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7. 有一金属球，在空气中称得重$6.8\mathrm{ N}$，将它浸没在盛满水的溢水杯中时，有$40\mathrm{ mL}$水从溢水杯流入量筒. 求：($g$取$10\mathrm{ N/kg}$)
（1）金属球的体积.
（2）金属球所受浮力.
（3）金属球在水中时弹簧测力计的示数.
（1）金属球的体积.
（2）金属球所受浮力.
（3）金属球在水中时弹簧测力计的示数.
答案
解：
(1) 金属球浸没在水中，排开水的体积等于金属球的体积，$V=40\ \mathrm{mL}=40\ \mathrm{cm}^{3}=4×10^{-5}\ \mathrm{m}^{3}$
(2) 由阿基米德原理，$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}×4×10^{-5}\ \mathrm{m}^{3}=0.4\ \mathrm{N}$
(3) 根据称重法，弹簧测力计示数$F=G-F_{浮}=6.8\ \mathrm{N}-0.4\ \mathrm{N}=6.4\ \mathrm{N}$
(1) 金属球浸没在水中，排开水的体积等于金属球的体积，$V=40\ \mathrm{mL}=40\ \mathrm{cm}^{3}=4×10^{-5}\ \mathrm{m}^{3}$
(2) 由阿基米德原理，$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}×4×10^{-5}\ \mathrm{m}^{3}=0.4\ \mathrm{N}$
(3) 根据称重法，弹簧测力计示数$F=G-F_{浮}=6.8\ \mathrm{N}-0.4\ \mathrm{N}=6.4\ \mathrm{N}$
解析
【分析】
1. 对于金属球的体积：因为金属球浸没在水中，根据排水法，排开水的体积等于金属球的体积，溢出水的体积就是排开水的体积，只需进行单位换算即可得到金属球体积。
2. 对于金属球所受浮力：已知排开水的体积，根据阿基米德原理公式$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，代入水的密度、g值和排开水的体积就能计算出浮力。
3. 对于金属球在水中时弹簧测力计的示数：根据称重法测浮力的公式$F_{浮}=G-F_{示}$，变形可得$F_{示}=G-F_{浮}$，用金属球在空气中的重力减去所受浮力就能得到弹簧测力计的示数。
【解析】
(1) 金属球浸没在水中，排开水的体积等于金属球的体积，进行单位换算：
$V=40\ \mathrm{mL}=40\ \mathrm{cm}^{3}=4×10^{-5}\ \mathrm{m}^{3}$
(2) 根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，代入数据：
$F_{浮}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}×4×10^{-5}\ \mathrm{m}^{3}=0.4\ \mathrm{N}$
(3) 根据称重法测浮力的公式$F_{浮}=G-F_{示}$，变形可得弹簧测力计的示数：
$F=G-F_{浮}=6.8\ \mathrm{N}-0.4\ \mathrm{N}=6.4\ \mathrm{N}$
【答案】
(1) $4×10^{-5}\ \mathrm{m}^{3}$
(2) $0.4\ \mathrm{N}$
(3) $6.4\ \mathrm{N}$
【知识点】
阿基米德原理、称重法测浮力、排水法测固体体积
【点评】
本题是浮力相关的基础计算题，重点考查阿基米德原理和称重法测浮力的应用，同时需要注意单位的正确换算，题目难度不大，是对浮力核心知识点的基础考查。
【难度系数】
0.8
1. 对于金属球的体积：因为金属球浸没在水中，根据排水法，排开水的体积等于金属球的体积，溢出水的体积就是排开水的体积，只需进行单位换算即可得到金属球体积。
2. 对于金属球所受浮力：已知排开水的体积，根据阿基米德原理公式$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，代入水的密度、g值和排开水的体积就能计算出浮力。
3. 对于金属球在水中时弹簧测力计的示数：根据称重法测浮力的公式$F_{浮}=G-F_{示}$，变形可得$F_{示}=G-F_{浮}$，用金属球在空气中的重力减去所受浮力就能得到弹簧测力计的示数。
