11. (2024·孝感孝南期末)探究浮力实验时,小青将重为 $ 6 \mathrm{N} $ 的长方体铝块浸在水中,如图所示,铝块上表面刚好与水面相平,此时弹簧测力计示数为 $ 2.8 \mathrm{N} $,长方体铝块下表面所受水的压力为 (

A.$ 8.8 \mathrm{N} $
B.$ 2.8 \mathrm{N} $
C.$ 3.2 \mathrm{N} $
D.$ 6 \mathrm{N} $
C
)A.$ 8.8 \mathrm{N} $
B.$ 2.8 \mathrm{N} $
C.$ 3.2 \mathrm{N} $
D.$ 6 \mathrm{N} $
答案
11. C
解析
【分析】
首先,我们需要结合称重法和浮力产生的原因来解题:
1. 明确已知条件:铝块重力$ G=6\mathrm{N} $,弹簧测力计示数$ F_{\mathrm{示}}=2.8\mathrm{N} $,铝块上表面与水面相平,说明上表面不受水的压力($ F_{\mathrm{上}}=0 $)。
2. 先用称重法求出铝块受到的浮力,浮力等于物体重力减去弹簧测力计的拉力。
3. 再根据浮力产生的原因(浮力是物体上下表面的压力差),因为上表面压力为0,所以下表面压力等于浮力,代入数值计算即可得到结果。
【解析】
1. 计算铝块受到的浮力:
根据称重法测浮力公式 $ F_{\mathrm{浮}} = G - F_{\mathrm{示}} $,代入数据$ G=6\mathrm{N} $,$ F_{\mathrm{示}}=2.8\mathrm{N} $,可得:
$ F_{\mathrm{浮}} = 6\mathrm{N} - 2.8\mathrm{N} = 3.2\mathrm{N} $
2. 推导下表面受到的水的压力:
铝块上表面与水面相平,故上表面受到水的压力$ F_{\mathrm{上}} = 0 $;根据浮力的实质$ F_{\mathrm{浮}} = F_{\mathrm{下}} - F_{\mathrm{上}} $,变形可得:
$ F_{\mathrm{下}} = F_{\mathrm{浮}} + F_{\mathrm{上}} = 3.2\mathrm{N} + 0 = 3.2\mathrm{N} $
【答案】
C
【知识点】
称重法测浮力;浮力产生的原因
【点评】
本题考查称重法测浮力与浮力产生原因的综合应用,关键是抓住“上表面与水面相平”这一隐含条件(上表面不受水的压力),将两个知识点结合即可快速求解。
【难度系数】
0.7
首先,我们需要结合称重法和浮力产生的原因来解题:
1. 明确已知条件:铝块重力$ G=6\mathrm{N} $,弹簧测力计示数$ F_{\mathrm{示}}=2.8\mathrm{N} $,铝块上表面与水面相平,说明上表面不受水的压力($ F_{\mathrm{上}}=0 $)。
2. 先用称重法求出铝块受到的浮力,浮力等于物体重力减去弹簧测力计的拉力。
3. 再根据浮力产生的原因(浮力是物体上下表面的压力差),因为上表面压力为0,所以下表面压力等于浮力,代入数值计算即可得到结果。
【解析】
1. 计算铝块受到的浮力:
根据称重法测浮力公式 $ F_{\mathrm{浮}} = G - F_{\mathrm{示}} $,代入数据$ G=6\mathrm{N} $,$ F_{\mathrm{示}}=2.8\mathrm{N} $,可得:
$ F_{\mathrm{浮}} = 6\mathrm{N} - 2.8\mathrm{N} = 3.2\mathrm{N} $
2. 推导下表面受到的水的压力:
铝块上表面与水面相平,故上表面受到水的压力$ F_{\mathrm{上}} = 0 $;根据浮力的实质$ F_{\mathrm{浮}} = F_{\mathrm{下}} - F_{\mathrm{上}} $,变形可得:
