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13. 用如图所示的a、b两种材料制成甲、乙两个
体积相同的实心方块,将甲、乙两方块同时
放入水中,静止后 (
A.甲方块受到的浮力大
B.乙方块受到的浮力大
C.甲、乙两方块合为一体后会漂浮
D.甲、乙两方块合为一体后会悬浮
体积相同的实心方块,将甲、乙两方块同时
放入水中,静止后 (
A
)A.甲方块受到的浮力大
B.乙方块受到的浮力大
C.甲、乙两方块合为一体后会漂浮
D.甲、乙两方块合为一体后会悬浮
答案
13. A
解析
【分析】
解题时首先要从m-V图像中提取对应数据，利用密度公式ρ=m/V分别求出a、b两种材料的密度；接着结合水的密度（1g/cm³）判断两个实心方块在水中静止时的浮沉状态，再结合阿基米德原理和浮沉条件比较二者受到的浮力大小；最后将两个方块视为整体，计算整体的平均密度，和水的密度对比，判断合并后的浮沉状态，最终选出正确选项。
【解析】
1. 计算两种材料的密度：
从图像可得，材料a对应体积V_a=2cm³时，质量m_a=4g，因此a的密度：
$\rho_a = \frac{m_a}{V_a} = \frac{4g}{2cm^3} = 2g/cm^3$
材料b对应体积V_b=4cm³时，质量m_b=2g，因此b的密度：
$\rho_b = \frac{m_b}{V_b} = \frac{2g}{4cm^3} = 0.5g/cm^3$
2. 比较甲乙方块的浮力：
已知甲、乙体积相同，设二者体积均为V：
甲方块由a材料制成，$\rho_a=2g/cm^3 ＞ \rho_{水}=1g/cm^3$，因此甲在水中沉底，排开水的体积等于自身体积V，甲受到的浮力$F_{浮甲}=\rho_{水}gV$。
乙方块由b材料制成，$\rho_b=0.5g/cm^3 ＜ \rho_{水}$，因此乙在水中漂浮，根据漂浮条件，乙受到的浮力等于自身重力：$F_{浮乙}=G_乙=\rho_b g V = 0.5\rho_{水}gV$。
对比可得$F_{浮甲} ＞ F_{浮乙}$，因此A正确，B错误。
3. 判断合并后整体的浮沉状态：
甲乙合为一体后，总质量$m_总=\rho_a V + \rho_b V = 2g/cm^3 · V + 0.5g/cm^3 · V = 2.5V$，总体积$V_总=V+V=2V$，因此整体的平均密度：
$\rho_总 = \frac{m_总}{V_总} = \frac{2.5V}{2V} = 1.25g/cm^3 ＞ \rho_{水}$
因此合并后整体密度大于水，会下沉，C、D错误。
综上，答案选A。
【答案】
A
【知识点】
密度计算，阿基米德原理，物体浮沉条件
【点评】
本题结合质量-体积图像综合考查密度与浮力相关知识，核心突破口是先从图像提取数据算出两种材料的密度，再利用浮沉条件逐一分析选项，注意合并后整体平均密度的计算要准确对应总质量和总体积，避免计算错误。
【难度系数】
0.6
解题时首先要从m-V图像中提取对应数据，利用密度公式ρ=m/V分别求出a、b两种材料的密度；接着结合水的密度（1g/cm³）判断两个实心方块在水中静止时的浮沉状态，再结合阿基米德原理和浮沉条件比较二者受到的浮力大小；最后将两个方块视为整体，计算整体的平均密度，和水的密度对比，判断合并后的浮沉状态，最终选出正确选项。
【解析】
1. 计算两种材料的密度：
从图像可得，材料a对应体积V_a=2cm³时，质量m_a=4g，因此a的密度：
$\rho_a = \frac{m_a}{V_a} = \frac{4g}{2cm^3} = 2g/cm^3$
材料b对应体积V_b=4cm³时，质量m_b=2g，因此b的密度：
$\rho_b = \frac{m_b}{V_b} = \frac{2g}{4cm^3} = 0.5g/cm^3$
2. 比较甲乙方块的浮力：
已知甲、乙体积相同，设二者体积均为V：
