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10.我国自主研制的“极目一号”Ⅲ型浮空艇能顺利升至 9032 m 高空，创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。小明查阅资料了解到：高度越高，大气越稀薄，浮空艇上升过程中艇的体积不变。在浮空艇上升过程中，下列说法正确的是(
A.所受空气浮力一定大于自身重力
B.所受空气浮力大于排开空气重力
C.所受空气浮力大小逐渐变小
D.所受大气的压强会逐渐增大
C
)A.所受空气浮力一定大于自身重力
B.所受空气浮力大于排开空气重力
C.所受空气浮力大小逐渐变小
D.所受大气的压强会逐渐增大
答案
10.C
解析
【分析】
要解决这道题，需结合阿基米德原理、大气密度与高度的关系、大气压强与高度的关系分析各选项：
1. 阿基米德原理：浸在气体中的物体受到的浮力等于排开气体的重力，公式为$F_{浮}=\rho_{气}gV_{排}$；
2. 大气密度随高度升高而减小，高度越高大气越稀薄，$\rho_{气}$越小；
3. 大气压强随高度升高而减小。
逐一分析选项：
选项A：浮空艇上升时浮力需大于重力，但“一定大于”表述绝对，到达一定高度后浮力与重力会平衡，故A错误；
选项B：根据阿基米德原理，浮力等于排开空气的重力，而非大于，故B错误；
选项C：浮空艇体积不变（$V_{排}$不变），高度升高时$\rho_{气}$减小，由$F_{浮}=\rho_{气}gV_{排}$可知浮力逐渐变小，故C正确；
选项D：高度越高大气压强越小，故D错误。
【解析】
根据阿基米德原理，浸在空气中的物体所受浮力$F_{浮}=\rho_{空气}gV_{排}$。已知浮空艇上升过程中体积不变（$V_{排}$不变），高度越高大气越稀薄，$\rho_{空气}$越小，因此浮力逐渐变小，对应选项C正确。
对其他选项的排除：
A选项：“浮力一定大于自身重力”表述绝对，浮空艇上升到一定高度后浮力与重力会平衡，错误；
B选项：由阿基米德原理，浮力等于排开空气的重力，而非大于，错误；
D选项：大气压强随高度升高而减小，错误。
【答案】
C
【知识点】
浮力（阿基米德原理）、大气压强与高度的关系
【点评】
本题考查浮力和大气压强的基础应用，核心是掌握阿基米德原理及大气密度、压强随高度的变化规律，属于初中物理基础题，准确理解概念即可解答。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需结合阿基米德原理、大气密度与高度的关系、大气压强与高度的关系分析各选项：
1. 阿基米德原理：浸在气体中的物体受到的浮力等于排开气体的重力，公式为$F_{浮}=\rho_{气}gV_{排}$；
2. 大气密度随高度升高而减小，高度越高大气越稀薄，$\rho_{气}$越小；
3. 大气压强随高度升高而减小。
逐一分析选项：
选项A：浮空艇上升时浮力需大于重力，但“一定大于”表述绝对，到达一定高度后浮力与重力会平衡，故A错误；
选项B：根据阿基米德原理，浮力等于排开空气的重力，而非大于，故B错误；
选项C：浮空艇体积不变（$V_{排}$不变），高度升高时$\rho_{气}$减小，由$F_{浮}=\rho_{气}gV_{排}$可知浮力逐渐变小，故C正确；
选项D：高度越高大气压强越小，故D错误。
【解析】
根据阿基米德原理，浸在空气中的物体所受浮力$F_{浮}=\rho_{空气}gV_{排}$。已知浮空艇上升过程中体积不变（$V_{排}$不变），高度越高大气越稀薄，$\rho_{空气}$越小，因此浮力逐渐变小，对应选项C正确。
对其他选项的排除：
A选项：“浮力一定大于自身重力”表述绝对，浮空艇上升到一定高度后浮力与重力会平衡，错误；
B选项：由阿基米德原理，浮力等于排开空气的重力，而非大于，错误；
D选项：大气压强随高度升高而减小，错误。
【答案】
C
【知识点】
浮力（阿基米德原理）、大气压强与高度的关系
【点评】
本题考查浮力和大气压强的基础应用，核心是掌握阿基米德原理及大气密度、压强随高度的变化规律，属于初中物理基础题，准确理解概念即可解答。
【难度系数】
0.7
11.小明同父亲一起在水底有许多小鹅卵石的河中玩耍。小明从深水区走向岸边的过程中,脚掌踩在鹅卵石上,感觉到疼痛越来越强烈。这是因为他受到河水的浮力越来越
小
,脚掌对鹅卵石的压力越来越大
,脚掌受到的压强变得越来越大
。(均选填“大”或“小”)答案
11.小 大 大
解析
【分析】
要解决这道题，需按以下思路思考：首先明确小明从深水区走向岸边时，排开河水的体积变化；接着利用阿基米德原理判断浮力的变化；再通过受力平衡关系，结合重力不变的特点，推出鹅卵石对脚掌的支持力变化，进而得到脚掌对鹅卵石的压力变化；最后根据压强公式，结合脚掌与鹅卵石的接触面积近似不变的特点，判断压强的变化。
【解析】
1. 浮力变化：小明从深水区走向岸边，身体浸入水中的体积（即排开水的体积$V_{排}$）逐渐减小。根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，河水密度$\rho_{水}$和$g$不变，$V_{排}$减小，因此他受到河水的浮力越来越小。