$ F_{\mathrm{下}} = F_{\mathrm{浮}} + F_{\mathrm{上}} = 3.2\mathrm{N} + 0 = 3.2\mathrm{N} $
【答案】
C
【知识点】
称重法测浮力;浮力产生的原因
【点评】
本题考查称重法测浮力与浮力产生原因的综合应用,关键是抓住“上表面与水面相平”这一隐含条件(上表面不受水的压力),将两个知识点结合即可快速求解。
【难度系数】
0.7
12. (2025·宿迁泗洪二模)如图所示,水平桌面上有两个相同的溢水杯甲、乙,分别装满不同的液体,将同一个小球分别放入两个溢水杯中静止时,从甲杯中溢出了 $ 0.6 \mathrm{N} $ 的液体,从乙杯中溢出了 $ 0.4 \mathrm{N} $ 的液体。下列说法正确的是 (
① 小球的重力等于 $ 0.6 \mathrm{N} $,在乙杯中受到的浮力等于 $ 0.4 \mathrm{N} $。
② 小球在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力。
③ 甲杯液体的密度大于乙杯液体的密度。
④ 小球放入后,液体对甲杯底的压强小于液体对乙杯底的压强。

A.①②
B.①③
C.①②③
D.②③④
C
)① 小球的重力等于 $ 0.6 \mathrm{N} $,在乙杯中受到的浮力等于 $ 0.4 \mathrm{N} $。
② 小球在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力。
③ 甲杯液体的密度大于乙杯液体的密度。
④ 小球放入后,液体对甲杯底的压强小于液体对乙杯底的压强。
A.①②
B.①③
C.①②③
D.②③④
答案
12. C
解析
【分析】
要解决这道题,我们需要结合阿基米德原理和物体的浮沉条件来逐一分析每个说法:
1. 首先根据阿基米德原理判断小球在两杯中的浮力:浮力等于排开液体的重力;再结合浮沉条件判断小球重力与浮力的关系。
2. 比较两杯中小球受到的浮力大小,直接根据排开液体的重力即可判断。
3. 根据小球在两杯中的浮沉状态,判断液体密度与小球密度的关系,进而比较两杯液体的密度。
4. 结合液体密度和液面高度,利用液体压强公式判断杯底受到的压强大小。
【解析】
我们对每个说法逐一分析:
① 由阿基米德原理可知,物体所受浮力等于排开液体的重力。
小球在甲杯中漂浮,根据浮沉条件,此时小球受到的浮力等于自身重力,即$F_{浮甲}=G_{排甲}=0.6\mathrm{N}$,所以小球的重力$G=0.6\mathrm{N}$;
小球在乙杯中沉底,根据阿基米德原理,$F_{浮乙}=G_{排乙}=0.4\mathrm{N}$。故①说法正确。
② 由①可知$F_{浮甲}=0.6\mathrm{N}$,$F_{浮乙}=0.4\mathrm{N}$,所以$F_{浮甲}>F_{浮乙}$,即小球在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力,故②说法正确。
③ 小球在甲杯中漂浮,说明$\rho_{甲液}>\rho_{球}$;小球在乙杯中沉底,说明$\rho_{乙液}<\rho_{球}$,因此$\rho_{甲液}>\rho_{乙液}$,故③说法正确。
④ 两个溢水杯原本都装满液体,放入小球后,液面高度仍与原来相同(因为溢出液体后液面保持满的状态)。根据液体压强公式$p=\rho gh$,$\rho_{甲液}>\rho_{乙液}$,$h$相同,所以$p_{甲}>p_{乙}$,即液体对甲杯底的压强大于对乙杯底的压强,故④说法错误。
综上,①②③说法正确,答案选C。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件、液体压强公式
【点评】
