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4. (★★★)在传统农耕文化中，劳动人民一般采用“盐水选种”的方法挑选种子，如图 8.7 - 8 所示。下列说法正确的是【 】
A.种子上浮过程中盐水对种子的压强变大
B.漂浮的种子受到的浮力大于自身重力
C.下沉的种子密度比盐水的密度大
D.沉底的种子只受到重力和支持力
A.种子上浮过程中盐水对种子的压强变大
B.漂浮的种子受到的浮力大于自身重力
C.下沉的种子密度比盐水的密度大
D.沉底的种子只受到重力和支持力
答案
C
解析
【解析】
逐一分析各选项：
A. 种子上浮过程中，深度逐渐减小，根据$ p=\rho gh $，盐水密度不变，深度h减小，所以盐水对种子的压强变小，A错误；
B. 漂浮的种子处于平衡状态，受到的浮力等于自身重力，B错误；
C. 根据物体浮沉条件，当物体密度大于液体密度时，物体下沉，因此下沉的种子密度比盐水的密度大，C正确；
D. 沉底的种子受到重力、浮力和容器底部的支持力三个力的作用，D错误。
综上，正确答案是C。
【答案】
C
【知识点】
液体压强的影响因素、物体的浮沉条件
【点评】
本题结合生活中的“盐水选种”实例，考查液体压强公式和物体浮沉条件的应用，需要准确理解相关物理规律，逐一分析选项得出正确结论。
【难度系数】
0.6
逐一分析各选项：
A. 种子上浮过程中，深度逐渐减小，根据$ p=\rho gh $，盐水密度不变，深度h减小，所以盐水对种子的压强变小，A错误；
B. 漂浮的种子处于平衡状态，受到的浮力等于自身重力，B错误；
C. 根据物体浮沉条件，当物体密度大于液体密度时，物体下沉，因此下沉的种子密度比盐水的密度大，C正确；
D. 沉底的种子受到重力、浮力和容器底部的支持力三个力的作用，D错误。
综上，正确答案是C。
【答案】
C
【知识点】
液体压强的影响因素、物体的浮沉条件
【点评】
本题结合生活中的“盐水选种”实例，考查液体压强公式和物体浮沉条件的应用，需要准确理解相关物理规律，逐一分析选项得出正确结论。
【难度系数】
0.6
5. (★★)如图 8.7 - 9 所示，一个小球静止在杯中的水面上，请画出小球所受的力的示意图。
答案
解析
【解析】
小球静止在水面上，处于平衡状态，受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力，二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，作用点均在小球的重心（圆心）处。绘制力的示意图：从重心竖直向下画线段，标注“G”表示重力；从重心竖直向上画等长线段，标注“$F_{浮}$”表示浮力。
【答案】
过小球重心，竖直向下画出重力$G$，竖直向上画出浮力$F_{浮}$，两力线段长度相等（对应参考答案中的受力示意图）
【知识点】
受力分析、力的示意图、二力平衡
【点评】
本题考查受力分析与力的示意图的绘制，需准确判断小球的受力情况，明确平衡力的大小关系并在示意图中体现。
【难度系数】
0.6
小球静止在水面上，处于平衡状态，受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力，二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，作用点均在小球的重心（圆心）处。绘制力的示意图：从重心竖直向下画线段，标注“G”表示重力；从重心竖直向上画等长线段，标注“$F_{浮}$”表示浮力。
【答案】
过小球重心，竖直向下画出重力$G$，竖直向上画出浮力$F_{浮}$，两力线段长度相等（对应参考答案中的受力示意图）
【知识点】
受力分析、力的示意图、二力平衡
【点评】
本题考查受力分析与力的示意图的绘制，需准确判断小球的受力情况，明确平衡力的大小关系并在示意图中体现。
【难度系数】
0.6
6. (★★★)如图 8.7 - 10 所示是利用吸管制作的一个简易密度计。
(1)在吸管中装入一些铜丝作为配重，并用蜡封住吸管的下端使底部平整，然后让它竖直漂浮在水中，若将它放入液体中后不能竖直漂浮，请提出改进做法：。
