登录
6.用弹簧测力计悬挂一实心物体，将物体从水面上方某一高度匀速下降，如图甲所示。物体下降过程中，弹簧测力计示数$F$与物块下降高度$h$的关系如图乙所示。根据图中信息，可知($\rho_{水}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$) (
A.物体受到的最大浮力是5 N
B.物体的体积是500 cm³
C.物体的密度是$2.25×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
D.物体浸没后，下降过程中，物体受到的浮力越来越大
C
)A.物体受到的最大浮力是5 N
B.物体的体积是500 cm³
C.物体的密度是$2.25×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
D.物体浸没后，下降过程中，物体受到的浮力越来越大
答案
6.C
解析
【分析】
首先从图乙中提取关键信息：物体未浸入水中时，弹簧测力计示数等于物体重力；物体完全浸没后，弹簧测力计示数稳定，结合称重法可求最大浮力，再利用阿基米德原理计算物体体积，最后通过密度公式计算物体密度，逐一分析选项。
【解析】
1. 确定物体重力：由图乙可知，当物体在水面上方（下降高度$h≤4\mathrm{cm}$），弹簧测力计示数$F=9\mathrm{N}$，此时物体未浸入水中，故物体重力$G=F=9\mathrm{N}$。
2. 计算最大浮力：当物体完全浸没后（$h≥8\mathrm{cm}$），弹簧测力计示数稳定为$F_{拉}=5\mathrm{N}$，根据称重法测浮力，最大浮力$F_{浮}=G-F_{拉}=9\mathrm{N}-5\mathrm{N}=4\mathrm{N}$，故选项A错误。
3. 计算物体体积：物体完全浸没时，排开水的体积等于物体体积，由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，得$V=V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{水}g}=\frac{4\mathrm{N}}{1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}}=4×10^{-4}\mathrm{m}^3=400\mathrm{cm}^3$，故选项B错误。
4. 计算物体密度：物体质量$m=\frac{G}{g}=\frac{9\mathrm{N}}{10\mathrm{N/kg}}=0.9\mathrm{kg}$，物体密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.9\mathrm{kg}}{4×10^{-4}\mathrm{m}^3}=2.25×10^3\mathrm{kg/m}^3$，故选项C正确。
5. 分析选项D：物体浸没后，下降过程中，排开水的体积不变，水的密度不变，根据$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，浮力不变，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
浮力计算、密度计算、阿基米德原理
【点评】
本题结合图像考查浮力、密度的综合计算，关键是从图像中获取物体重力、浸没时的拉力等信息，熟练运用称重法、阿基米德原理和密度公式即可解题。
【难度系数】
0.5
首先从图乙中提取关键信息：物体未浸入水中时，弹簧测力计示数等于物体重力；物体完全浸没后，弹簧测力计示数稳定，结合称重法可求最大浮力，再利用阿基米德原理计算物体体积，最后通过密度公式计算物体密度，逐一分析选项。
【解析】
1. 确定物体重力：由图乙可知，当物体在水面上方（下降高度$h≤4\mathrm{cm}$），弹簧测力计示数$F=9\mathrm{N}$，此时物体未浸入水中，故物体重力$G=F=9\mathrm{N}$。
2. 计算最大浮力：当物体完全浸没后（$h≥8\mathrm{cm}$），弹簧测力计示数稳定为$F_{拉}=5\mathrm{N}$，根据称重法测浮力，最大浮力$F_{浮}=G-F_{拉}=9\mathrm{N}-5\mathrm{N}=4\mathrm{N}$，故选项A错误。
3. 计算物体体积：物体完全浸没时，排开水的体积等于物体体积，由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，得$V=V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{水}g}=\frac{4\mathrm{N}}{1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}}=4×10^{-4}\mathrm{m}^3=400\mathrm{cm}^3$，故选项B错误。