本题综合考查了阿基米德原理、浮沉条件和液体压强公式的应用,需要结合物体的浮沉状态分析浮力、重力、密度的关系,是浮力部分的典型综合题,解题时要注意理清各物理量之间的逻辑关系。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,我们需要结合阿基米德原理和物体的浮沉条件来逐一分析每个说法:
1. 首先根据阿基米德原理判断小球在两杯中的浮力:浮力等于排开液体的重力;再结合浮沉条件判断小球重力与浮力的关系。
2. 比较两杯中小球受到的浮力大小,直接根据排开液体的重力即可判断。
3. 根据小球在两杯中的浮沉状态,判断液体密度与小球密度的关系,进而比较两杯液体的密度。
4. 结合液体密度和液面高度,利用液体压强公式判断杯底受到的压强大小。
【解析】
我们对每个说法逐一分析:
① 由阿基米德原理可知,物体所受浮力等于排开液体的重力。
小球在甲杯中漂浮,根据浮沉条件,此时小球受到的浮力等于自身重力,即$F_{浮甲}=G_{排甲}=0.6\mathrm{N}$,所以小球的重力$G=0.6\mathrm{N}$;
小球在乙杯中沉底,根据阿基米德原理,$F_{浮乙}=G_{排乙}=0.4\mathrm{N}$。故①说法正确。
② 由①可知$F_{浮甲}=0.6\mathrm{N}$,$F_{浮乙}=0.4\mathrm{N}$,所以$F_{浮甲}>F_{浮乙}$,即小球在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力,故②说法正确。
③ 小球在甲杯中漂浮,说明$\rho_{甲液}>\rho_{球}$;小球在乙杯中沉底,说明$\rho_{乙液}<\rho_{球}$,因此$\rho_{甲液}>\rho_{乙液}$,故③说法正确。
④ 两个溢水杯原本都装满液体,放入小球后,液面高度仍与原来相同(因为溢出液体后液面保持满的状态)。根据液体压强公式$p=\rho gh$,$\rho_{甲液}>\rho_{乙液}$,$h$相同,所以$p_{甲}>p_{乙}$,即液体对甲杯底的压强大于对乙杯底的压强,故④说法错误。
综上,①②③说法正确,答案选C。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件、液体压强公式
【点评】
本题综合考查了阿基米德原理、浮沉条件和液体压强公式的应用,需要结合物体的浮沉状态分析浮力、重力、密度的关系,是浮力部分的典型综合题,解题时要注意理清各物理量之间的逻辑关系。
【难度系数】
0.7
13. (2025·淮安二模)如图所示,水平桌面上盛有适量浓盐水的烧杯中,漂浮着冰块 $ A $,悬浮着物块 $ B $。当冰块 $ A $ 完全熔化后,下列分析正确的是 (

A.烧杯对桌面的压强变小
B.杯底受到液体的压强变小
C.烧杯内的液面高度不发生变化
D.物块 $ B $ 受到的浮力不变
B
)A.烧杯对桌面的压强变小
B.杯底受到液体的压强变小
C.烧杯内的液面高度不发生变化
D.物块 $ B $ 受到的浮力不变
答案
13. B
解析
【分析】
要解决此题,需逐个分析选项,结合物体浮沉条件、阿基米德原理、压强公式进行推导:
1. 分析烧杯对桌面的压强:需判断总重力和受力面积的变化,根据$ p=\frac{F}{S} $判断压强变化;
2. 分析杯底液体压强:先判断冰块熔化后液面高度变化,再结合$ p=\rho gh $分析压强;
3. 分析液面变化:通过比较冰块排开盐水的体积与熔化后水的体积大小关系判断;
4. 分析物块B的浮力:判断液体密度变化,结合阿基米德原理分析浮力变化。
【解析】
选项A:烧杯对桌面的压力等于烧杯、盐水、冰块A、物块B的总重力。冰块熔化后,冰的质量不变(熔化为水),总重力不变,受力面积不变,根据$ p=\frac{F}{S} $可知,烧杯对桌面的压强不变,A错误。