【解析】
(1) 金属球浸没在水中，排开水的体积等于金属球的体积，进行单位换算：
$V=40\ \mathrm{mL}=40\ \mathrm{cm}^{3}=4×10^{-5}\ \mathrm{m}^{3}$
(2) 根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，代入数据：
$F_{浮}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}×4×10^{-5}\ \mathrm{m}^{3}=0.4\ \mathrm{N}$
(3) 根据称重法测浮力的公式$F_{浮}=G-F_{示}$，变形可得弹簧测力计的示数：
$F=G-F_{浮}=6.8\ \mathrm{N}-0.4\ \mathrm{N}=6.4\ \mathrm{N}$
【答案】
(1) $4×10^{-5}\ \mathrm{m}^{3}$
(2) $0.4\ \mathrm{N}$
(3) $6.4\ \mathrm{N}$
【知识点】
阿基米德原理、称重法测浮力、排水法测固体体积
【点评】
本题是浮力相关的基础计算题，重点考查阿基米德原理和称重法测浮力的应用，同时需要注意单位的正确换算，题目难度不大，是对浮力核心知识点的基础考查。
【难度系数】
0.8
8. 水下$6\mathrm{ m}$深处有一条体积为$300\mathrm{ cm}^3$的鱼，它受到的浮力为
3
$\mathrm{N}$. 这条鱼若再向下游$5\mathrm{ m}$，则它受到的浮力将不变
(选填“变大”“变小”或“不变”).($g$取$10\mathrm{ N/kg},\rho_\mathrm{水}=1.0 × 10^3 \mathrm{kg/m}^3$)答案
3
不变
不变
解析
【分析】
要解决这道题，我们可以分两步思考：
1. 计算鱼受到的浮力：根据阿基米德原理，浸没在液体中的物体受到的浮力等于排开液体的重力，公式为$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{液}}gV_{\mathrm{排}}$。鱼在水下处于完全浸没状态，排开水的体积等于鱼自身的体积，先统一单位，再代入公式计算即可。
2. 判断浮力的变化：浮力的大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关，与物体在液体中的深度无关。鱼向下游时，排开水的体积不变，水的密度也不变，因此浮力不变。
【解析】
1. 计算鱼受到的浮力：
首先进行单位换算：$V_{\mathrm{排}}=V_{\mathrm{鱼}}=300\mathrm{cm}^3=300×10^{-6}\mathrm{m}^3=3×10^{-4}\mathrm{m}^3$
根据阿基米德原理公式$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$，代入已知数据：
$F_{\mathrm{浮}}=1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}×3×10^{-4}\mathrm{m}^3=3\mathrm{N}$
2. 判断浮力的变化：
鱼向下游5m时，它排开水的体积仍等于自身的体积，水的密度也没有改变，根据阿基米德原理，浮力大小只与$\rho_{\mathrm{液}}$和$V_{\mathrm{排}}$有关，与深度无关，所以它受到的浮力不变。
【答案】
3；不变
【知识点】
阿基米德原理、浮力大小的影响因素
【点评】
本题是阿基米德原理的基础应用，解题的关键是明确：完全浸没的物体排开液体的体积等于自身体积，且浮力大小与物体在液体中的深度无关，同时要注意单位的正确换算。
【难度系数】
0.8
要解决这道题，我们可以分两步思考：
1. 计算鱼受到的浮力：根据阿基米德原理，浸没在液体中的物体受到的浮力等于排开液体的重力，公式为$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{液}}gV_{\mathrm{排}}$。鱼在水下处于完全浸没状态，排开水的体积等于鱼自身的体积，先统一单位，再代入公式计算即可。
2. 判断浮力的变化：浮力的大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关，与物体在液体中的深度无关。鱼向下游时，排开水的体积不变，水的密度也不变，因此浮力不变。