甲方块由a材料制成，$\rho_a=2g/cm^3 ＞ \rho_{水}=1g/cm^3$，因此甲在水中沉底，排开水的体积等于自身体积V，甲受到的浮力$F_{浮甲}=\rho_{水}gV$。
乙方块由b材料制成，$\rho_b=0.5g/cm^3 ＜ \rho_{水}$，因此乙在水中漂浮，根据漂浮条件，乙受到的浮力等于自身重力：$F_{浮乙}=G_乙=\rho_b g V = 0.5\rho_{水}gV$。
对比可得$F_{浮甲} ＞ F_{浮乙}$，因此A正确，B错误。
3. 判断合并后整体的浮沉状态：
甲乙合为一体后，总质量$m_总=\rho_a V + \rho_b V = 2g/cm^3 · V + 0.5g/cm^3 · V = 2.5V$，总体积$V_总=V+V=2V$，因此整体的平均密度：
$\rho_总 = \frac{m_总}{V_总} = \frac{2.5V}{2V} = 1.25g/cm^3 ＞ \rho_{水}$
因此合并后整体密度大于水，会下沉，C、D错误。
综上，答案选A。
【答案】
A
【知识点】
密度计算，阿基米德原理，物体浮沉条件
【点评】
本题结合质量-体积图像综合考查密度与浮力相关知识，核心突破口是先从图像提取数据算出两种材料的密度，再利用浮沉条件逐一分析选项，注意合并后整体平均密度的计算要准确对应总质量和总体积，避免计算错误。
【难度系数】
0.6
14. 图甲为我国古代的滴水计时工具——漏刻,
图乙为箭壶的模拟示意图。让漏壶中的水慢
慢滴入箭壶,木块与箭杆组成的箭舟(未与箭
壶底部接触)慢慢上浮,古人从盖孔处看箭杆
上的标记,就能知道具体的时刻。当箭壶中
液面升高时,下列说法正确的是 (
A.箭舟受到的浮力变大
B.箭舟排开水的重力不变
C.箭舟排开水的体积变大
D.水对箭壶底部的压强不变
图乙为箭壶的模拟示意图。让漏壶中的水慢
慢滴入箭壶,木块与箭杆组成的箭舟(未与箭
壶底部接触)慢慢上浮,古人从盖孔处看箭杆
上的标记,就能知道具体的时刻。当箭壶中
液面升高时,下列说法正确的是 (
B
)A.箭舟受到的浮力变大
B.箭舟排开水的重力不变
C.箭舟排开水的体积变大
D.水对箭壶底部的压强不变
答案
14. B
解析
【分析】
我们先从箭舟的受力状态入手梳理思路：首先明确箭舟始终漂浮在箭壶的水面上，且木块和箭杆组成的箭舟总重力是固定不变的。根据漂浮物体的受力规律，漂浮时浮力等于自身总重力，因此箭舟受到的浮力大小不会随液面升高而改变。接下来结合阿基米德原理可以推导排开水的重力的变化，再通过阿基米德原理的公式推导排开水的体积的变化，最后用液体压强公式判断水对箭壶底部压强的变化，逐一排除错误选项即可得到正确答案。
【解析】
我们逐个对选项进行分析：
1. 分析选项A：箭舟始终处于漂浮状态，根据漂浮条件，箭舟受到的浮力等于自身总重力，箭舟的总重力固定不变，因此浮力大小保持不变，A错误。
2. 分析选项B：根据阿基米德原理，物体受到的浮力等于它排开的液体的重力，即$F_浮=G_{排}$，由于箭舟的浮力恒定不变，因此箭舟排开水的重力也不变，B正确。
3. 分析选项C：由阿基米德原理公式$F_浮=\rho_水gV_排$可知，$F_浮$、$\rho_水$、$g$均为定值，因此箭舟排开水的体积$V_排$也保持不变，C错误。
4. 分析选项D：当箭壶中液面升高时，水的深度$h$增大，根据液体压强公式$p=\rho_水gh$，水对箭壶底部的压强会随之变大，D错误。
综上，正确选项为B。
【答案】B
【知识点】漂浮受力条件，阿基米德原理，液体压强计算
【点评】本题结合我国古代传统计时工具漏刻的场景考查浮力、液体压强的基础知识点，容易出现的误区是误以为液面上升箭舟上浮就会导致排开水的体积变大，实际上箭舟随水面同步上浮，自身浸入水中的深度并没有改变，排开体积保持不变，解题时抓住漂浮时浮力等于自重这个核心条件，就不会被液面上升的表象误导。
【难度系数】0.6