2. 压力变化：小明的重力$G$保持不变，竖直方向受力平衡，即$G=F_{浮}+F_{支}$（$F_{支}$为鹅卵石对脚掌的支持力），变形得$F_{支}=G-F_{浮}$。由于浮力$F_{浮}$变小，所以支持力$F_{支}$变大；而脚掌对鹅卵石的压力与鹅卵石对脚掌的支持力是相互作用力，大小相等，因此脚掌对鹅卵石的压力越来越大。
3. 压强变化：脚掌与鹅卵石的接触面积（受力面积$S$）近似不变，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，压力$F_{压}$变大，所以脚掌受到的压强越来越大。
【答案】
小 大 大
【知识点】
浮力、压力、压强
【点评】
本题结合生活场景考查物理知识的应用，将阿基米德原理、受力平衡、压强公式结合起来分析，注重基础知识的实际运用，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需按以下思路思考：首先明确小明从深水区走向岸边时，排开河水的体积变化；接着利用阿基米德原理判断浮力的变化；再通过受力平衡关系，结合重力不变的特点，推出鹅卵石对脚掌的支持力变化，进而得到脚掌对鹅卵石的压力变化；最后根据压强公式，结合脚掌与鹅卵石的接触面积近似不变的特点，判断压强的变化。
【解析】
1. 浮力变化：小明从深水区走向岸边，身体浸入水中的体积（即排开水的体积$V_{排}$）逐渐减小。根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，河水密度$\rho_{水}$和$g$不变，$V_{排}$减小，因此他受到河水的浮力越来越小。
2. 压力变化：小明的重力$G$保持不变，竖直方向受力平衡，即$G=F_{浮}+F_{支}$（$F_{支}$为鹅卵石对脚掌的支持力），变形得$F_{支}=G-F_{浮}$。由于浮力$F_{浮}$变小，所以支持力$F_{支}$变大；而脚掌对鹅卵石的压力与鹅卵石对脚掌的支持力是相互作用力，大小相等，因此脚掌对鹅卵石的压力越来越大。
3. 压强变化：脚掌与鹅卵石的接触面积（受力面积$S$）近似不变，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，压力$F_{压}$变大，所以脚掌受到的压强越来越大。
【答案】
小 大 大
【知识点】
浮力、压力、压强
【点评】
本题结合生活场景考查物理知识的应用，将阿基米德原理、受力平衡、压强公式结合起来分析，注重基础知识的实际运用，难度适中。
【难度系数】
0.6
12.我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程。如图所示是三峡船闸中轮船通过船闸的示意图，三峡船闸利用了
连通器
原理；质量为60 t的轮船静止在江面上时排开江水的体积为60
m³。（$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$，$\rho_{\mathrm{江水}}=1.0× 10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$）答案
12.连通器 60
解析
【分析】
本题分为两小问，第一问需结合连通器的定义判断船闸的原理；第二问利用轮船漂浮的条件和阿基米德原理计算排开江水的体积。首先，连通器的核心特点是“上端开口、底部相互连通”，三峡船闸的结构符合该特征，可确定第一空的原理。其次，轮船静止在江面上时处于漂浮状态，根据漂浮条件，浮力等于轮船自身重力，结合阿基米德原理，浮力也等于排开江水的重力，由此可推导计算排开江水的体积，计算时需注意质量单位的换算。
【解析】
1. 三峡船闸的结构是上端分别与上游、下游开口，底部通过阀门连通，符合连通器“上端开口，底部连通”的特点，因此利用了连通器原理。
2. 轮船漂浮，根据漂浮条件：$F_{浮}=G_{船}=m_{船}g$；根据阿基米德原理：$F_{浮}=\rho_{江水}gV_{排}$，联立两式得：$\rho_{江水}gV_{排}=m_{船}g$，约去$g$后，$V_{排}=\frac{m_{船}}{\rho_{江水}}$。
已知$m_{船}=60\ \mathrm{t}=60×10^3\ \mathrm{kg}$，$\rho_{江水}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$，代入计算：$V_{排}=\frac{60×10^3\ \mathrm{kg}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}}=60\ \mathrm{m^3}$。
【答案】
连通器；60
【知识点】
连通器原理、浮力计算、阿基米德原理
【点评】
本题考查连通器的应用和浮力相关计算，属于基础题型，难度较低，学生只要掌握连通器的特点、漂浮条件及阿基米德原理，注意质量单位换算即可轻松解答。
【难度系数】
0.8