【解析】
1. 计算鱼受到的浮力：
首先进行单位换算：$V_{\mathrm{排}}=V_{\mathrm{鱼}}=300\mathrm{cm}^3=300×10^{-6}\mathrm{m}^3=3×10^{-4}\mathrm{m}^3$
根据阿基米德原理公式$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$，代入已知数据：
$F_{\mathrm{浮}}=1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}×3×10^{-4}\mathrm{m}^3=3\mathrm{N}$
2. 判断浮力的变化：
鱼向下游5m时，它排开水的体积仍等于自身的体积，水的密度也没有改变，根据阿基米德原理，浮力大小只与$\rho_{\mathrm{液}}$和$V_{\mathrm{排}}$有关，与深度无关，所以它受到的浮力不变。
【答案】
3；不变
【知识点】
阿基米德原理、浮力大小的影响因素
【点评】
本题是阿基米德原理的基础应用，解题的关键是明确：完全浸没的物体排开液体的体积等于自身体积，且浮力大小与物体在液体中的深度无关，同时要注意单位的正确换算。
【难度系数】
0.8
9. 水的密度大于煤油的密度，铜的密度大于铝的密度. 同样重的两个铜块甲和乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，
甲
(选填“甲”或“乙”)受到的浮力大. 同样重的铝块和铜块，都浸没在煤油中，铝块
(选填“铝块”或“铜块”)受到的浮力大.答案
甲
铝块
铝块
解析
【分析】
要解决这道题，需结合阿基米德原理和密度公式分析：
1. 第一空：同样重的两个铜块，质量相同，铜的密度相同，根据密度公式$V=\frac{m}{\rho}$可知二者体积相等；浸没时排开液体的体积等于物体体积，再根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，液体密度越大，浮力越大，水的密度大于煤油，因此甲受到的浮力大。
2. 第二空：同样重的铝块和铜块，质量相同，铝的密度小于铜，根据$V=\frac{m}{\rho}$可知铝块体积更大；都浸没在煤油中时，排开煤油的体积等于物体体积，再由阿基米德原理，排开液体体积越大，浮力越大，因此铝块受到的浮力大。
【解析】
1. 对于同样重的铜块甲和乙：
因重力相同，故质量$m_{甲}=m_{乙}$，铜的密度$\rho_{铜}$相同，由$V=\frac{m}{\rho}$可得$V_{甲}=V_{乙}$；
物体浸没时$V_{排}=V_{物}$，所以$V_{排甲}=V_{排乙}$；
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，已知$\rho_{水}＞\rho_{煤油}$，$g$和$V_{排}$相同，因此$F_{浮甲}＞F_{浮乙}$，即甲受到的浮力大。
2. 对于同样重的铝块和铜块：
重力相同则质量$m_{铝}=m_{铜}$，已知$\rho_{铝}＜\rho_{铜}$，由$V=\frac{m}{\rho}$可得$V_{铝}＞V_{铜}$；
浸没在煤油中时$V_{排}=V_{物}$，所以$V_{排铝}＞V_{排铜}$；
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，$\rho_{煤油}$和$g$相同，$V_{排铝}＞V_{排铜}$，因此$F_{浮铝}＞F_{浮铜}$，即铝块受到的浮力大。
【答案】
甲；铝块
【知识点】
阿基米德原理、密度公式应用
【点评】
本题考查阿基米德原理与密度公式的综合应用，关键是通过密度公式判断物体体积大小，再结合浸没时排开液体体积与物体体积的关系，利用阿基米德原理比较浮力大小，属于基础浮力题型，需熟练掌握相关公式的推导与应用。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需结合阿基米德原理和密度公式分析：
1. 第一空：同样重的两个铜块，质量相同，铜的密度相同，根据密度公式$V=\frac{m}{\rho}$可知二者体积相等；浸没时排开液体的体积等于物体体积，再根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，液体密度越大，浮力越大，水的密度大于煤油，因此甲受到的浮力大。
