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13. 向一只重力和体积均不计的薄塑料袋内装入大半袋水，如图甲用弹簧测力计测出它的重力，如图乙所示再将其逐渐浸入装有适量水的烧杯中，观察弹簧测力计的示数的变化. 当袋中的水面与容器中的水面相平时，观察弹簧测力计的示数. 关于上述实验，下列说法错误的是 (
A.将塑料袋逐渐浸入水中的过程，弹簧测力计的示数逐渐变小
B.将塑料袋逐渐浸入水中的过程，烧杯底部受到水的压强逐渐增大
C.当袋中水面与容器中的水面相平时，弹簧测力计示数变为$0\mathrm{ N}$
D.该实验不能说明浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开液体的重力
D
)A.将塑料袋逐渐浸入水中的过程，弹簧测力计的示数逐渐变小
B.将塑料袋逐渐浸入水中的过程，烧杯底部受到水的压强逐渐增大
C.当袋中水面与容器中的水面相平时，弹簧测力计示数变为$0\mathrm{ N}$
D.该实验不能说明浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开液体的重力
答案
D
解析
【分析】
我们可以结合阿基米德原理、称重法测浮力、液体压强公式来逐一分析选项：
1. 对于选项A：塑料袋逐渐浸入水中时，排开水的体积逐渐增大，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，受到的浮力逐渐变大；弹簧测力计的示数$F_{示}=G-F_{浮}$，袋内水的重力$G$不变，所以弹簧测力计示数会逐渐变小，该选项正确。
2. 对于选项B：塑料袋逐渐浸入水中时，排开的水使烧杯内的水面上升，水的深度$h$逐渐增大，根据液体压强公式$p=\rho gh$，烧杯底部受到水的压强逐渐增大，该选项正确。
3. 对于选项C：当袋中水面与容器中的水面相平时，塑料袋排开水的体积等于袋内水的体积，此时浮力$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=\rho_{水}gV_{水}=G_{水}$，根据称重法$F_{示}=G-F_{浮}$，可得弹簧测力计示数为$0\mathrm{N}$，该选项正确。
4. 对于选项D：当袋中水面与容器水面相平时，弹簧测力计示数为0，说明浮力$F_{浮}=G_{水}$，而此时排开液体的重力$G_{排}=\rho_{水}gV_{排}=G_{水}$，即$F_{浮}=G_{排}$，这正好验证了浸在液体中的物体所受浮力大小等于它排开液体的重力，所以该选项说法错误。
【解析】
逐一分析各选项：
A选项：塑料袋浸入水中过程，$V_{排}$增大，由$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$知$F_{浮}$增大，根据$F_{示}=G-F_{浮}$，$G$不变，故$F_{示}$逐渐变小，A正确。
B选项：塑料袋浸入水中，烧杯内水面上升，水深$h$增大，由$p=\rho gh$知，烧杯底部受到水的压强增大，B正确。
C选项：当袋内水面与容器水面相平时，$V_{排}=V_{水}$，则$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=\rho_{水}gV_{水}=G_{水}$，所以$F_{示}=G_{水}-F_{浮}=0\mathrm{N}$，C正确。
D选项：由C的分析可知，$F_{浮}=G_{水}=G_{排}$，这符合阿基米德原理，说明该实验能验证浸在液体中的物体所受浮力等于排开液体的重力，D错误。
本题要求选错误的说法，故选D。
【答案】
D
【知识点】
阿基米德原理、液体压强的影响因素、称重法测浮力
【点评】
本题通过薄塑料袋装水浸入水中的实验，综合考查了浮力、液体压强的相关知识，重点是结合实验过程理解阿基米德原理的验证，需要准确分析各物理量的变化关系。
【难度系数】
0.6
我们可以结合阿基米德原理、称重法测浮力、液体压强公式来逐一分析选项：
1. 对于选项A：塑料袋逐渐浸入水中时，排开水的体积逐渐增大，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，受到的浮力逐渐变大；弹簧测力计的示数$F_{示}=G-F_{浮}$，袋内水的重力$G$不变，所以弹簧测力计示数会逐渐变小，该选项正确。