本题分为两小问，第一问需结合连通器的定义判断船闸的原理；第二问利用轮船漂浮的条件和阿基米德原理计算排开江水的体积。首先，连通器的核心特点是“上端开口、底部相互连通”，三峡船闸的结构符合该特征，可确定第一空的原理。其次，轮船静止在江面上时处于漂浮状态，根据漂浮条件，浮力等于轮船自身重力，结合阿基米德原理，浮力也等于排开江水的重力，由此可推导计算排开江水的体积，计算时需注意质量单位的换算。
【解析】
1. 三峡船闸的结构是上端分别与上游、下游开口，底部通过阀门连通，符合连通器“上端开口，底部连通”的特点，因此利用了连通器原理。
2. 轮船漂浮，根据漂浮条件：$F_{浮}=G_{船}=m_{船}g$；根据阿基米德原理：$F_{浮}=\rho_{江水}gV_{排}$，联立两式得：$\rho_{江水}gV_{排}=m_{船}g$，约去$g$后，$V_{排}=\frac{m_{船}}{\rho_{江水}}$。
已知$m_{船}=60\ \mathrm{t}=60×10^3\ \mathrm{kg}$，$\rho_{江水}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$，代入计算：$V_{排}=\frac{60×10^3\ \mathrm{kg}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}}=60\ \mathrm{m^3}$。
【答案】
连通器；60
【知识点】
连通器原理、浮力计算、阿基米德原理
【点评】
本题考查连通器的应用和浮力相关计算，属于基础题型，难度较低，学生只要掌握连通器的特点、漂浮条件及阿基米德原理，注意质量单位换算即可轻松解答。
【难度系数】
0.8
13.将体积均为$200\ \mathrm{cm}^3$的木块和合金块放入水中,静止时木块有五分之一的体积露出水面,合金块沉入水底,如图所示。已知木块重$1.6\ \mathrm{N}$,合金块重$8\ \mathrm{N}$,则木块受到的浮力为$\_\_\_\_\_\_\ \mathrm{N}$,合金块受到的浮力为$\_\_\_\_\_\_\ \mathrm{N}$。($g$取$10\ \mathrm{N/kg}$,$\rho_{\mathrm{水}}=1.0× 10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$)
答案
13.1.6 2
解析
【分析】
要解决本题，需分两种情况分析浮力：①木块静止时漂浮，根据漂浮条件，浮力等于自身重力，可直接求出木块的浮力；②合金块沉入水底，完全浸没在水中，排开水的体积等于合金块的体积，利用阿基米德原理计算合金块的浮力。
【解析】
1. 木块的浮力计算：
木块静止时漂浮，根据漂浮条件，物体漂浮时受到的浮力等于自身重力，因此木块受到的浮力 $ F_{\mathrm{浮木}} = G_{\mathrm{木}} = 1.6\ \mathrm{N} $。
2. 合金块的浮力计算：
合金块沉入水底，完全浸没在水中，排开水的体积等于合金块的体积。先统一体积单位：$ V = 200\ \mathrm{cm}^3 = 200 × 10^{-6}\ \mathrm{m}^3 = 2 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^3 $。
根据阿基米德原理 $ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}} g V_{\mathrm{排}} $，代入数据得：
$ F_{\mathrm{合金}} = \rho_{\mathrm{水}} g V = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 2 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^3 = 2\ \mathrm{N} $。
【答案】
1.6；2
【知识点】
漂浮条件、阿基米德原理、浮力计算
【点评】
本题考查浮力的基础计算，核心是利用漂浮条件和阿基米德原理，属于常规基础题，学生只要掌握相关公式即可顺利解答。
【难度系数】
0.7
要解决本题，需分两种情况分析浮力：①木块静止时漂浮，根据漂浮条件，浮力等于自身重力，可直接求出木块的浮力；②合金块沉入水底，完全浸没在水中，排开水的体积等于合金块的体积，利用阿基米德原理计算合金块的浮力。
【解析】
1. 木块的浮力计算：
木块静止时漂浮，根据漂浮条件，物体漂浮时受到的浮力等于自身重力，因此木块受到的浮力 $ F_{\mathrm{浮木}} = G_{\mathrm{木}} = 1.6\ \mathrm{N} $。
2. 合金块的浮力计算：
合金块沉入水底，完全浸没在水中，排开水的体积等于合金块的体积。先统一体积单位：$ V = 200\ \mathrm{cm}^3 = 200 × 10^{-6}\ \mathrm{m}^3 = 2 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^3 $。