4. 计算物体密度：物体质量$m=\frac{G}{g}=\frac{9\mathrm{N}}{10\mathrm{N/kg}}=0.9\mathrm{kg}$，物体密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.9\mathrm{kg}}{4×10^{-4}\mathrm{m}^3}=2.25×10^3\mathrm{kg/m}^3$，故选项C正确。
5. 分析选项D：物体浸没后，下降过程中，排开水的体积不变，水的密度不变，根据$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，浮力不变，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
浮力计算、密度计算、阿基米德原理
【点评】
本题结合图像考查浮力、密度的综合计算，关键是从图像中获取物体重力、浸没时的拉力等信息，熟练运用称重法、阿基米德原理和密度公式即可解题。
【难度系数】
0.5
7.如图，兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。（细线的质量和体积均忽略不计）
(1)使用弹簧测力计前，要将指针调在
(2)如图甲所示，若溢水杯中未装满水，这样实验会使测得的溢出水的重力
(3)溢水杯装满水后，将物块浸没在水中，如图乙所示，物块受到的浮力为
(4)继续实验，将物块浸没在装满酒精的溢水杯中，如图丙所示，发现$F_5＞F_3$，说明物块受到的浮力大小与
(1)使用弹簧测力计前，要将指针调在
零刻度线
位置；实验中所用物块的重力为4
N。(2)如图甲所示，若溢水杯中未装满水，这样实验会使测得的溢出水的重力
偏小
（填“偏大”或“偏小”）。(3)溢水杯装满水后，将物块浸没在水中，如图乙所示，物块受到的浮力为
1
N，物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小相等
。(4)继续实验，将物块浸没在装满酒精的溢水杯中，如图丙所示，发现$F_5＞F_3$，说明物块受到的浮力大小与
液体密度(液体种类)
有关。答案
7.(1)零刻度线 4
(2)偏小
(3)1 相等
(4)液体密度(液体种类)
(2)偏小
(3)1 相等
(4)液体密度(液体种类)
解析
【分析】
本题围绕验证阿基米德原理的实验展开，需结合弹簧测力计的使用规则、浮力的称重法计算、阿基米德原理的内容及浮力的影响因素逐一分析问题：
1. 弹簧测力计使用前需调零，物块重力可从甲图弹簧测力计的示数读取；
2. 溢水杯未装满时，物块排开的水无法全部溢出，会导致测得的溢出水重力偏小；
3. 利用称重法计算物块在水中的浮力，再计算排开水的重力，对比两者关系；
4. 对比物块在水和酒精中浸没时的浮力，分析浮力的影响因素。
【解析】
(1) 使用弹簧测力计前，要将指针调在零刻度线位置，保证测量准确；甲图中弹簧测力计测物块重力，示数为$F_1=4\ \mathrm{N}$，故物块重力为$4\ \mathrm{N}$。
(2) 若溢水杯未装满水，物块浸入水中时，排开的水会先填充溢水杯的空余空间，最终流入小桶的水的重力会比实际排开的水重偏小，因此测得的溢出水的重力偏小。
(3) 根据称重法，物块浸没在水中时的浮力$F_{\mathrm{浮}}=G-F_{\mathrm{拉}}=4\ \mathrm{N}-3\ \mathrm{N}=1\ \mathrm{N}$；排开水的重力为小桶和水的总重减去空桶重，即$G_{\mathrm{排}}=F_4-F_2=1.5\ \mathrm{N}-0.5\ \mathrm{N}=1\ \mathrm{N}$，因此物块受到的浮力与排开水所受重力大小相等。
(4) 物块分别浸没在水和酒精中，排开液体体积相同，液体密度不同，弹簧测力计示数不同，说明浮力不同，因此浮力大小与液体密度（液体种类）有关。
【答案】
(1) 零刻度线；4
(2) 偏小
(3) 1；相等
(4) 液体密度（或液体种类）
【知识点】
弹簧测力计使用；阿基米德原理；浮力的影响因素
【点评】
本题是验证阿基米德原理的基础实验题，涵盖弹簧测力计使用、浮力计算、阿基米德原理验证及浮力影响因素探究，知识点基础，侧重实验过程的理解，适合巩固力学核心知识。
【难度系数】
0.7
本题围绕验证阿基米德原理的实验展开，需结合弹簧测力计的使用规则、浮力的称重法计算、阿基米德原理的内容及浮力的影响因素逐一分析问题：
1. 弹簧测力计使用前需调零，物块重力可从甲图弹簧测力计的示数读取；
2. 溢水杯未装满时，物块排开的水无法全部溢出，会导致测得的溢出水重力偏小；