(2)图 8.7 - 10 甲中 O 位置处的刻度值为$g/cm^{3}$，测量某液体时，液面下的深度$h_{2}＞h_{1}$，如图 8.7 - 10 乙所示，则$O'$位置处的刻度值比 O 位置处的刻度值。
(3)小明发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小，导致用此密度计测量液体的密度时误差较大，为此同学们提出了如下改进方案，其中可行的是(填字母)。
A. 换稍大点的容器做实验
B. 换稍粗的吸管制作密度计（质量不变）
C. 将吸管适当剪短
D. 适当增加密度计的配重
(4)若测量液体的密度时，密度计接触到容器的底部，测得的密度值(填“大于”“小于”和“等于”)实际值。
(1)在吸管中装入一些铜丝作为配重，并用蜡封住吸管的下端使底部平整，然后让它竖直漂浮在水中，若将它放入液体中后不能竖直漂浮，请提出改进做法：。
(2)图 8.7 - 10 甲中 O 位置处的刻度值为$g/cm^{3}$，测量某液体时，液面下的深度$h_{2}＞h_{1}$，如图 8.7 - 10 乙所示，则$O'$位置处的刻度值比 O 位置处的刻度值。
(3)小明发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小，导致用此密度计测量液体的密度时误差较大，为此同学们提出了如下改进方案，其中可行的是(填字母)。
A. 换稍大点的容器做实验
B. 换稍粗的吸管制作密度计（质量不变）
C. 将吸管适当剪短
D. 适当增加密度计的配重
(4)若测量液体的密度时，密度计接触到容器的底部，测得的密度值(填“大于”“小于”和“等于”)实际值。
答案
在吸管下端增加适量的铜丝
1.0
小
D
大于
1.0
小
D
大于
解析
【解析】
(1) 密度计不能竖直漂浮，是因为重心偏高，改进做法为在吸管下端增加适量的铜丝，降低重心，使其能竖直漂浮。
(2) 密度计竖直漂浮在水中，水的密度为$1.0g/cm^{3}$，故O位置刻度值为$1.0g/cm^{3}$；根据漂浮条件$F_{浮}=G$，即$\rho_{水}gSh_{1}=\rho_{液}gSh_{2}=G$，因$h_{2}＞h_{1}$，可得$\rho_{液}＜\rho_{水}$，所以$O'$位置处的刻度值比O位置处的小。
(3) 根据$F_{浮}=G=\rho_{液}gV_{排}$，适当增加密度计的配重，G增大，相同密度变化时，吸管浸入液体的深度变化更明显，相邻刻度线距离变大，误差减小，故选D；换大容器对刻度间隔无影响，换粗吸管、剪短吸管都会使刻度间隔更小，误差更大，故A、B、C不可行。
(4) 密度计接触容器底部时，浮力小于重力，即$\rho_{液}gSh_{2}＜G$，按漂浮条件计算时，会得出$\rho_{液}$偏大的结果，故测得的密度值大于实际值。
【答案】
(1) 在吸管下端增加适量的铜丝
(2) $1.0$；小
(3) D
(4) 大于
【知识点】
物体的漂浮条件；密度计的工作原理；阿基米德原理
【点评】
本题考查密度计的制作与使用，需结合漂浮条件和阿基米德原理分析，理解密度计的刻度特点，掌握改进密度计的方法。
【难度系数】
0.5
(1) 密度计不能竖直漂浮，是因为重心偏高，改进做法为在吸管下端增加适量的铜丝，降低重心，使其能竖直漂浮。
(2) 密度计竖直漂浮在水中，水的密度为$1.0g/cm^{3}$，故O位置刻度值为$1.0g/cm^{3}$；根据漂浮条件$F_{浮}=G$，即$\rho_{水}gSh_{1}=\rho_{液}gSh_{2}=G$，因$h_{2}＞h_{1}$，可得$\rho_{液}＜\rho_{水}$，所以$O'$位置处的刻度值比O位置处的小。
(3) 根据$F_{浮}=G=\rho_{液}gV_{排}$，适当增加密度计的配重，G增大，相同密度变化时，吸管浸入液体的深度变化更明显，相邻刻度线距离变大，误差减小，故选D；换大容器对刻度间隔无影响，换粗吸管、剪短吸管都会使刻度间隔更小，误差更大，故A、B、C不可行。
(4) 密度计接触容器底部时，浮力小于重力，即$\rho_{液}gSh_{2}＜G$，按漂浮条件计算时，会得出$\rho_{液}$偏大的结果，故测得的密度值大于实际值。
【答案】
(1) 在吸管下端增加适量的铜丝
(2) $1.0$；小