我们先从箭舟的受力状态入手梳理思路：首先明确箭舟始终漂浮在箭壶的水面上，且木块和箭杆组成的箭舟总重力是固定不变的。根据漂浮物体的受力规律，漂浮时浮力等于自身总重力，因此箭舟受到的浮力大小不会随液面升高而改变。接下来结合阿基米德原理可以推导排开水的重力的变化，再通过阿基米德原理的公式推导排开水的体积的变化，最后用液体压强公式判断水对箭壶底部压强的变化，逐一排除错误选项即可得到正确答案。
【解析】
我们逐个对选项进行分析：
1. 分析选项A：箭舟始终处于漂浮状态，根据漂浮条件，箭舟受到的浮力等于自身总重力，箭舟的总重力固定不变，因此浮力大小保持不变，A错误。
2. 分析选项B：根据阿基米德原理，物体受到的浮力等于它排开的液体的重力，即$F_浮=G_{排}$，由于箭舟的浮力恒定不变，因此箭舟排开水的重力也不变，B正确。
3. 分析选项C：由阿基米德原理公式$F_浮=\rho_水gV_排$可知，$F_浮$、$\rho_水$、$g$均为定值，因此箭舟排开水的体积$V_排$也保持不变，C错误。
4. 分析选项D：当箭壶中液面升高时，水的深度$h$增大，根据液体压强公式$p=\rho_水gh$，水对箭壶底部的压强会随之变大，D错误。
综上，正确选项为B。
【答案】B
【知识点】漂浮受力条件，阿基米德原理，液体压强计算
【点评】本题结合我国古代传统计时工具漏刻的场景考查浮力、液体压强的基础知识点，容易出现的误区是误以为液面上升箭舟上浮就会导致排开水的体积变大，实际上箭舟随水面同步上浮，自身浸入水中的深度并没有改变，排开体积保持不变，解题时抓住漂浮时浮力等于自重这个核心条件，就不会被液面上升的表象误导。
【难度系数】0.6
15. 阅读短文,回答问题。
国之重器——“新光华”号半潜船
“新光华”号半潜船为10万吨级半潜
船,为国内最大、全球第二大半潜船。如图
甲所示,该半潜船总长255 m,宽68 m,下潜
吃水深度为30.5 m,可装载物品的质量为
98 000 t。“新光华”号半潜船有118个压载
水舱,每一个压载水舱都有一个阀门直接通
向海底,这种设计仍采用“空心”的办法增
大可以利用的浮力。开始时半潜船空载漂
浮于海面,装载时需向船体水舱注水,船体
重力增加,巨大的甲板下沉至海面以下,拖
船将漂浮的货物拖至半潜船的甲板上方并
固定好,半潜船排出水舱中的水,甲板上浮
刚好至海面,半潜船就可以驮着货物离开,
如图乙所示。
“新光华”号半潜船成功交付,为我国
海洋强国建设和海上丝绸之路战略贡献了
力量,开启了我国半潜船运输业的新时代。
(1)从利用浮力的角度来看,半潜船是通过
的办法来增大浮力的。
(2)半潜船是靠改变来实现上浮
和下沉的。
(3)半潜船在图乙所示的三种状态下所受
的浮力分别为$F_{1}$、$F_{2}$、$F_{3}$,则它们之间的大
小关系是:$F_{1}\_\_\_\_\_\_F_{2}$,$F_{2}\_\_\_\_\_\_F_{3}$。
(填“＞”“=”或“＜”)
国之重器——“新光华”号半潜船
“新光华”号半潜船为10万吨级半潜
船,为国内最大、全球第二大半潜船。如图
甲所示,该半潜船总长255 m,宽68 m,下潜
吃水深度为30.5 m,可装载物品的质量为
98 000 t。“新光华”号半潜船有118个压载
水舱,每一个压载水舱都有一个阀门直接通
向海底,这种设计仍采用“空心”的办法增
大可以利用的浮力。开始时半潜船空载漂
浮于海面,装载时需向船体水舱注水,船体
重力增加,巨大的甲板下沉至海面以下,拖
船将漂浮的货物拖至半潜船的甲板上方并
固定好,半潜船排出水舱中的水,甲板上浮
刚好至海面,半潜船就可以驮着货物离开,
如图乙所示。
“新光华”号半潜船成功交付,为我国
海洋强国建设和海上丝绸之路战略贡献了
力量,开启了我国半潜船运输业的新时代。
(1)从利用浮力的角度来看,半潜船是通过
的办法来增大浮力的。
(2)半潜船是靠改变来实现上浮
和下沉的。
(3)半潜船在图乙所示的三种状态下所受
的浮力分别为$F_{1}$、$F_{2}$、$F_{3}$,则它们之间的大