根据阿基米德原理 $ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}} g V_{\mathrm{排}} $，代入数据得：
$ F_{\mathrm{合金}} = \rho_{\mathrm{水}} g V = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 2 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^3 = 2\ \mathrm{N} $。
【答案】
1.6；2
【知识点】
漂浮条件、阿基米德原理、浮力计算
【点评】
本题考查浮力的基础计算，核心是利用漂浮条件和阿基米德原理，属于常规基础题，学生只要掌握相关公式即可顺利解答。
【难度系数】
0.7
14.一个苹果的质量为140 g,体积为$1.8×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$,用手将其按住,使其浸没在水中,其受到的浮力为
1.8
N,松手后苹果将上浮
(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),苹果保持静止后受到的浮力为1.4
N。($g$取10 N/kg, $\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$)答案
14.1.8 上浮 1.4
解析
【分析】
本题考查浮力的计算及物体浮沉条件的应用。解题思路：①苹果浸没在水中时，排开水的体积等于苹果体积，利用阿基米德原理计算浸没时的浮力；②计算苹果的重力，比较浸没时浮力与重力的大小，判断松手后苹果的运动状态；③根据浮沉状态，确定苹果静止时的浮力大小。
【解析】
1. 计算苹果浸没在水中时受到的浮力：
根据阿基米德原理 $ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}} g V_{\mathrm{排}} $，苹果浸没时 $ V_{\mathrm{排}} = V_{\mathrm{苹果}} = 1.8 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^3 $，代入数据得：
$ F_{\mathrm{浮}} = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 1.8 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^3 = 1.8\ \mathrm{N} $。
2. 判断松手后苹果的状态：
苹果的质量 $ m = 140\ \mathrm{g} = 0.14\ \mathrm{kg} $，其重力 $ G = mg = 0.14\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 1.4\ \mathrm{N} $。
因为 $ F_{\mathrm{浮}} (1.8\ \mathrm{N}) ＞ G (1.4\ \mathrm{N}) $，所以松手后苹果将上浮。
3. 计算苹果静止后受到的浮力：
苹果最终漂浮在水面上，根据漂浮条件，静止时浮力等于重力，即 $ F_{\mathrm{浮}}' = G = 1.4\ \mathrm{N} $。
【答案】
1.8 上浮 1.4
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件、浮力计算
【点评】
本题为初中物理浮力基础应用题，结合阿基米德原理与浮沉条件，需注意质量单位换算，是浮力部分的典型基础题型，侧重考查学生对基本公式和规律的应用能力。
【难度系数】
0.7
本题考查浮力的计算及物体浮沉条件的应用。解题思路：①苹果浸没在水中时，排开水的体积等于苹果体积，利用阿基米德原理计算浸没时的浮力；②计算苹果的重力，比较浸没时浮力与重力的大小，判断松手后苹果的运动状态；③根据浮沉状态，确定苹果静止时的浮力大小。
【解析】
1. 计算苹果浸没在水中时受到的浮力：
根据阿基米德原理 $ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}} g V_{\mathrm{排}} $，苹果浸没时 $ V_{\mathrm{排}} = V_{\mathrm{苹果}} = 1.8 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^3 $，代入数据得：
$ F_{\mathrm{浮}} = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 1.8 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^3 = 1.8\ \mathrm{N} $。
2. 判断松手后苹果的状态：
