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2. (★★★)(双选)放有适量水的烧杯置于水平桌面上,将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力,木块开始上浮,如图10-6所示,最后漂浮,且有$\boldsymbol{\frac{2}{5}}$的体积露出水面,$\rho_{水}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$。下列叙述中,正确的是 【 】
A.在露出水面之前,木块所受浮力不变
B.在露出水面之前,木块所受浮力小于木块的重力
C.木块在浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强相等
D.木块的密度为$0.6\ \mathrm{g/cm}^3$
A.在露出水面之前,木块所受浮力不变
B.在露出水面之前,木块所受浮力小于木块的重力
C.木块在浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强相等
D.木块的密度为$0.6\ \mathrm{g/cm}^3$
答案
AD
解析
【分析】
要解决这道题，我们需要结合阿基米德原理、物体的浮沉条件以及液体压强的相关知识，逐个分析选项：
1. 分析选项A：在木块露出水面之前，木块排开水的体积始终等于木块的体积，保持不变，水的密度也不变，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，可以判断浮力的变化情况。
2. 分析选项B：木块上浮过程中（露出水面之前），根据物体的浮沉条件，上浮的物体所受浮力大于自身重力，据此判断该选项。
3. 分析选项C：木块浸没时排开水的体积大于漂浮时排开水的体积，因此浸没时烧杯内的水面高度更高，根据液体压强公式$p=\rho gh$，可判断两种情况下水对烧杯底的压强大小关系。
4. 分析选项D：木块漂浮时，浮力等于重力，即$F_{浮}=G_{木}$，结合阿基米德原理和重力公式，推导木块的密度。
【解析】
对各选项逐一分析：
选项A：在露出水面之前，木块排开水的体积$V_{排}$不变，水的密度$\rho_{水}$不变，由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$可知，木块所受浮力不变，该选项正确。
选项B：木块上浮过程中（露出水面之前），木块处于上浮状态，根据物体浮沉条件，此时木块所受浮力大于自身重力，该选项错误。
选项C：木块浸没时排开水的体积大于漂浮时排开水的体积，因此浸没时烧杯内水面高度更高；根据液体压强公式$p=\rho_{水}gh$，深度$h$越大，压强越大，所以木块浸没时水对烧杯底的压强更大，该选项错误。
选项D：木块漂浮时，浮力等于重力，即$F_{浮}=G_{木}$。
由题意知，木块漂浮时$V_{排}=V_{木}-\frac{2}{5}V_{木}=\frac{3}{5}V_{木}$，
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，重力公式$G_{木}=\rho_{木}gV_{木}$，可得：
$\rho_{水}g×\frac{3}{5}V_{木}=\rho_{木}gV_{木}$
约去$gV_{木}$，解得$\rho_{木}=\frac{3}{5}\rho_{水}=\frac{3}{5}×1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m^3}=0.6×10^{3}\ \mathrm{kg/m^3}=0.6\ \mathrm{g/cm^3}$，该选项正确。
综上，正确选项为AD。
【答案】
AD
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件、液体压强公式
【点评】
本题综合考查了浮力和液体压强的核心知识点，需要熟练掌握阿基米德原理、浮沉条件的应用以及液体压强的影响因素，通过对木块不同状态的分析，结合公式推导判断选项，注重对物理规律的综合运用能力。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，我们需要结合阿基米德原理、物体的浮沉条件以及液体压强的相关知识，逐个分析选项：
1. 分析选项A：在木块露出水面之前，木块排开水的体积始终等于木块的体积，保持不变，水的密度也不变，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，可以判断浮力的变化情况。
2. 分析选项B：木块上浮过程中（露出水面之前），根据物体的浮沉条件，上浮的物体所受浮力大于自身重力，据此判断该选项。
3. 分析选项C：木块浸没时排开水的体积大于漂浮时排开水的体积，因此浸没时烧杯内的水面高度更高，根据液体压强公式$p=\rho gh$，可判断两种情况下水对烧杯底的压强大小关系。