小关系是:$F_{1}\_\_\_\_\_\_F_{2}$,$F_{2}\_\_\_\_\_\_F_{3}$。
(填“＞”“=”或“＜”)
答案
15.(1)“空心”
(2)自身重力
(3)＜ ＞
(2)自身重力
(3)＜ ＞
解析
【分析】
我们可以一步步梳理思路来解题：
1. 第一问：先从题干给出的短文描述里找提示，文中直接点明半潜船采用特定设计增大可利用的浮力，结合我们学过的轮船的浮力原理，就能直接得到答案。
2. 第二问：观察半潜船的工作过程：向水舱注水时船体总重力增加，船就下沉；排出水舱的水时船体总重力减小，船就上浮，整个过程没有改变水的密度，是通过调整自身总重力实现浮沉的。
3. 第三问：结合阿基米德原理，浮力大小和排开液体的体积正相关，对比三个状态下半潜船排开海水的体积大小：左图空载时排开海水体积最小，中间甲板潜入水下时排开海水体积最大，右图驮货漂浮时排开海水体积介于前两者之间，就能直接对比出三个浮力的大小关系。
【解析】
(1) 根据短文内容明确说明，半潜船采用“空心”的办法，增大排开海水的体积，从而增大可以利用的浮力。
(2) 半潜船通过向水舱注水增加自身总重力实现下沉，通过排出水舱内的水减小自身总重力实现上浮，因此是靠改变自身重力来实现上浮和下沉的。
(3) 结合阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{海水}gV_{排}$：
左图空载漂浮状态下，半潜船排开海水的体积$V_1$小于中间甲板下潜状态的排开体积$V_2$，因此$F_1＜F_2$；
中间甲板下潜状态的排开体积$V_2$大于右图驮货漂浮状态的排开体积$V_3$，因此$F_2＞F_3$。
【答案】
(1)“空心”
(2)自身重力
(3)＜ ＞
【知识点】
阿基米德原理，物体浮沉条件应用
【点评】
本题结合国之重器半潜船的真实应用场景考查浮力基础知识点，难度较低，解题时可以先提取题干给出的文字提示，再结合浮沉条件和阿基米德原理对比不同状态的排液体积，就能快速推导浮力的大小关系，同时也能加深对潜水艇、轮船这类浮力应用实例的原理理解。
【难度系数】
0.8
我们可以一步步梳理思路来解题：
1. 第一问：先从题干给出的短文描述里找提示，文中直接点明半潜船采用特定设计增大可利用的浮力，结合我们学过的轮船的浮力原理，就能直接得到答案。
2. 第二问：观察半潜船的工作过程：向水舱注水时船体总重力增加，船就下沉；排出水舱的水时船体总重力减小，船就上浮，整个过程没有改变水的密度，是通过调整自身总重力实现浮沉的。
3. 第三问：结合阿基米德原理，浮力大小和排开液体的体积正相关，对比三个状态下半潜船排开海水的体积大小：左图空载时排开海水体积最小，中间甲板潜入水下时排开海水体积最大，右图驮货漂浮时排开海水体积介于前两者之间，就能直接对比出三个浮力的大小关系。
【解析】
(1) 根据短文内容明确说明，半潜船采用“空心”的办法，增大排开海水的体积，从而增大可以利用的浮力。
(2) 半潜船通过向水舱注水增加自身总重力实现下沉，通过排出水舱内的水减小自身总重力实现上浮，因此是靠改变自身重力来实现上浮和下沉的。
(3) 结合阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{海水}gV_{排}$：
左图空载漂浮状态下，半潜船排开海水的体积$V_1$小于中间甲板下潜状态的排开体积$V_2$，因此$F_1＜F_2$；
中间甲板下潜状态的排开体积$V_2$大于右图驮货漂浮状态的排开体积$V_3$，因此$F_2＞F_3$。
【答案】
(1)“空心”
(2)自身重力
(3)＜ ＞
【知识点】
阿基米德原理，物体浮沉条件应用
【点评】
本题结合国之重器半潜船的真实应用场景考查浮力基础知识点，难度较低，解题时可以先提取题干给出的文字提示，再结合浮沉条件和阿基米德原理对比不同状态的排液体积，就能快速推导浮力的大小关系，同时也能加深对潜水艇、轮船这类浮力应用实例的原理理解。
【难度系数】
0.8