3. 利用称重法计算物块在水中的浮力，再计算排开水的重力，对比两者关系；
4. 对比物块在水和酒精中浸没时的浮力，分析浮力的影响因素。
【解析】
(1) 使用弹簧测力计前，要将指针调在零刻度线位置，保证测量准确；甲图中弹簧测力计测物块重力，示数为$F_1=4\ \mathrm{N}$，故物块重力为$4\ \mathrm{N}$。
(2) 若溢水杯未装满水，物块浸入水中时，排开的水会先填充溢水杯的空余空间，最终流入小桶的水的重力会比实际排开的水重偏小，因此测得的溢出水的重力偏小。
(3) 根据称重法，物块浸没在水中时的浮力$F_{\mathrm{浮}}=G-F_{\mathrm{拉}}=4\ \mathrm{N}-3\ \mathrm{N}=1\ \mathrm{N}$；排开水的重力为小桶和水的总重减去空桶重，即$G_{\mathrm{排}}=F_4-F_2=1.5\ \mathrm{N}-0.5\ \mathrm{N}=1\ \mathrm{N}$，因此物块受到的浮力与排开水所受重力大小相等。
(4) 物块分别浸没在水和酒精中，排开液体体积相同，液体密度不同，弹簧测力计示数不同，说明浮力不同，因此浮力大小与液体密度（液体种类）有关。
【答案】
(1) 零刻度线；4
(2) 偏小
(3) 1；相等
(4) 液体密度（或液体种类）
【知识点】
弹簧测力计使用；阿基米德原理；浮力的影响因素
【点评】
本题是验证阿基米德原理的基础实验题，涵盖弹簧测力计使用、浮力计算、阿基米德原理验证及浮力影响因素探究，知识点基础，侧重实验过程的理解，适合巩固力学核心知识。
【难度系数】
0.7
8.如图所示,体积为$V=200\ \mathrm{cm}^3$的木块在绳子拉力$F=0.8\ \mathrm{N}$的作用下完全浸没在水中（绳子重力不计，$\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$）。求：
(1)木块此时受到的浮力。
(2)木块的重力。
(3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积。
(1)木块此时受到的浮力。
(2)木块的重力。
(3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积。
答案
8.解:(1)木块体积$V=200\ \mathrm{cm}^3=2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$,$V_{排}=V=2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$,则受到的浮力为$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=2\ \mathrm{N}$。
(2)$G_{木}+F=F_{浮}$,则$G_{木}=F_{浮}-F=2\ \mathrm{N}-0.8\ \mathrm{N}=1.2\ \mathrm{N}$。
(3)$F'_{浮}=G_{木}=1.2\ \mathrm{N}$,即$\rho_{水}gV'_{排}=F'_{浮}$,$V'_{排}=\frac{F'_{浮}}{\rho_{水}g}=\frac{1.2\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=1.2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=120\ \mathrm{cm}^3$。
(2)$G_{木}+F=F_{浮}$,则$G_{木}=F_{浮}-F=2\ \mathrm{N}-0.8\ \mathrm{N}=1.2\ \mathrm{N}$。
(3)$F'_{浮}=G_{木}=1.2\ \mathrm{N}$,即$\rho_{水}gV'_{排}=F'_{浮}$,$V'_{排}=\frac{F'_{浮}}{\rho_{水}g}=\frac{1.2\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=1.2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=120\ \mathrm{cm}^3$。
解析
【分析】
要解决这道题，需分三步分析：
1. 求木块完全浸没时的浮力，根据阿基米德原理，完全浸没时排开水的体积等于木块体积，代入公式计算即可；
2. 分析木块的受力：木块静止时受向下的重力、向下的拉力和向上的浮力，三力平衡，因此重力等于浮力减去拉力；
3. 剪断绳子后，木块最终漂浮，此时浮力等于自身重力，再根据阿基米德原理变形，计算漂浮时排开水的体积。
【解析】
解：(1) 木块完全浸没在水中，排开水的体积等于木块体积，先统一单位：