苹果的质量 $ m = 140\ \mathrm{g} = 0.14\ \mathrm{kg} $，其重力 $ G = mg = 0.14\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 1.4\ \mathrm{N} $。
因为 $ F_{\mathrm{浮}} (1.8\ \mathrm{N}) ＞ G (1.4\ \mathrm{N}) $，所以松手后苹果将上浮。
3. 计算苹果静止后受到的浮力：
苹果最终漂浮在水面上，根据漂浮条件，静止时浮力等于重力，即 $ F_{\mathrm{浮}}' = G = 1.4\ \mathrm{N} $。
【答案】
1.8 上浮 1.4
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件、浮力计算
【点评】
本题为初中物理浮力基础应用题，结合阿基米德原理与浮沉条件，需注意质量单位换算，是浮力部分的典型基础题型，侧重考查学生对基本公式和规律的应用能力。
【难度系数】
0.7
15.炎热的夏天,游泳池是人们的好去处。(g 取 10 N/kg,ρ水=1.0×10³ kg/m³)
(1)游泳池水深1.5 m,水对池底的压强是多少?
(2)小明在爸爸的帮助下学习游泳。人体密度为1.05 g/cm³,小明质量为52.5 kg,当他浸没在池中1 m 的深度时,所受浮力是多少?
(3)小明自制了一个泡沫救生圈,质量为0.8 kg,体积为0.06 m³。
①救生圈漂浮在水面上时,它所受的浮力为多大?
②爸爸躺到救生圈上时,救生圈刚好完全浸没在水中,则爸爸的质量是多少?
(1)游泳池水深1.5 m,水对池底的压强是多少?
(2)小明在爸爸的帮助下学习游泳。人体密度为1.05 g/cm³,小明质量为52.5 kg,当他浸没在池中1 m 的深度时,所受浮力是多少?
(3)小明自制了一个泡沫救生圈,质量为0.8 kg,体积为0.06 m³。
①救生圈漂浮在水面上时,它所受的浮力为多大?
②爸爸躺到救生圈上时,救生圈刚好完全浸没在水中,则爸爸的质量是多少?
答案
15.(1)$1.5×10^4\ \mathrm{Pa}$ (2)$500\ \mathrm{N}$ (3)①$8\ \mathrm{N}$ ②$59.2\ \mathrm{kg}$(计算过程略)
解析
【分析】
本题考查液体压强和浮力的相关计算，需结合对应公式逐步分析：
1. 第(1)问求水对池底的压强，直接利用液体压强公式$p=\rho gh$，代入已知的水的密度、水深和$g$即可计算；
2. 第(2)问求小明浸没时的浮力，需先根据小明的质量和人体密度算出其体积，浸没时排开水的体积等于自身体积，再用阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$计算浮力；
3. 第(3)问①救生圈漂浮，根据漂浮条件，浮力等于自身重力，直接计算；②救生圈完全浸没时，总浮力等于总重力，先算总浮力，再减去救生圈重力得到爸爸的重力，进而算出爸爸的质量。
【解析】
(1) 根据液体压强公式$p=\rho_{水}gh$，代入数据：
$\rho_{水}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，$h=1.5\ \mathrm{m}$，
则$p=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×1.5\ \mathrm{m}=1.5×10^4\ \mathrm{Pa}$。
(2) 先计算小明的体积：人体密度$\rho_{人}=1.05\ \mathrm{g/cm^3}=1.05×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$，
由$\rho=\frac{m}{V}$得$V_{人}=\frac{m_{人}}{\rho_{人}}=\frac{52.5\ \mathrm{kg}}{1.05×10^3\ \mathrm{kg/m^3}}=0.05\ \mathrm{m^3}$，
小明浸没时$V_{排}=V_{人}=0.05\ \mathrm{m^3}$，根据阿基米德原理：
$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.05\ \mathrm{m^3}=500\ \mathrm{N}$。
(3) ① 救生圈漂浮，根据漂浮条件$F_{浮}=G_{圈}=m_{圈}g$，
代入数据：$m_{圈}=0.8\ \mathrm{kg}$，则$F_{浮}=0.8\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=8\ \mathrm{N}$。
② 救生圈刚好完全浸没时，排开水的体积$V_{排}'=V_{圈}=0.06\ \mathrm{m^3}$，
此时总浮力$F_{浮总}=\rho_{水}gV_{排}'=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.06\ \mathrm{m^3}=600\ \mathrm{N}$，
