}=G - F_{浮}=6\mathrm{ N} - 4\mathrm{ N}=2\mathrm{ N} $
【答案】
D
【知识点】
阿基米德原理、称重法测浮力
【点评】
本题核心是利用“塑料袋轻薄”的条件简化问题，将袋内水的重力与排开水的浮力建立关联，综合运用阿基米德原理和称重法求解，考查对浮力公式的灵活应用能力。
【难度系数】
0.6
首先，由于塑料袋很薄，可忽略其自身质量和体积，因此弹簧测力计初始示数6N即为袋内水的重力。要得到弹簧测力计的最终示数，需先根据阿基米德原理求出塑料袋受到的浮力，再利用“称重法”（弹簧测力计示数=物体重力-浮力）计算。具体思路：先由水的重力推导出水的体积，再结合排开水的体积是水体积的$\frac{2}{3}$，代入阿基米德原理公式算出浮力，最后用重力减去浮力得到测力计示数。
【解析】
已知塑料袋装满水时弹簧测力计示数为$6\mathrm{ N}$，忽略塑料袋质量和体积，可知袋内水的重力$ G = 6\mathrm{ N} $。
由$ G = mg = \rho_{水}gV_{水} $，可得水的体积$ V_{水} = \frac{G}{\rho_{水}g} $。
当塑料袋体积的$\frac{2}{3}$浸在水中时，排开水的体积$ V_{排} = \frac{2}{3}V_{水} $。
根据阿基米德原理，塑料袋受到的浮力：
$\begin{aligned}F_{浮}&=\rho_{水}gV_{排}\\&=\rho_{水}g×\frac{2}{3}V_{水}\\&=\rho_{水}g×\frac{2}{3}×\frac{G}{\rho_{水}g}\\&=\frac{2}{3}G\\&=\frac{2}{3}×6\mathrm{ N}=4\mathrm{ N}\end{aligned}$
根据称重法，弹簧测力计的示数：
$ F_{示}=G - F_{浮}=6\mathrm{ N} - 4\mathrm{ N}=2\mathrm{ N} $
【答案】
D
【知识点】
阿基米德原理、称重法测浮力
【点评】
本题核心是利用“塑料袋轻薄”的条件简化问题，将袋内水的重力与排开水的浮力建立关联，综合运用阿基米德原理和称重法求解，考查对浮力公式的灵活应用能力。
【难度系数】
0.6
4. 小强用如图所示的实验装置验证阿基米德原理，通过调节升降台让金属块浸入盛满水的溢水杯中(金属块始终未与容器底接触)，溢出的水会流入右侧空桶中，下列说法正确的是
(
A.金属块浸入水中越深，水对溢水杯底部的压力越大
B.金属块浸没在水中的深度越深，弹簧测力计 A 的示数越小
C.金属块从接触水面至浸入水中某一位置，弹簧测力计 A 和 B 的变化量$\Delta F_A = \Delta F_B$
D.若实验前溢水杯中未装满水，对实验结果没有影响
(
C
)A.金属块浸入水中越深，水对溢水杯底部的压力越大
B.金属块浸没在水中的深度越深，弹簧测力计 A 的示数越小
C.金属块从接触水面至浸入水中某一位置，弹簧测力计 A 和 B 的变化量$\Delta F_A = \Delta F_B$
D.若实验前溢水杯中未装满水，对实验结果没有影响
答案
C
解析
【分析】
要解决这道题，我们需要结合液体压强、浮力的相关知识，逐一分析每个选项：
1. 分析选项A：溢水杯盛满水，金属块浸入时，水的深度始终不变，根据液体压强公式$p=\rho gh$，水对杯底的压强不变，再由$F=pS$（$S$为杯底面积）可知，水对溢水杯底部的压力不变，所以A错误。
2. 分析选项B：金属块浸没在水中后，排开水的体积不变，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，浮力不变。弹簧测力计A的示数$F_A=G-F_{浮}$，$G$和$F_{浮}$都不变，所以示数不变，B错误。