选项B:冰块A漂浮在浓盐水中,根据漂浮条件$ F_{浮}=G_{冰} $,由阿基米德原理得$ \rho_{盐水}gV_{排}=G_{冰} $;冰熔化后变为水,质量不变,故$ G_{水}=G_{冰} $,即$ \rho_{水}gV_{水}=G_{冰} $。因为$ \rho_{盐水}>\rho_{水} $,所以$ V_{水}<V_{排} $,冰块熔化后液面下降。根据液体压强公式$ p=\rho_{盐水}gh $,$ \rho_{盐水} $不变,液面高度$ h $减小,故杯底受到液体的压强变小,B正确。
选项C:由上述分析可知$ V_{水}<V_{排} $,冰块熔化后液面下降,C错误。
选项D:冰块熔化后,水加入盐水中,盐水密度减小。物块B原来悬浮,$ F_{浮}=G_{B} $,现在液体密度$ \rho_{盐水}'<\rho_{盐水} $,物块B排开液体体积不变,根据$ F_{浮}'=\rho_{盐水}'gV_{排} $,浮力变小,D错误。
【答案】
B
【知识点】
物体浮沉条件、阿基米德原理、液体压强公式
【点评】
本题综合考查浮力与压强的核心知识点,需通过逻辑推导判断液面变化,进而分析压强、浮力的变化,对知识点的综合运用能力和逻辑推理能力要求较高,容易在液面变化判断、液体密度变化对浮力的影响上出错。
【难度系数】
0.4
要解决此题,需逐个分析选项,结合物体浮沉条件、阿基米德原理、压强公式进行推导:
1. 分析烧杯对桌面的压强:需判断总重力和受力面积的变化,根据$ p=\frac{F}{S} $判断压强变化;
2. 分析杯底液体压强:先判断冰块熔化后液面高度变化,再结合$ p=\rho gh $分析压强;
3. 分析液面变化:通过比较冰块排开盐水的体积与熔化后水的体积大小关系判断;
4. 分析物块B的浮力:判断液体密度变化,结合阿基米德原理分析浮力变化。
【解析】
选项A:烧杯对桌面的压力等于烧杯、盐水、冰块A、物块B的总重力。冰块熔化后,冰的质量不变(熔化为水),总重力不变,受力面积不变,根据$ p=\frac{F}{S} $可知,烧杯对桌面的压强不变,A错误。
选项B:冰块A漂浮在浓盐水中,根据漂浮条件$ F_{浮}=G_{冰} $,由阿基米德原理得$ \rho_{盐水}gV_{排}=G_{冰} $;冰熔化后变为水,质量不变,故$ G_{水}=G_{冰} $,即$ \rho_{水}gV_{水}=G_{冰} $。因为$ \rho_{盐水}>\rho_{水} $,所以$ V_{水}<V_{排} $,冰块熔化后液面下降。根据液体压强公式$ p=\rho_{盐水}gh $,$ \rho_{盐水} $不变,液面高度$ h $减小,故杯底受到液体的压强变小,B正确。
选项C:由上述分析可知$ V_{水}<V_{排} $,冰块熔化后液面下降,C错误。
选项D:冰块熔化后,水加入盐水中,盐水密度减小。物块B原来悬浮,$ F_{浮}=G_{B} $,现在液体密度$ \rho_{盐水}'<\rho_{盐水} $,物块B排开液体体积不变,根据$ F_{浮}'=\rho_{盐水}'gV_{排} $,浮力变小,D错误。
【答案】
B
【知识点】
物体浮沉条件、阿基米德原理、液体压强公式
【点评】
本题综合考查浮力与压强的核心知识点,需通过逻辑推导判断液面变化,进而分析压强、浮力的变化,对知识点的综合运用能力和逻辑推理能力要求较高,容易在液面变化判断、液体密度变化对浮力的影响上出错。
【难度系数】
0.4
14. (2025·宿迁沭阳校级模拟)如图所示为潜水艇模型。下列说法不正确的有 (
① 潜水艇模型是通过改变它自身的重力实现沉浮的。
② 潜水艇模型沉底时,它受到的浮力等于自身重力。
③ 向试管内吹气,水会被压入试管中,模型会下沉。
④ 向试管外吸气,水会被压入试管中,模型会上浮。

A.①②③
B.①②④
C.②③④
D.③
C
)① 潜水艇模型是通过改变它自身的重力实现沉浮的。
② 潜水艇模型沉底时,它受到的浮力等于自身重力。
③ 向试管内吹气,水会被压入试管中,模型会下沉。
④ 向试管外吸气,水会被压入试管中,模型会上浮。
A.①②③