(3) D
(4) 大于
【知识点】
物体的漂浮条件；密度计的工作原理；阿基米德原理
【点评】
本题考查密度计的制作与使用，需结合漂浮条件和阿基米德原理分析，理解密度计的刻度特点，掌握改进密度计的方法。
【难度系数】
0.5
7. (★★★)如图 8.7 - 11 甲所示，小明用弹簧测力计吊着一重为 3.6 N 的实心圆柱体，将它竖直逐渐浸入水中，记下圆柱体下表面浸入水中的深度 h 和对应的浮力$F_{浮}$，并画出$F_{浮}-h$的关系图像如图 8.7 - 11 乙所示。$(\rho_{水}=1.0×10^{3}kg/m^{3}$，g 取 10 N/kg)求：
(1)圆柱体浸入水中的深度$h = 10 cm$时，圆柱体下表面受到的压力；
(2)圆柱体的体积；
(3)圆柱体的密度。
(1)圆柱体浸入水中的深度$h = 10 cm$时，圆柱体下表面受到的压力；
(2)圆柱体的体积；
(3)圆柱体的密度。
答案
解：
(1) 由图乙可知，当$h=10\,\mathrm{cm}$时，圆柱体受到的浮力$F_{\mathrm{浮}}=0.6\,\mathrm{N}$，根据浮力产生的原因，圆柱体下表面受到的压力等于浮力，即
$ F_{\mathrm{下}} = F_{\mathrm{浮}} = 0.6\,\mathrm{N}$
(2) 当$h≥20\,\mathrm{cm}$时，圆柱体受到的浮力不再变化，说明此时圆柱体完全浸没在水中，受到的最大浮力$F_{\mathrm{浮大}}=1.2\,\mathrm{N}$
根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$，圆柱体的体积：
$ V = V_{\mathrm{排}} = \frac{F_{\mathrm{浮大}}}{\rho_{\mathrm{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$
(3) 圆柱体的质量：
$ m = \frac{G}{g} = \frac{3.6\,\mathrm{N}}{10\,\mathrm{N/kg}} = 0.36\,\mathrm{kg}$
圆柱体的密度：
$ \rho = \frac{m}{V} = \frac{0.36\,\mathrm{kg}}{1.2×10^{-4}\,\mathrm{m}^3} = 3×10^3\,\mathrm{kg/m}^3$
(1) 由图乙可知，当$h=10\,\mathrm{cm}$时，圆柱体受到的浮力$F_{\mathrm{浮}}=0.6\,\mathrm{N}$，根据浮力产生的原因，圆柱体下表面受到的压力等于浮力，即
$ F_{\mathrm{下}} = F_{\mathrm{浮}} = 0.6\,\mathrm{N}$
(2) 当$h≥20\,\mathrm{cm}$时，圆柱体受到的浮力不再变化，说明此时圆柱体完全浸没在水中，受到的最大浮力$F_{\mathrm{浮大}}=1.2\,\mathrm{N}$
根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$，圆柱体的体积：
$ V = V_{\mathrm{排}} = \frac{F_{\mathrm{浮大}}}{\rho_{\mathrm{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$
(3) 圆柱体的质量：
$ m = \frac{G}{g} = \frac{3.6\,\mathrm{N}}{10\,\mathrm{N/kg}} = 0.36\,\mathrm{kg}$
圆柱体的密度：
$ \rho = \frac{m}{V} = \frac{0.36\,\mathrm{kg}}{1.2×10^{-4}\,\mathrm{m}^3} = 3×10^3\,\mathrm{kg/m}^3$
解析
【解析】
(1) 由图乙可知，当$h=10\,\mathrm{cm}$时，圆柱体受到的浮力$F_{\mathrm{浮}}=0.6\,\mathrm{N}$，根据浮力产生的原因，圆柱体下表面受到的压力等于浮力，即$F_{\mathrm{下}}=F_{\mathrm{浮}}=0.6\,\mathrm{N}$。