2. 第二空：同样重的铝块和铜块，质量相同，铝的密度小于铜，根据$V=\frac{m}{\rho}$可知铝块体积更大；都浸没在煤油中时，排开煤油的体积等于物体体积，再由阿基米德原理，排开液体体积越大，浮力越大，因此铝块受到的浮力大。
【解析】
1. 对于同样重的铜块甲和乙：
因重力相同，故质量$m_{甲}=m_{乙}$，铜的密度$\rho_{铜}$相同，由$V=\frac{m}{\rho}$可得$V_{甲}=V_{乙}$；
物体浸没时$V_{排}=V_{物}$，所以$V_{排甲}=V_{排乙}$；
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，已知$\rho_{水}＞\rho_{煤油}$，$g$和$V_{排}$相同，因此$F_{浮甲}＞F_{浮乙}$，即甲受到的浮力大。
2. 对于同样重的铝块和铜块：
重力相同则质量$m_{铝}=m_{铜}$，已知$\rho_{铝}＜\rho_{铜}$，由$V=\frac{m}{\rho}$可得$V_{铝}＞V_{铜}$；
浸没在煤油中时$V_{排}=V_{物}$，所以$V_{排铝}＞V_{排铜}$；
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，$\rho_{煤油}$和$g$相同，$V_{排铝}＞V_{排铜}$，因此$F_{浮铝}＞F_{浮铜}$，即铝块受到的浮力大。
【答案】
甲；铝块
【知识点】
阿基米德原理、密度公式应用
【点评】
本题考查阿基米德原理与密度公式的综合应用，关键是通过密度公式判断物体体积大小，再结合浸没时排开液体体积与物体体积的关系，利用阿基米德原理比较浮力大小，属于基础浮力题型，需熟练掌握相关公式的推导与应用。
【难度系数】
0.7
10. 如图所示，“天宫课堂”上，王亚平老师做了一个有关浮力的实验. 在太空中，乒乓球并没有像在地面一样浮在水面，而是停留在了水中，下列有关该现象的解释正确的是 (
A.乒乓球受到的浮力方向向下
B.乒乓球受到的浮力小于重力
C.太空中乒乓球处于失重状态，它不受浮力了
D.浮力是由重力产生的
C
)A.乒乓球受到的浮力方向向下
B.乒乓球受到的浮力小于重力
C.太空中乒乓球处于失重状态，它不受浮力了
D.浮力是由重力产生的
答案
C
解析
【分析】
首先回忆浮力的产生本质：浮力是浸在液体中的物体受到液体上下表面的压力差，该压力差源于液体受重力作用，在竖直方向形成压强差。在地面上，液体因重力存在上下压强差，乒乓球受浮力上浮；但在太空中，处于完全失重状态，液体不再因重力产生压强差，乒乓球上下表面没有压力差，因此不受浮力。接下来逐个分析选项：
选项A：浮力方向始终竖直向上，且本题中乒乓球不受浮力，该选项错误；
选项B：太空中乒乓球处于失重状态，重力的效果无法体现，并非浮力小于重力，该选项错误；
选项C：太空中失重，液体内部无压强差，乒乓球不受浮力，该选项正确；
选项D：浮力是液体对物体上下表面的压力差产生的，重力是使液体产生压强差的原因，并非浮力由重力直接产生，该选项错误。
【解析】
浮力的实质是浸在液体中的物体受到液体上下表面的压力差，该压力差是液体受重力作用，在竖直方向存在压强差而形成的。
在太空中，物体处于完全失重状态，液体不再因重力产生竖直方向的压强差，因此乒乓球的上下表面不存在压力差，即乒乓球不受浮力。
对各选项分析如下：
A. 浮力的方向为竖直向上，且本题中乒乓球不受浮力，A错误；
B. 太空中乒乓球处于失重状态，重力的作用效果无法体现，不存在浮力小于重力的情况，B错误；
C. 太空中的失重环境使液体内部无压强差，乒乓球不受浮力，C正确；
D. 浮力是由液体对物体上下表面的压力差产生的，重力是导致液体产生压强差的间接因素，并非浮力由重力产生，D错误。
【答案】
C
【知识点】
浮力的产生原因、失重现象
【点评】
本题结合“天宫课堂”的真实实验情境，考查浮力的本质及失重环境对浮力的影响，要求学生深入理解浮力的产生条件，厘清重力与浮力的逻辑关系，避免概念混淆，注重对物理本质的考查。
【难度系数】
0.6
首先回忆浮力的产生本质：浮力是浸在液体中的物体受到液体上下表面的压力差，该压力差源于液体受重力作用，在竖直方向形成压强差。在地面上，液体因重力存在上下压强差，乒乓球受浮力上浮；但在太空中，处于完全失重状态，液体不再因重力产生压强差，乒乓球上下表面没有压力差，因此不受浮力。接下来逐个分析选项：
选项A：浮力方向始终竖直向上，且本题中乒乓球不受浮力，该选项错误；
选项B：太空中乒乓球处于失重状态，重力的效果无法体现，并非浮力小于重力，该选项错误；
选项C：太空中失重，液体内部无压强差，乒乓球不受浮力，该选项正确；