3. 分析选项C：金属块浸入水中时，弹簧测力计A的示数变化量$\Delta F_A$等于金属块受到的浮力$F_{浮}$；弹簧测力计B的示数变化量$\Delta F_B$等于排开水的重力$G_{排}$。根据阿基米德原理，$F_{浮}=G_{排}$，所以$\Delta F_A=\Delta F_B$，C正确。
4. 分析选项D：若实验前溢水杯未装满水，金属块排开的水不会全部流入桶中，测得的$G_{排}$会偏小，影响实验结果，D错误。
【解析】
逐一分析各选项：
A选项：溢水杯中盛满水，金属块浸入水中时，溢水杯内水面高度始终不变，由$p=\rho gh$可知，水对溢水杯底部的压强不变；根据$F=pS$（$S$为溢水杯底面积），水对溢水杯底部的压力不变，故A错误。
B选项：金属块浸没在水中后，排开水的体积$V_{排}$不变，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，金属块受到的浮力不变。弹簧测力计A的示数$F_{A}=G-F_{浮}$，其中金属块的重力$G$不变，浮力$F_{浮}$不变，所以$F_{A}$不变，故B错误。
C选项：金属块浸入水中过程中，弹簧测力计A的示数变化量$\Delta F_{A}$等于金属块受到的浮力（$\Delta F_{A}=F_{浮}$）；弹簧测力计B的示数变化量$\Delta F_{B}$等于排开水的重力（$\Delta F_{B}=G_{排}$）。根据阿基米德原理$F_{浮}=G_{排}$，可得$\Delta F_{A}=\Delta F_{B}$，故C正确。
D选项：若实验前溢水杯中未装满水，金属块排开的水不能全部流入右侧桶中，导致测得的$G_{排}$偏小，无法准确验证阿基米德原理，对实验结果有影响，故D错误。
综上，正确答案是C。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理、液体压强公式、称重法测浮力
【点评】
本题考查阿基米德原理的验证实验，需要结合液体压强、浮力的相关知识，理解实验中各物理量的变化关系，明确溢水杯装满水的必要性，是对实验原理和细节的综合考查。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，我们需要结合液体压强、浮力的相关知识，逐一分析每个选项：
1. 分析选项A：溢水杯盛满水，金属块浸入时，水的深度始终不变，根据液体压强公式$p=\rho gh$，水对杯底的压强不变，再由$F=pS$（$S$为杯底面积）可知，水对溢水杯底部的压力不变，所以A错误。
2. 分析选项B：金属块浸没在水中后，排开水的体积不变，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，浮力不变。弹簧测力计A的示数$F_A=G-F_{浮}$，$G$和$F_{浮}$都不变，所以示数不变，B错误。
3. 分析选项C：金属块浸入水中时，弹簧测力计A的示数变化量$\Delta F_A$等于金属块受到的浮力$F_{浮}$；弹簧测力计B的示数变化量$\Delta F_B$等于排开水的重力$G_{排}$。根据阿基米德原理，$F_{浮}=G_{排}$，所以$\Delta F_A=\Delta F_B$，C正确。
4. 分析选项D：若实验前溢水杯未装满水，金属块排开的水不会全部流入桶中，测得的$G_{排}$会偏小，影响实验结果，D错误。
【解析】
逐一分析各选项：
A选项：溢水杯中盛满水，金属块浸入水中时，溢水杯内水面高度始终不变，由$p=\rho gh$可知，水对溢水杯底部的压强不变；根据$F=pS$（$S$为溢水杯底面积），水对溢水杯底部的压力不变，故A错误。
B选项：金属块浸没在水中后，排开水的体积$V_{排}$不变，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，金属块受到的浮力不变。弹簧测力计A的示数$F_{A}=G-F_{浮}$，其中金属块的重力$G$不变，浮力$F_{浮}$不变，所以$F_{A}$不变，故B错误。