总重力$G_{总}=F_{浮总}=600\ \mathrm{N}$，又$G_{总}=G_{圈}+G_{爸}$，
则$G_{爸}=G_{总}-G_{圈}=600\ \mathrm{N}-8\ \mathrm{N}=592\ \mathrm{N}$，
爸爸的质量$m_{爸}=\frac{G_{爸}}{g}=\frac{592\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=59.2\ \mathrm{kg}$。
【答案】
15.(1)$1.5×10^4\ \mathrm{Pa}$ (2)$500\ \mathrm{N}$ (3)①$8\ \mathrm{N}$ ②$59.2\ \mathrm{kg}$
【知识点】
液体压强计算、阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题综合考查液体压强与浮力的核心计算，需熟练掌握相关公式及单位换算，漂浮时浮力等于重力、完全浸没时总浮力等于总重力是解题关键，属于初中力学的常规基础题，注重公式的灵活应用。
【难度系数】
0.6
本题考查液体压强和浮力的相关计算，需结合对应公式逐步分析：
1. 第(1)问求水对池底的压强，直接利用液体压强公式$p=\rho gh$，代入已知的水的密度、水深和$g$即可计算；
2. 第(2)问求小明浸没时的浮力，需先根据小明的质量和人体密度算出其体积，浸没时排开水的体积等于自身体积，再用阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$计算浮力；
3. 第(3)问①救生圈漂浮，根据漂浮条件，浮力等于自身重力，直接计算；②救生圈完全浸没时，总浮力等于总重力，先算总浮力，再减去救生圈重力得到爸爸的重力，进而算出爸爸的质量。
【解析】
(1) 根据液体压强公式$p=\rho_{水}gh$，代入数据：
$\rho_{水}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，$h=1.5\ \mathrm{m}$，
则$p=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×1.5\ \mathrm{m}=1.5×10^4\ \mathrm{Pa}$。
(2) 先计算小明的体积：人体密度$\rho_{人}=1.05\ \mathrm{g/cm^3}=1.05×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$，
由$\rho=\frac{m}{V}$得$V_{人}=\frac{m_{人}}{\rho_{人}}=\frac{52.5\ \mathrm{kg}}{1.05×10^3\ \mathrm{kg/m^3}}=0.05\ \mathrm{m^3}$，
小明浸没时$V_{排}=V_{人}=0.05\ \mathrm{m^3}$，根据阿基米德原理：
$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.05\ \mathrm{m^3}=500\ \mathrm{N}$。
(3) ① 救生圈漂浮，根据漂浮条件$F_{浮}=G_{圈}=m_{圈}g$，
代入数据：$m_{圈}=0.8\ \mathrm{kg}$，则$F_{浮}=0.8\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=8\ \mathrm{N}$。
② 救生圈刚好完全浸没时，排开水的体积$V_{排}'=V_{圈}=0.06\ \mathrm{m^3}$，
此时总浮力$F_{浮总}=\rho_{水}gV_{排}'=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.06\ \mathrm{m^3}=600\ \mathrm{N}$，
总重力$G_{总}=F_{浮总}=600\ \mathrm{N}$，又$G_{总}=G_{圈}+G_{爸}$，
则$G_{爸}=G_{总}-G_{圈}=600\ \mathrm{N}-8\ \mathrm{N}=592\ \mathrm{N}$，
爸爸的质量$m_{爸}=\frac{G_{爸}}{g}=\frac{592\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=59.2\ \mathrm{kg}$。
【答案】
15.(1)$1.5×10^4\ \mathrm{Pa}$ (2)$500\ \mathrm{N}$ (3)①$8\ \mathrm{N}$ ②$59.2\ \mathrm{kg}$
【知识点】
液体压强计算、阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题综合考查液体压强与浮力的核心计算，需熟练掌握相关公式及单位换算，漂浮时浮力等于重力、完全浸没时总浮力等于总重力是解题关键，属于初中力学的常规基础题，注重公式的灵活应用。
【难度系数】
0.6
