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13. 如图所示，一个铁块在水中沉底(铁块与容器底部不密合)，水对该铁块向上和向下的压力分别为$ F_1 $和$ F_2 $。下列说法正确的是()。
A.$ F_1 $的大小一定大于$ F_2 $的大小
B.$ F_1 $与$ F_2 $的合力方向竖直向下
C.$ F_1 $与$ F_2 $的合力小于铁块所受浮力
D.$ F_1 $与$ F_2 $的合力大于水对铁块的浮力
A.$ F_1 $的大小一定大于$ F_2 $的大小
B.$ F_1 $与$ F_2 $的合力方向竖直向下
C.$ F_1 $与$ F_2 $的合力小于铁块所受浮力
D.$ F_1 $与$ F_2 $的合力大于水对铁块的浮力
答案
A
解析
由于铁块的上表面所处的深度小于下表面所处的深度，根据公式$p = \rho gh$可知，水对铁块下表面的压强大于上表面的压强。
由公式$F = pS$的变形式$p=\frac{F}{S}$可知，在受力面积$S$相同（都为铁块的底面积与侧面积对应部分）时，下表面受到的压力$F_1$（水对铁块向上的压力）大于上表面受到的压力$F_2$（水对铁块向下的压力）。
水对物体上、下表面的压力差$F_1 - F_2$就是水对物体的浮力，即$F_{浮}=F_1 - F_2$，$F_1$与$F_2$的合力就是浮力，其方向竖直向上。
由公式$F = pS$的变形式$p=\frac{F}{S}$可知，在受力面积$S$相同（都为铁块的底面积与侧面积对应部分）时，下表面受到的压力$F_1$（水对铁块向上的压力）大于上表面受到的压力$F_2$（水对铁块向下的压力）。
水对物体上、下表面的压力差$F_1 - F_2$就是水对物体的浮力，即$F_{浮}=F_1 - F_2$，$F_1$与$F_2$的合力就是浮力，其方向竖直向上。
14. 如图所示，将两端扎有绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中，当玻璃圆筒沿水平方向放置时，水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力$ F_{向左} \_\_\_\_\_\_ F_{向右} $；当玻璃圆筒沿竖直方向放置时，水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力$ F_{向上} \_\_\_\_\_\_ F_{向下} $(以上两空均选填“$ ＞ $”“$ ＜ $”或“$ = $”)。通过以上实验可知，浮力产生的原因是液体对物体的上下两个表面有。
答案
=；＞；压力差
解析
当玻璃圆筒沿水平方向放置时，两端橡皮膜所处深度相同，液体密度相同，根据液体压强公式$p = \rho gh$，两端压强相等，又因受力面积相同，由$F = pS$可知，$F_{向左}=F_{向右}$；当沿竖直方向放置时，下端橡皮膜深度大于上端，压强大，受力面积相同，所以$F_{向上}＞F_{向下}$。浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差。
15. 小明同学做与浮力有关的实验。
(1)如图甲所示，把半径为3cm、质地均匀的实心小球A用细线悬挂在弹簧测力计上，测得其所受的重力为N。他用手竖直向上轻轻托起小球，弹簧测力计示数将变。
(2)如图乙所示，他又将小球A缓慢放入盛有适量水的烧杯中，弹簧测力计的示数逐渐变小，说明小球受浮力作用且浮力的方向是竖直向的。当小球顶部距水面7cm时，弹簧测力计的示数为1.9N，则小球受到的浮力大小为N。
(1)如图甲所示，把半径为3cm、质地均匀的实心小球A用细线悬挂在弹簧测力计上，测得其所受的重力为N。他用手竖直向上轻轻托起小球，弹簧测力计示数将变。
(2)如图乙所示，他又将小球A缓慢放入盛有适量水的烧杯中，弹簧测力计的示数逐渐变小，说明小球受浮力作用且浮力的方向是竖直向的。当小球顶部距水面7cm时，弹簧测力计的示数为1.9N，则小球受到的浮力大小为N。
答案
(1)3.0；小
(2)上；1.1
(2)上；1.1
解析
【解析】
(1) 由图甲可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，其示数为3.0N，即小球的重力为3.0N；用手竖直向上轻轻托起小球时，小球受到向上的托力，弹簧测力计的拉力$ F = G - F_{托} $，因此弹簧测力计示数将变小。