C选项：金属块浸入水中过程中，弹簧测力计A的示数变化量$\Delta F_{A}$等于金属块受到的浮力（$\Delta F_{A}=F_{浮}$）；弹簧测力计B的示数变化量$\Delta F_{B}$等于排开水的重力（$\Delta F_{B}=G_{排}$）。根据阿基米德原理$F_{浮}=G_{排}$，可得$\Delta F_{A}=\Delta F_{B}$，故C正确。
D选项：若实验前溢水杯中未装满水，金属块排开的水不能全部流入右侧桶中，导致测得的$G_{排}$偏小，无法准确验证阿基米德原理，对实验结果有影响，故D错误。
综上，正确答案是C。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理、液体压强公式、称重法测浮力
【点评】
本题考查阿基米德原理的验证实验，需要结合液体压强、浮力的相关知识，理解实验中各物理量的变化关系，明确溢水杯装满水的必要性，是对实验原理和细节的综合考查。
【难度系数】
0.6
5. 如图所示，小雨用器材“探究圆锥形物体所受浮力大小与哪些因素有关”实验中，用弹簧测力计拉着圆锥形物体从其底部刚好接触水面，开始缓慢没入水中描绘的弹簧测力计示数$F$与圆锥形物体的浸入水中深度$h$的变化关系图像与图乙中相符合的是(已知物体高$2\mathrm{ cm}$)
(
A B
C D
(
C
)A B
C D
答案
C
解析
【分析】
要解决这道题，我们需要结合称重法测浮力和圆锥体的形状特点来分析弹簧测力计示数（拉力）随浸入深度的变化规律，思路如下：
1. 先确定初始状态：从右侧图可知，物体未浸入时弹簧测力计示数为4N，即物体重力$G=4N$，所以当浸入深度$h=0$时，拉力$F=G=4N$，这是图像的起点。
2. 分析部分浸入过程（$h$从0到2cm，物体高2cm，未完全浸没）：
圆锥体尖朝下浸入水中，随着$h$增大，浸入的体积$V_{排}$逐渐变大，但圆锥的横截面积随深度增加而增大，因此相同深度增量下，$V_{排}$的增加量越来越多（$V_{排}$的增长速率越来越快）。根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，浮力$F_{浮}$的增长速率也会越来越快；再根据称重法$F_{拉}=G-F_{浮}$，拉力$F_{拉}$的减小速率会越来越快，反映在图像上是向下弯曲的曲线（而非直线）。
3. 分析完全浸没后（$h＞2cm$）：此时物体完全浸入水中，$V_{排}$不再变化，浮力$F_{浮}$保持不变，因此拉力$F_{拉}$也保持不变，图像为水平直线。
4. 最后对比选项：排除不符合上述规律的选项，找到正确图像。
【解析】
1. 确定物体重力：由右侧装置图可知，物体未浸入水中时，弹簧测力计示数为4N，即物体重力$ G=4N $，因此当浸入深度$ h=0 $时，弹簧测力计拉力$ F_{拉}=G=4N $。
2. 分析部分浸入阶段（$ 0 ＜ h ＜ 2cm $）：
圆锥体尖朝下浸入水中，随着$ h $增大，圆锥浸入部分的横截面积逐渐变大，导致排开液体的体积$ V_{排} $的增长速率越来越快。根据阿基米德原理$ F_{浮}=\rho_{液}gV_{排} $，浮力$ F_{浮} $的增长速率也越来越快；再由称重法$ F_{拉}=G-F_{浮} $可知，拉力$ F_{拉} $的减小速率越来越快，因此$ F-h $图像为向下弯曲的曲线（而非均匀下降的直线）。
3. 分析完全浸没阶段（$ h ≥ 2cm $）：
当$ h ≥ 2cm $时，圆锥体完全浸没在水中，$ V_{排} $不再变化，由$ F_{浮}=\rho_{液}gV_{排} $可知浮力$ F_{浮} $不变，因此拉力$ F_{拉}=G-F_{浮} $也保持不变，图像为水平直线。
4. 对比选项：