$V = 200\ \mathrm{cm}^3 = 2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$，则$V_{排}=V=2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$。
根据阿基米德原理，木块受到的浮力：
$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=2\ \mathrm{N}$。
(2) 木块静止时，受力平衡，向上的浮力等于向下的重力与拉力之和，即$F_{浮}=G_{木}+F$，因此木块的重力：
$G_{木}=F_{浮}-F=2\ \mathrm{N}-0.8\ \mathrm{N}=1.2\ \mathrm{N}$。
(3) 剪断绳子后，木块静止时漂浮，此时浮力等于自身重力，即$F'_{浮}=G_{木}=1.2\ \mathrm{N}$。
根据阿基米德原理$F'_{浮}=\rho_{水}gV'_{排}$，变形得漂浮时排开水的体积：
$V'_{排}=\frac{F'_{浮}}{\rho_{水}g}=\frac{1.2\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=1.2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=120\ \mathrm{cm}^3$。
【答案】
(1) 木块此时受到的浮力为$2\ \mathrm{N}$；
(2) 木块的重力为$1.2\ \mathrm{N}$；
(3) 剪断绳子后木块静止时排开水的体积为$120\ \mathrm{cm}^3$。
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件、受力平衡
【点评】
本题是浮力的基础应用题，结合阿基米德原理和受力平衡分析，考察学生对浮力相关公式的掌握和应用能力，解题时需注意单位的统一，以及不同状态下浮力与重力的关系。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需分三步分析：
1. 求木块完全浸没时的浮力，根据阿基米德原理，完全浸没时排开水的体积等于木块体积，代入公式计算即可；
2. 分析木块的受力：木块静止时受向下的重力、向下的拉力和向上的浮力，三力平衡，因此重力等于浮力减去拉力；
3. 剪断绳子后，木块最终漂浮，此时浮力等于自身重力，再根据阿基米德原理变形，计算漂浮时排开水的体积。
【解析】
解：(1) 木块完全浸没在水中，排开水的体积等于木块体积，先统一单位：
$V = 200\ \mathrm{cm}^3 = 2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$，则$V_{排}=V=2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$。
根据阿基米德原理，木块受到的浮力：
$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=2\ \mathrm{N}$。
(2) 木块静止时，受力平衡，向上的浮力等于向下的重力与拉力之和，即$F_{浮}=G_{木}+F$，因此木块的重力：
$G_{木}=F_{浮}-F=2\ \mathrm{N}-0.8\ \mathrm{N}=1.2\ \mathrm{N}$。
(3) 剪断绳子后，木块静止时漂浮，此时浮力等于自身重力，即$F'_{浮}=G_{木}=1.2\ \mathrm{N}$。
根据阿基米德原理$F'_{浮}=\rho_{水}gV'_{排}$，变形得漂浮时排开水的体积：
$V'_{排}=\frac{F'_{浮}}{\rho_{水}g}=\frac{1.2\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=1.2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=120\ \mathrm{cm}^3$。
【答案】
(1) 木块此时受到的浮力为$2\ \mathrm{N}$；
(2) 木块的重力为$1.2\ \mathrm{N}$；
(3) 剪断绳子后木块静止时排开水的体积为$120\ \mathrm{cm}^3$。
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件、受力平衡
【点评】
本题是浮力的基础应用题，结合阿基米德原理和受力平衡分析，考察学生对浮力相关公式的掌握和应用能力，解题时需注意单位的统一，以及不同状态下浮力与重力的关系。
【难度系数】
0.7