选项D：浮力是液体对物体上下表面的压力差产生的，重力是使液体产生压强差的原因，并非浮力由重力直接产生，该选项错误。
【解析】
浮力的实质是浸在液体中的物体受到液体上下表面的压力差，该压力差是液体受重力作用，在竖直方向存在压强差而形成的。
在太空中，物体处于完全失重状态，液体不再因重力产生竖直方向的压强差，因此乒乓球的上下表面不存在压力差，即乒乓球不受浮力。
对各选项分析如下：
A. 浮力的方向为竖直向上，且本题中乒乓球不受浮力，A错误；
B. 太空中乒乓球处于失重状态，重力的作用效果无法体现，不存在浮力小于重力的情况，B错误；
C. 太空中的失重环境使液体内部无压强差，乒乓球不受浮力，C正确；
D. 浮力是由液体对物体上下表面的压力差产生的，重力是导致液体产生压强差的间接因素，并非浮力由重力产生，D错误。
【答案】
C
【知识点】
浮力的产生原因、失重现象
【点评】
本题结合“天宫课堂”的真实实验情境，考查浮力的本质及失重环境对浮力的影响，要求学生深入理解浮力的产生条件，厘清重力与浮力的逻辑关系，避免概念混淆，注重对物理本质的考查。
【难度系数】
0.6
11. 如图所示，有一个重力为$G$的长方体悬浮在液体中，其受到的浮力为$F_\mathrm{浮}$，液体对长方体向下和向上的压力分别为$F_1$和$F_2$. 下列说法错误的是 (
A.$F_1＜F_2$
B.$F_\mathrm{浮}+F_2=F_1+G$
C.长方体相对侧面所受液体的压力相互平衡
D.若物体悬浮于更深的位置，与图示位置相比，$F_1$、$F_2$之差不变
B
)A.$F_1＜F_2$
B.$F_\mathrm{浮}+F_2=F_1+G$
C.长方体相对侧面所受液体的压力相互平衡
D.若物体悬浮于更深的位置，与图示位置相比，$F_1$、$F_2$之差不变
答案
B
解析
【分析】
要解决这道题，我们需要结合浮力的产生原因和物体的受力平衡来分析每个选项：
1. 首先回忆浮力的本质：浮力是液体对物体向上和向下的压力差，即$F_\mathrm{浮}=F_2-F_1$；
2. 物体悬浮时，处于平衡状态，受力平衡，浮力等于物体的重力，即$F_\mathrm{浮}=G$；
3. 逐个分析选项：利用压力差和受力平衡的关系，判断各选项的正误。
【解析】
我们对每个选项逐一分析：
选项A：根据浮力的产生原因$F_\mathrm{浮}=F_2-F_1$，浮力$F_\mathrm{浮}$是向上的，因此$F_2-F_1＞0$，即$F_1＜F_2$，A选项正确。
选项B：物体悬浮时，受力平衡，向上的力是$F_2$，向下的力是$F_1$和重力$G$，因此$F_2=F_1+G$；又因为$F_\mathrm{浮}=G=F_2-F_1$，将其代入B选项的式子：左边$F_\mathrm{浮}+F_2=G+F_2$，右边$F_1+G$，显然$G+F_2 ≠ F_1+G$（因为$F_2＞F_1$），所以B选项错误。
选项C：长方体相对侧面在液体中的深度相同，液体对侧面的压强相等，且相对侧面的受力面积相同，因此相对侧面受到的液体压力大小相等、方向相反，是一对平衡力，C选项正确。
选项D：物体悬浮时，浮力$F_\mathrm{浮}=G$，浮力大小不变；而$F_\mathrm{浮}=F_2-F_1$，所以$F_1$、$F_2$的差值等于浮力，始终等于物体重力，与深度无关，D选项正确。
综上，错误的选项是B。
【答案】
B
【知识点】
浮力的产生原因；受力平衡分析；液体压强特点
【点评】
本题考查浮力的产生本质与受力平衡的结合应用，核心是理解“浮力等于上下表面的压力差”，同时要注意悬浮状态下物体的受力平衡关系，区分各力之间的逻辑关系是解题关键。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，我们需要结合浮力的产生原因和物体的受力平衡来分析每个选项：
1. 首先回忆浮力的本质：浮力是液体对物体向上和向下的压力差，即$F_\mathrm{浮}=F_2-F_1$；
2. 物体悬浮时，处于平衡状态，受力平衡，浮力等于物体的重力，即$F_\mathrm{浮}=G$；
3. 逐个分析选项：利用压力差和受力平衡的关系，判断各选项的正误。
【解析】
我们对每个选项逐一分析：
选项A：根据浮力的产生原因$F_\mathrm{浮}=F_2-F_1$，浮力$F_\mathrm{浮}$是向上的，因此$F_2-F_1＞0$，即$F_1＜F_2$，A选项正确。