(2) 由图乙可知，当$h≥20\,\mathrm{cm}$时，圆柱体受到的浮力不再变化，说明圆柱体完全浸没在水中，此时受到的最大浮力$F_{\mathrm{浮大}}=1.2\,\mathrm{N}$。
根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$，可得圆柱体的体积：
$V=V_{\mathrm{排}}=\frac{F_{\mathrm{浮大}}}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\frac{1.2\,\mathrm{N}}{1.0×10^3\,\mathrm{kg/m}^3×10\,\mathrm{N/kg}}=1.2×10^{-4}\,\mathrm{m}^3$。
(3) 圆柱体的质量：
$m=\frac{G}{g}=\frac{3.6\,\mathrm{N}}{10\,\mathrm{N/kg}}=0.36\,\mathrm{kg}$，
圆柱体的密度：
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.36\,\mathrm{kg}}{1.2×10^{-4}\,\mathrm{m}^3}=3×10^3\,\mathrm{kg/m}^3$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{0.6\,\mathrm{N}}$
(2) $\boldsymbol{1.2×10^{-4}\,\mathrm{m}^3}$
(3) $\boldsymbol{3×10^3\,\mathrm{kg/m}^3}$
【知识点】
浮力产生原因、阿基米德原理、密度计算
【点评】
本题结合图像信息，考查浮力与密度的综合计算，需从图像中提取关键信息，灵活运用相关公式解题。
【难度系数】
0.6
(1) 由图乙可知，当$h=10\,\mathrm{cm}$时，圆柱体受到的浮力$F_{\mathrm{浮}}=0.6\,\mathrm{N}$，根据浮力产生的原因，圆柱体下表面受到的压力等于浮力，即$F_{\mathrm{下}}=F_{\mathrm{浮}}=0.6\,\mathrm{N}$。
(2) 由图乙可知，当$h≥20\,\mathrm{cm}$时，圆柱体受到的浮力不再变化，说明圆柱体完全浸没在水中，此时受到的最大浮力$F_{\mathrm{浮大}}=1.2\,\mathrm{N}$。
根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$，可得圆柱体的体积：
$V=V_{\mathrm{排}}=\frac{F_{\mathrm{浮大}}}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\frac{1.2\,\mathrm{N}}{1.0×10^3\,\mathrm{kg/m}^3×10\,\mathrm{N/kg}}=1.2×10^{-4}\,\mathrm{m}^3$。
(3) 圆柱体的质量：
$m=\frac{G}{g}=\frac{3.6\,\mathrm{N}}{10\,\mathrm{N/kg}}=0.36\,\mathrm{kg}$，
圆柱体的密度：
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.36\,\mathrm{kg}}{1.2×10^{-4}\,\mathrm{m}^3}=3×10^3\,\mathrm{kg/m}^3$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{0.6\,\mathrm{N}}$
(2) $\boldsymbol{1.2×10^{-4}\,\mathrm{m}^3}$
(3) $\boldsymbol{3×10^3\,\mathrm{kg/m}^3}$
【知识点】
浮力产生原因、阿基米德原理、密度计算
【点评】
本题结合图像信息，考查浮力与密度的综合计算，需从图像中提取关键信息，灵活运用相关公式解题。
【难度系数】
0.6