4. 分析选项D：木块漂浮时，浮力等于重力，即$F_{浮}=G_{木}$，结合阿基米德原理和重力公式，推导木块的密度。
【解析】
对各选项逐一分析：
选项A：在露出水面之前，木块排开水的体积$V_{排}$不变，水的密度$\rho_{水}$不变，由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$可知，木块所受浮力不变，该选项正确。
选项B：木块上浮过程中（露出水面之前），木块处于上浮状态，根据物体浮沉条件，此时木块所受浮力大于自身重力，该选项错误。
选项C：木块浸没时排开水的体积大于漂浮时排开水的体积，因此浸没时烧杯内水面高度更高；根据液体压强公式$p=\rho_{水}gh$，深度$h$越大，压强越大，所以木块浸没时水对烧杯底的压强更大，该选项错误。
选项D：木块漂浮时，浮力等于重力，即$F_{浮}=G_{木}$。
由题意知，木块漂浮时$V_{排}=V_{木}-\frac{2}{5}V_{木}=\frac{3}{5}V_{木}$，
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，重力公式$G_{木}=\rho_{木}gV_{木}$，可得：
$\rho_{水}g×\frac{3}{5}V_{木}=\rho_{木}gV_{木}$
约去$gV_{木}$，解得$\rho_{木}=\frac{3}{5}\rho_{水}=\frac{3}{5}×1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m^3}=0.6×10^{3}\ \mathrm{kg/m^3}=0.6\ \mathrm{g/cm^3}$，该选项正确。
综上，正确选项为AD。
【答案】
AD
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件、液体压强公式
【点评】
本题综合考查了浮力和液体压强的核心知识点，需要熟练掌握阿基米德原理、浮沉条件的应用以及液体压强的影响因素，通过对木块不同状态的分析，结合公式推导判断选项，注重对物理规律的综合运用能力。
【难度系数】
0.6
3. (★★★)宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧。如图10-7为打捞过程示意图,先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起,再把船上的泥沙铲走,铁牛就被拉起,然后把船划到岸边,解开绳索卸下铁牛,就可将铁牛拖上岸。在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力为$F_{甲}$、$F_{乙}$、$F_{丙}$,下列判断正确的是 【 】
A.$F_{甲}=F_{乙}=F_{丙}$
B.$F_{甲}＞F_{乙}＞F_{丙}$
C.$F_{甲}=F_{乙}＞F_{丙}$
D.$F_{甲}＜F_{乙}＜F_{丙}$
A.$F_{甲}=F_{乙}=F_{丙}$
B.$F_{甲}＞F_{乙}＞F_{丙}$
C.$F_{甲}=F_{乙}＞F_{丙}$
D.$F_{甲}＜F_{乙}＜F_{丙}$
答案
B
解析
【分析】
要判断三个位置船所受浮力大小，可从阿基米德原理或受力分析的角度思考：
1. 先观察图中船的吃水深度：甲图船的吃水最深，排开水的体积最大；乙图次之；丙图吃水最浅，排开水的体积最小。
2. 根据阿基米德原理，在液体密度不变时，浮力大小与排开液体的体积成正比，排开体积越大，浮力越大。也可结合受力分析：甲中船的总重力（船+满舱泥沙）加上绳子拉力最大，乙中船总重力（船+剩余泥沙）加拉力次之，丙中船仅受自身重力，总重力最小，而漂浮时浮力等于船受到的总向下的力，因此浮力大小关系为甲＞乙＞丙。
【解析】
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，河水密度$\rho_{水}$和g均为定值：
1. 甲图中船排开水的体积$V_{排甲}$最大，因此船受到的浮力$F_{甲}=\rho_{水}gV_{排甲}$最大；
2. 乙图中船排开水的体积$V_{排乙}$小于$V_{排甲}$，因此浮力$F_{乙}=\rho_{水}gV_{排乙}$小于$F_{甲}$；
3. 丙图中船排开水的体积$V_{排丙}$最小，因此浮力$F_{丙}=\rho_{水}gV_{排丙}$最小。
综上可得$F_{甲}＞F_{乙}＞F_{丙}$，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
阿基米德原理；受力平衡分析
【点评】
本题以古代打捞铁牛的情境为载体，考查浮力大小的比较，可通过排液体积结合阿基米德原理判断，也可通过受力分析推导，需要灵活运用浮力相关知识，理解不同状态下的受力情况。
【难度系数】
0.6
要判断三个位置船所受浮力大小，可从阿基米德原理或受力分析的角度思考：
1. 先观察图中船的吃水深度：甲图船的吃水最深，排开水的体积最大；乙图次之；丙图吃水最浅，排开水的体积最小。