(2) 弹簧测力计示数逐渐变小，说明小球受到向上的浮力，即浮力方向竖直向上；根据称重法测浮力，小球受到的浮力$ F_{浮} = G - F_{示} = 3.0N - 1.9N = 1.1N $。
【答案】
(1) 3.0；小
(2) 上；1.1
【知识点】
弹簧测力计的使用；称重法测浮力；浮力的方向
【点评】
本题考查弹簧测力计的读数、称重法测浮力以及浮力的方向，属于基础题，难度不大，掌握相关知识点即可顺利解答。
【难度系数】
0.8
(1) 由图甲可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，其示数为3.0N，即小球的重力为3.0N；用手竖直向上轻轻托起小球时，小球受到向上的托力，弹簧测力计的拉力$ F = G - F_{托} $，因此弹簧测力计示数将变小。
(2) 弹簧测力计示数逐渐变小，说明小球受到向上的浮力，即浮力方向竖直向上；根据称重法测浮力，小球受到的浮力$ F_{浮} = G - F_{示} = 3.0N - 1.9N = 1.1N $。
【答案】
(1) 3.0；小
(2) 上；1.1
【知识点】
弹簧测力计的使用；称重法测浮力；浮力的方向
【点评】
本题考查弹簧测力计的读数、称重法测浮力以及浮力的方向，属于基础题，难度不大，掌握相关知识点即可顺利解答。
【难度系数】
0.8
16. 一个棱长是0.1m的正方体金属块浸没在水中（没有接触容器底和侧壁），其上表面距离水面0.15m，如图所示。若金属块所受的重力为27N，g取10N/kg。
（1）求金属块上表面所受到水的压强。
（2）求金属块所受的浮力。
（3）求金属块所受的拉力。
（1）求金属块上表面所受到水的压强。
（2）求金属块所受的浮力。
（3）求金属块所受的拉力。
答案
（1）$ 1.5 × 10^3 \, \mathrm{Pa} $；
（2）$10 \, \mathrm{N} $；
（3）$17 \, \mathrm{N} $。
（2）$10 \, \mathrm{N} $；
（3）$17 \, \mathrm{N} $。
解析
（1）金属块上表面所受压强：
$p = \rho gh = 1.0 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 × 10 \, \mathrm{N/kg} × 0.15 \, \mathrm{m} = 1.5 × 10^3 \, \mathrm{Pa}$。
（2）金属块所受浮力：
正方体体积 $V = (0.1 \, \mathrm{m})^3 = 10^{-3} \, \mathrm{m}^3$。
$F_{\mathrm{浮}} = \rho gV = 1.0 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 × 10 \, \mathrm{N/kg} × 10^{-3} \, \mathrm{m}^3 = 10 \, \mathrm{N}$。
（3）金属块所受拉力：
$F_{\mathrm{拉}} = G - F_{\mathrm{浮}} = 27 \, \mathrm{N} - 10 \, \mathrm{N} = 17 \, \mathrm{N}$。
$p = \rho gh = 1.0 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 × 10 \, \mathrm{N/kg} × 0.15 \, \mathrm{m} = 1.5 × 10^3 \, \mathrm{Pa}$。
（2）金属块所受浮力：
正方体体积 $V = (0.1 \, \mathrm{m})^3 = 10^{-3} \, \mathrm{m}^3$。
$F_{\mathrm{浮}} = \rho gV = 1.0 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 × 10 \, \mathrm{N/kg} × 10^{-3} \, \mathrm{m}^3 = 10 \, \mathrm{N}$。
（3）金属块所受拉力：
$F_{\mathrm{拉}} = G - F_{\mathrm{浮}} = 27 \, \mathrm{N} - 10 \, \mathrm{N} = 17 \, \mathrm{N}$。