选项A：拉力从0开始上升，不符合初始拉力为4N的特点，且是浮力的变化图像，排除；
选项B：拉力均匀下降，是柱体浸入时的规律，不符合圆锥体的$V_{排}$变化特点，排除；
选项C：先以越来越快的速率下降（向下弯曲的曲线），后保持水平，符合上述分析，正确；
选项D：不符合拉力的变化规律，排除。
【答案】
$\boldsymbol{C}$
【知识点】
1. 称重法测浮力
2. 阿基米德原理
3. 浮力与排开液体体积的关系
【点评】
本题的易错点是忽略圆锥体的形状特点，误将其当作柱体分析，认为拉力均匀下降（错选B）。解题的关键是结合圆锥的结构，明确部分浸入时排开液体体积的非线性变化，进而推导拉力的变化规律，对学生的逻辑分析和图像解读能力有一定要求。
【难度系数】
$ 0.3 $
要解决这道题，我们需要结合称重法测浮力和圆锥体的形状特点来分析弹簧测力计示数（拉力）随浸入深度的变化规律，思路如下：
1. 先确定初始状态：从右侧图可知，物体未浸入时弹簧测力计示数为4N，即物体重力$G=4N$，所以当浸入深度$h=0$时，拉力$F=G=4N$，这是图像的起点。
2. 分析部分浸入过程（$h$从0到2cm，物体高2cm，未完全浸没）：
圆锥体尖朝下浸入水中，随着$h$增大，浸入的体积$V_{排}$逐渐变大，但圆锥的横截面积随深度增加而增大，因此相同深度增量下，$V_{排}$的增加量越来越多（$V_{排}$的增长速率越来越快）。根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，浮力$F_{浮}$的增长速率也会越来越快；再根据称重法$F_{拉}=G-F_{浮}$，拉力$F_{拉}$的减小速率会越来越快，反映在图像上是向下弯曲的曲线（而非直线）。
3. 分析完全浸没后（$h＞2cm$）：此时物体完全浸入水中，$V_{排}$不再变化，浮力$F_{浮}$保持不变，因此拉力$F_{拉}$也保持不变，图像为水平直线。
4. 最后对比选项：排除不符合上述规律的选项，找到正确图像。
【解析】
1. 确定物体重力：由右侧装置图可知，物体未浸入水中时，弹簧测力计示数为4N，即物体重力$ G=4N $，因此当浸入深度$ h=0 $时，弹簧测力计拉力$ F_{拉}=G=4N $。
2. 分析部分浸入阶段（$ 0 ＜ h ＜ 2cm $）：
圆锥体尖朝下浸入水中，随着$ h $增大，圆锥浸入部分的横截面积逐渐变大，导致排开液体的体积$ V_{排} $的增长速率越来越快。根据阿基米德原理$ F_{浮}=\rho_{液}gV_{排} $，浮力$ F_{浮} $的增长速率也越来越快；再由称重法$ F_{拉}=G-F_{浮} $可知，拉力$ F_{拉} $的减小速率越来越快，因此$ F-h $图像为向下弯曲的曲线（而非均匀下降的直线）。
3. 分析完全浸没阶段（$ h ≥ 2cm $）：
当$ h ≥ 2cm $时，圆锥体完全浸没在水中，$ V_{排} $不再变化，由$ F_{浮}=\rho_{液}gV_{排} $可知浮力$ F_{浮} $不变，因此拉力$ F_{拉}=G-F_{浮} $也保持不变，图像为水平直线。
4. 对比选项：
选项A：拉力从0开始上升，不符合初始拉力为4N的特点，且是浮力的变化图像，排除；
选项B：拉力均匀下降，是柱体浸入时的规律，不符合圆锥体的$V_{排}$变化特点，排除；
选项C：先以越来越快的速率下降（向下弯曲的曲线），后保持水平，符合上述分析，正确；
选项D：不符合拉力的变化规律，排除。
【答案】
$\boldsymbol{C}$
【知识点】
1. 称重法测浮力
2. 阿基米德原理
3. 浮力与排开液体体积的关系
【点评】
本题的易错点是忽略圆锥体的形状特点，误将其当作柱体分析，认为拉力均匀下降（错选B）。解题的关键是结合圆锥的结构，明确部分浸入时排开液体体积的非线性变化，进而推导拉力的变化规律，对学生的逻辑分析和图像解读能力有一定要求。
【难度系数】
$ 0.3 $