2. 根据阿基米德原理，在液体密度不变时，浮力大小与排开液体的体积成正比，排开体积越大，浮力越大。也可结合受力分析：甲中船的总重力（船+满舱泥沙）加上绳子拉力最大，乙中船总重力（船+剩余泥沙）加拉力次之，丙中船仅受自身重力，总重力最小，而漂浮时浮力等于船受到的总向下的力，因此浮力大小关系为甲＞乙＞丙。
【解析】
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，河水密度$\rho_{水}$和g均为定值：
1. 甲图中船排开水的体积$V_{排甲}$最大，因此船受到的浮力$F_{甲}=\rho_{水}gV_{排甲}$最大；
2. 乙图中船排开水的体积$V_{排乙}$小于$V_{排甲}$，因此浮力$F_{乙}=\rho_{水}gV_{排乙}$小于$F_{甲}$；
3. 丙图中船排开水的体积$V_{排丙}$最小，因此浮力$F_{丙}=\rho_{水}gV_{排丙}$最小。
综上可得$F_{甲}＞F_{乙}＞F_{丙}$，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
阿基米德原理；受力平衡分析
【点评】
本题以古代打捞铁牛的情境为载体，考查浮力大小的比较，可通过排液体积结合阿基米德原理判断，也可通过受力分析推导，需要灵活运用浮力相关知识，理解不同状态下的受力情况。
【难度系数】
0.6
4. (★★★)A、B是两个质量完全相同的实心长方体,轻轻放入水中后,静止时如图10-8所示,则下列说法正确的是 【 】
A.两物体的密度大小关系是$\rho_{A}＞\rho_{B}$
B.两物体受到水的浮力大小关系是$F_{浮A}＜F_{浮B}$
C.两物体排开水的体积大小关系是$V_{排A}=V_{排B}$
D.两物体下表面受到水的压强大小关系是$p_{A}＞p_{B}$
A.两物体的密度大小关系是$\rho_{A}＞\rho_{B}$
B.两物体受到水的浮力大小关系是$F_{浮A}＜F_{浮B}$
C.两物体排开水的体积大小关系是$V_{排A}=V_{排B}$
D.两物体下表面受到水的压强大小关系是$p_{A}＞p_{B}$
答案
C
解析
【分析】
首先，根据物体的浮沉状态结合重力公式分析浮力大小：A漂浮、B悬浮，漂浮和悬浮时物体所受浮力都等于自身重力，已知A、B质量相同，可得出二者重力相等，进而判断浮力关系；
接着，利用阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，结合浮力相等的结论，判断排开水的体积关系；
然后，根据浮沉条件判断物体密度与水的密度关系，进而比较A、B的密度大小；
最后，根据液体压强公式$p=\rho gh$，结合A、B下表面的深度关系，判断下表面受到水的压强大小。
【解析】
已知A、B质量完全相同，根据$G=mg$可知，$G_{A}=G_{B}$。
对于选项A：A漂浮在水面上，说明$\rho_{A}＜\rho_{水}$；B悬浮在水中，说明$\rho_{B}=\rho_{水}$，因此$\rho_{A}＜\rho_{B}$，A错误。
对于选项B：A漂浮，$F_{浮A}=G_{A}$；B悬浮，$F_{浮B}=G_{B}$，因为$G_{A}=G_{B}$，所以$F_{浮A}=F_{浮B}$，B错误。
对于选项C：根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，因为$F_{浮A}=F_{浮B}$，$\rho_{水}$和$g$均相同，所以$V_{排A}=V_{排B}$，C正确。
对于选项D：由图可知，B的下表面深度$h_{B}$大于A的下表面深度$h_{A}$，根据液体压强公式$p=\rho_{水}gh$，$\rho_{水}$和$g$相同，$h$越大压强越大，所以$p_{A}＜p_{B}$，D错误。
【答案】
C
【知识点】
浮沉条件应用；阿基米德原理；液体压强公式
【点评】
本题综合考查了浮沉条件、阿基米德原理和液体压强公式的应用，解题的关键是准确结合物体的浮沉状态分析浮力、密度等物理量的关系，需要学生熟练掌握相关知识点并能灵活运用。
【难度系数】
0.6
首先，根据物体的浮沉状态结合重力公式分析浮力大小：A漂浮、B悬浮，漂浮和悬浮时物体所受浮力都等于自身重力，已知A、B质量相同，可得出二者重力相等，进而判断浮力关系；
接着，利用阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，结合浮力相等的结论，判断排开水的体积关系；
然后，根据浮沉条件判断物体密度与水的密度关系，进而比较A、B的密度大小；
最后，根据液体压强公式$p=\rho gh$，结合A、B下表面的深度关系，判断下表面受到水的压强大小。
【解析】
已知A、B质量完全相同，根据$G=mg$可知，$G_{A}=G_{B}$。
对于选项A：A漂浮在水面上，说明$\rho_{A}＜\rho_{水}$；B悬浮在水中，说明$\rho_{B}=\rho_{水}$，因此$\rho_{A}＜\rho_{B}$，A错误。
对于选项B：A漂浮，$F_{浮A}=G_{A}$；B悬浮，$F_{浮B}=G_{B}$，因为$G_{A}=G_{B}$，所以$F_{浮A}=F_{浮B}$，B错误。