选项B：物体悬浮时，受力平衡，向上的力是$F_2$，向下的力是$F_1$和重力$G$，因此$F_2=F_1+G$；又因为$F_\mathrm{浮}=G=F_2-F_1$，将其代入B选项的式子：左边$F_\mathrm{浮}+F_2=G+F_2$，右边$F_1+G$，显然$G+F_2 ≠ F_1+G$（因为$F_2＞F_1$），所以B选项错误。
选项C：长方体相对侧面在液体中的深度相同，液体对侧面的压强相等，且相对侧面的受力面积相同，因此相对侧面受到的液体压力大小相等、方向相反，是一对平衡力，C选项正确。
选项D：物体悬浮时，浮力$F_\mathrm{浮}=G$，浮力大小不变；而$F_\mathrm{浮}=F_2-F_1$，所以$F_1$、$F_2$的差值等于浮力，始终等于物体重力，与深度无关，D选项正确。
综上，错误的选项是B。
【答案】
B
【知识点】
浮力的产生原因；受力平衡分析；液体压强特点
【点评】
本题考查浮力的产生本质与受力平衡的结合应用，核心是理解“浮力等于上下表面的压力差”，同时要注意悬浮状态下物体的受力平衡关系，区分各力之间的逻辑关系是解题关键。
【难度系数】
0.6
12. 如图所示，小聪用一个长方体铝块探究影响浮力大小的因素. 他先后将该铝块平放、侧放和竖放，使其部分浸入同一杯水中，保证每次水面到达同一标记处，比较弹簧测力计示数大小. 该实验探究的是下列哪个因素对浮力大小的影响 (
A.液体的密度
B.物体的密度
C.物体排开液体的体积
D.物体浸入液体的深度
D
)A.液体的密度
B.物体的密度
C.物体排开液体的体积
D.物体浸入液体的深度
答案
D
解析
【分析】
首先明确实验的控制变量与变量：实验中使用同一杯水，液体密度保持相同；使用同一铝块，物体密度不变；每次水面到达同一标记处，说明容器中水面上升高度相同，结合容器底面积不变，可知物体排开液体的体积相同。而铝块平放、侧放、竖放时，物体浸入液体的深度不同（长方体不同放置方式下，浸入液体的深度h存在差异）。通过比较弹簧测力计示数，利用称重法$F_{浮}=G-F_{拉}$判断浮力大小变化，以此探究浮力与物体浸入液体深度的关系。
【解析】
根据控制变量法对实验变量分析：
1. 确定不变量：液体密度（同一杯清水）、物体密度（同一长方体铝块）、物体排开液体的体积（水面到达同一标记，排开液体体积$V_{排}=S_{容器}\Delta h$，$\Delta h$相同则$V_{排}$相同）；
2. 确定变量：物体浸入液体的深度（铝块不同放置方式，浸入液体的深度不同）；
实验通过控制其他影响浮力的因素不变，仅改变物体浸入液体的深度，比较弹簧测力计示数来探究浮力大小的变化，因此该实验探究的是物体浸入液体的深度对浮力大小的影响，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
控制变量法，浮力影响因素
【点评】
本题考查控制变量法在浮力探究实验中的应用，解题核心是准确区分实验中的不变量与变量，明确探究的目标因素。需注意区分“排开液体体积”与“浸入液体深度”的差异，当排开液体体积相同时，改变浸入深度可探究浮力与深度的关系。
【难度系数】
0.6
首先明确实验的控制变量与变量：实验中使用同一杯水，液体密度保持相同；使用同一铝块，物体密度不变；每次水面到达同一标记处，说明容器中水面上升高度相同，结合容器底面积不变，可知物体排开液体的体积相同。而铝块平放、侧放、竖放时，物体浸入液体的深度不同（长方体不同放置方式下，浸入液体的深度h存在差异）。通过比较弹簧测力计示数，利用称重法$F_{浮}=G-F_{拉}$判断浮力大小变化，以此探究浮力与物体浸入液体深度的关系。
【解析】
根据控制变量法对实验变量分析：
1. 确定不变量：液体密度（同一杯清水）、物体密度（同一长方体铝块）、物体排开液体的体积（水面到达同一标记，排开液体体积$V_{排}=S_{容器}\Delta h$，$\Delta h$相同则$V_{排}$相同）；
2. 确定变量：物体浸入液体的深度（铝块不同放置方式，浸入液体的深度不同）；
实验通过控制其他影响浮力的因素不变，仅改变物体浸入液体的深度，比较弹簧测力计示数来探究浮力大小的变化，因此该实验探究的是物体浸入液体的深度对浮力大小的影响，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
控制变量法，浮力影响因素
【点评】
本题考查控制变量法在浮力探究实验中的应用，解题核心是准确区分实验中的不变量与变量，明确探究的目标因素。需注意区分“排开液体体积”与“浸入液体深度”的差异，当排开液体体积相同时，改变浸入深度可探究浮力与深度的关系。
【难度系数】
0.6