2. 对于选项B：塑料袋逐渐浸入水中时，排开的水使烧杯内的水面上升，水的深度$h$逐渐增大，根据液体压强公式$p=\rho gh$，烧杯底部受到水的压强逐渐增大，该选项正确。
3. 对于选项C：当袋中水面与容器中的水面相平时，塑料袋排开水的体积等于袋内水的体积，此时浮力$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=\rho_{水}gV_{水}=G_{水}$，根据称重法$F_{示}=G-F_{浮}$，可得弹簧测力计示数为$0\mathrm{N}$，该选项正确。
4. 对于选项D：当袋中水面与容器水面相平时，弹簧测力计示数为0，说明浮力$F_{浮}=G_{水}$，而此时排开液体的重力$G_{排}=\rho_{水}gV_{排}=G_{水}$，即$F_{浮}=G_{排}$，这正好验证了浸在液体中的物体所受浮力大小等于它排开液体的重力，所以该选项说法错误。
【解析】
逐一分析各选项：
A选项：塑料袋浸入水中过程，$V_{排}$增大，由$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$知$F_{浮}$增大，根据$F_{示}=G-F_{浮}$，$G$不变，故$F_{示}$逐渐变小，A正确。
B选项：塑料袋浸入水中，烧杯内水面上升，水深$h$增大，由$p=\rho gh$知，烧杯底部受到水的压强增大，B正确。
C选项：当袋内水面与容器水面相平时，$V_{排}=V_{水}$，则$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=\rho_{水}gV_{水}=G_{水}$，所以$F_{示}=G_{水}-F_{浮}=0\mathrm{N}$，C正确。
D选项：由C的分析可知，$F_{浮}=G_{水}=G_{排}$，这符合阿基米德原理，说明该实验能验证浸在液体中的物体所受浮力等于排开液体的重力，D错误。
本题要求选错误的说法，故选D。
【答案】
D
【知识点】
阿基米德原理、液体压强的影响因素、称重法测浮力
【点评】
本题通过薄塑料袋装水浸入水中的实验，综合考查了浮力、液体压强的相关知识，重点是结合实验过程理解阿基米德原理的验证，需要准确分析各物理量的变化关系。
【难度系数】
0.6
14. 小明学习了阿基米德原理后，和物理兴趣小组的同学们利用图中的弹簧测力计、体积约为$10\mathrm{ cm}^3$的实心金属块、细线、大烧杯、小桶、小垫块和水等器材，设计实验验证阿基米德原理.
(1)小明他们首先向老师汇报了自己的实验思路：
①用弹簧测力计分别测出空桶和金属块的重力为$G_1$和$G_2$；
②把大烧杯用小垫块垫起，使右边的溢水口斜向下，在大烧杯中
③用弹簧测力计吊着金属块使其浸没到大烧杯的水中，记下弹簧测力计示数为$F_1$；
④待大烧杯中的水不再溢出时，用弹簧测力计测出溢出的水和小桶的总重力为$F_2$. 若满足
(2)老师肯定了他们的实验思路，但提醒他们利用现有实验器材将无法完成实验，请你帮他们分析无法完成实验的原因是
(3)小明他们更换相关器材，顺利完成了实验，实验后小组的同学又进行了交流，要验证阿基米德原理，金属块
(1)小明他们首先向老师汇报了自己的实验思路：
①用弹簧测力计分别测出空桶和金属块的重力为$G_1$和$G_2$；
②把大烧杯用小垫块垫起，使右边的溢水口斜向下，在大烧杯中
装满
水，过会儿把小桶放在大烧杯的溢水口下方；③用弹簧测力计吊着金属块使其浸没到大烧杯的水中，记下弹簧测力计示数为$F_1$；
④待大烧杯中的水不再溢出时，用弹簧测力计测出溢出的水和小桶的总重力为$F_2$. 若满足
G_{2}－F_{1}=F_{2}－G_{1}
(用所测物理量符号表示)等式成立就可以验证阿基米德原理.(2)老师肯定了他们的实验思路，但提醒他们利用现有实验器材将无法完成实验，请你帮他们分析无法完成实验的原因是
物体所受浮力为0.1 N，弹簧测力计的分度值为0.2 N，无法精确得出物体所受浮力
.(3)小明他们更换相关器材，顺利完成了实验，实验后小组的同学又进行了交流，要验证阿基米德原理，金属块
不一定
(选填“一定”或“不一定”)要浸没在水中.答案
装满
$G_{2}-F_{1}=F_{2}-G_{1}$
物体所受浮力为0.1N，弹簧测力计的分度值为0.2N，无法精确得出物体所受浮力
不一定
$G_{2}-F_{1}=F_{2}-G_{1}$