对于选项C：根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，因为$F_{浮A}=F_{浮B}$，$\rho_{水}$和$g$均相同，所以$V_{排A}=V_{排B}$，C正确。
对于选项D：由图可知，B的下表面深度$h_{B}$大于A的下表面深度$h_{A}$，根据液体压强公式$p=\rho_{水}gh$，$\rho_{水}$和$g$相同，$h$越大压强越大，所以$p_{A}＜p_{B}$，D错误。
【答案】
C
【知识点】
浮沉条件应用；阿基米德原理；液体压强公式
【点评】
本题综合考查了浮沉条件、阿基米德原理和液体压强公式的应用，解题的关键是准确结合物体的浮沉状态分析浮力、密度等物理量的关系，需要学生熟练掌握相关知识点并能灵活运用。
【难度系数】
0.6
5. (★★★)在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,某小组同学用如图10-9所示的装置,将同一物体分别逐渐浸入到水和酒精中,为了便于操作和准确收集数据,用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积。他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积,实验数据记录在下表中。($g$取10 N/kg)
(1)分析表中数据,实验所用物体的重力为_______N,第一次实验中物体所受的浮力$F_{浮}$=_______N。
(2)分析比较实验序号1、2和3(或4、5和6)可初步得出结论:当液体的种类相同时,排开液体的体积越_______,浸在液体中的物体受到的浮力越大;分析比较实验序号_______可初步得出结论:当排开液体的体积相同时,液体密度越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大。
(3)请你计算出第一次实验中物体排开水受到的重力$G_{排}$=_______N。通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系,还可以验证_______原理。
(4)本实验在探究“浮力的大小与哪些因素有关”时,选用了不同液体并进行了多次实验,其目的是_______(填字母)。
A. 寻找普遍规律
B. 取平均值减小误差
(5)实验中小明同学观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时,弹簧测力计的示数越_______。于是他灵机一动在弹簧测力计下挂一个重1.5 N的物块,如图10-10甲所示;当他把物块浸没在水中时,如图10-10乙所示,弹簧测力计的示数为0.5 N,他就在0.5 N处对应标上$1.0\ \mathrm{g/cm}^3$的字样;当他把物块浸没在酒精中时,如图10-10丙所示,应该在弹簧测力计刻度盘的_______N处对应标上$0.8\ \mathrm{g/cm}^3$的字样。聪明的他就将图10-10甲所示装置改装成了一个能测液体密度的密度秤。
(1)分析表中数据,实验所用物体的重力为_______N,第一次实验中物体所受的浮力$F_{浮}$=_______N。
(2)分析比较实验序号1、2和3(或4、5和6)可初步得出结论:当液体的种类相同时,排开液体的体积越_______,浸在液体中的物体受到的浮力越大;分析比较实验序号_______可初步得出结论:当排开液体的体积相同时,液体密度越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大。
(3)请你计算出第一次实验中物体排开水受到的重力$G_{排}$=_______N。通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系,还可以验证_______原理。
(4)本实验在探究“浮力的大小与哪些因素有关”时,选用了不同液体并进行了多次实验,其目的是_______(填字母)。
A. 寻找普遍规律
B. 取平均值减小误差
(5)实验中小明同学观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时,弹簧测力计的示数越_______。于是他灵机一动在弹簧测力计下挂一个重1.5 N的物块,如图10-10甲所示;当他把物块浸没在水中时,如图10-10乙所示,弹簧测力计的示数为0.5 N,他就在0.5 N处对应标上$1.0\ \mathrm{g/cm}^3$的字样;当他把物块浸没在酒精中时,如图10-10丙所示,应该在弹簧测力计刻度盘的_______N处对应标上$0.8\ \mathrm{g/cm}^3$的字样。聪明的他就将图10-10甲所示装置改装成了一个能测液体密度的密度秤。
答案
2
0.5
大
1、4
(或2、5或3、6)
0.5
阿基米德
A
小
0.7
0.5
大
1、4
(或2、5或3、6)
0.5
阿基米德
A
小
0.7