物体所受浮力为0.1N，弹簧测力计的分度值为0.2N，无法精确得出物体所受浮力
不一定
解析
【分析】
首先回忆阿基米德原理的核心：浸在液体中的物体受到的浮力等于排开液体的重力。
对于(1)：②要使物体排开的水全部溢出，大烧杯需装满水；④根据称重法，金属块受到的浮力为$G_2-F_1$，排开液体的重力为$F_2-G_1$，若两者相等则验证阿基米德原理。
对于(2)：先计算金属块浸没时的浮力，再对比弹簧测力计的分度值，发现浮力小于分度值，无法精确测量，导致实验无法完成。
对于(3)：阿基米德原理对物体部分浸入或完全浸没液体的情况都成立，因此金属块不一定需要浸没。
【解析】
(1) ②为了让金属块排开的水全部溢出，大烧杯中需要装满水；
④ 根据称重法测浮力，金属块受到的浮力$F_{浮}=G_{2}-F_{1}$；排开液体的重力$G_{排}=F_{2}-G_{1}$，若阿基米德原理成立，则$F_{浮}=G_{排}$，即$\boldsymbol{G_{2}-F_{1}=F_{2}-G_{1}}$。
(2) 计算金属块浸没时受到的浮力：
$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1.0×10^{3}\mathrm{kg/m^{3}}×10\mathrm{N/kg}×10×10^{-6}\mathrm{m^{3}}=0.1\mathrm{N}$，
由图可知弹簧测力计的分度值为0.2N，浮力大小小于弹簧测力计的分度值，无法精确测量出浮力大小，因此无法完成实验。
(3) 阿基米德原理适用于所有浸在液体中的物体，无论物体是部分浸入还是完全浸没在液体中，原理均成立，因此金属块不一定要浸没在水中。
【答案】
(1) ②装满；④$\boldsymbol{G_{2}-F_{1}=F_{2}-G_{1}}$
(2) 物体所受浮力为0.1N，弹簧测力计的分度值为0.2N，无法精确得出物体所受浮力
(3) 不一定
【知识点】
阿基米德原理；称重法测浮力；弹簧测力计的使用
【点评】
本题围绕阿基米德原理的实验验证展开，既考查实验步骤的逻辑，又涉及浮力计算与器材精度的分析，同时强调了阿基米德原理的适用范围，对实验原理的理解和细节分析能力要求较高。
【难度系数】
0.6
首先回忆阿基米德原理的核心：浸在液体中的物体受到的浮力等于排开液体的重力。
对于(1)：②要使物体排开的水全部溢出，大烧杯需装满水；④根据称重法，金属块受到的浮力为$G_2-F_1$，排开液体的重力为$F_2-G_1$，若两者相等则验证阿基米德原理。
对于(2)：先计算金属块浸没时的浮力，再对比弹簧测力计的分度值，发现浮力小于分度值，无法精确测量，导致实验无法完成。
对于(3)：阿基米德原理对物体部分浸入或完全浸没液体的情况都成立，因此金属块不一定需要浸没。
【解析】
(1) ②为了让金属块排开的水全部溢出，大烧杯中需要装满水；
④ 根据称重法测浮力，金属块受到的浮力$F_{浮}=G_{2}-F_{1}$；排开液体的重力$G_{排}=F_{2}-G_{1}$，若阿基米德原理成立，则$F_{浮}=G_{排}$，即$\boldsymbol{G_{2}-F_{1}=F_{2}-G_{1}}$。
(2) 计算金属块浸没时受到的浮力：
$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1.0×10^{3}\mathrm{kg/m^{3}}×10\mathrm{N/kg}×10×10^{-6}\mathrm{m^{3}}=0.1\mathrm{N}$，
由图可知弹簧测力计的分度值为0.2N，浮力大小小于弹簧测力计的分度值，无法精确测量出浮力大小，因此无法完成实验。
(3) 阿基米德原理适用于所有浸在液体中的物体，无论物体是部分浸入还是完全浸没在液体中，原理均成立，因此金属块不一定要浸没在水中。
【答案】
(1) ②装满；④$\boldsymbol{G_{2}-F_{1}=F_{2}-G_{1}}$
(2) 物体所受浮力为0.1N，弹簧测力计的分度值为0.2N，无法精确得出物体所受浮力
(3) 不一定
【知识点】
阿基米德原理；称重法测浮力；弹簧测力计的使用
【点评】
本题围绕阿基米德原理的实验验证展开，既考查实验步骤的逻辑，又涉及浮力计算与器材精度的分析，同时强调了阿基米德原理的适用范围，对实验原理的理解和细节分析能力要求较高。
【难度系数】
0.6