B.①②④
C.②③④
D.③
答案
14. C
解析
【分析】
要解决这道题,需结合潜水艇的浮沉原理,逐个分析每个说法的正误:
1. 先明确潜水艇的核心浮沉原理:通过改变自身重力实现上浮和下沉。
2. 分析沉底时的受力情况:物体沉底时,受到重力、浮力和容器底部的支持力,三者满足受力平衡。
3. 分析吹气和吸气时试管内的气压变化对模型重力的影响:吹气时试管内气压增大,水被排出,模型重力减小;吸气时试管内气压减小,水进入试管,模型重力增大,再结合重力与浮力的关系判断浮沉状态。
【解析】
逐个分析各说法:
① 潜水艇模型通过吸水或排水改变自身重力,从而实现沉浮,该说法正确;
② 潜水艇模型沉底时,受到重力、浮力和容器底部的支持力,根据受力平衡可知:$G = F_{浮} + F_{支}$,因此浮力小于自身重力,该说法错误;
③ 向试管内吹气时,试管内气压变大,水会被压出试管,模型自身重力减小,当重力小于浮力时模型会上浮,该说法错误;
④ 向试管外吸气时,试管内气压变小,水会被压入试管中,模型自身重力增大,当重力大于浮力时模型会下沉,该说法错误。
综上,不正确的说法是②③④,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
1. 潜水艇浮沉原理
2. 受力平衡分析
3. 气压与浮沉关系
【点评】
本题考查潜水艇的浮沉原理及受力分析,需要结合气压变化对模型重力的影响判断浮沉状态,易错点在于沉底时的受力分析以及吹气、吸气时模型重力的变化判断,需准确理解浮力与重力的关系。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需结合潜水艇的浮沉原理,逐个分析每个说法的正误:
1. 先明确潜水艇的核心浮沉原理:通过改变自身重力实现上浮和下沉。
2. 分析沉底时的受力情况:物体沉底时,受到重力、浮力和容器底部的支持力,三者满足受力平衡。
3. 分析吹气和吸气时试管内的气压变化对模型重力的影响:吹气时试管内气压增大,水被排出,模型重力减小;吸气时试管内气压减小,水进入试管,模型重力增大,再结合重力与浮力的关系判断浮沉状态。
【解析】
逐个分析各说法:
① 潜水艇模型通过吸水或排水改变自身重力,从而实现沉浮,该说法正确;
② 潜水艇模型沉底时,受到重力、浮力和容器底部的支持力,根据受力平衡可知:$G = F_{浮} + F_{支}$,因此浮力小于自身重力,该说法错误;
③ 向试管内吹气时,试管内气压变大,水会被压出试管,模型自身重力减小,当重力小于浮力时模型会上浮,该说法错误;
④ 向试管外吸气时,试管内气压变小,水会被压入试管中,模型自身重力增大,当重力大于浮力时模型会下沉,该说法错误。
综上,不正确的说法是②③④,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
1. 潜水艇浮沉原理
2. 受力平衡分析
3. 气压与浮沉关系
【点评】
本题考查潜水艇的浮沉原理及受力分析,需要结合气压变化对模型重力的影响判断浮沉状态,易错点在于沉底时的受力分析以及吹气、吸气时模型重力的变化判断,需准确理解浮力与重力的关系。
【难度系数】
0.5
15. 工程师用“微重力蜘蛛人”技术维修“中国天眼”。如图,用一个氦气球将维护人员吊起,减小对面板的压力,甚至形成“零重力”效果,以免压坏面板。下列说法正确的是 (

A.氦气球受到的浮力大小等于其重力的大小
B.氦气球可以升空是因为氦气的密度大于空气的密度
C.维护人员受到的拉力大小等于其重力的大小
D.“零重力”说明维护人员的重力变为零
C
)A.氦气球受到的浮力大小等于其重力的大小
B.氦气球可以升空是因为氦气的密度大于空气的密度
C.维护人员受到的拉力大小等于其重力的大小
D.“零重力”说明维护人员的重力变为零
答案
15. C
解析
【分析】
我们可以通过对每个选项结合受力分析、浮力原理、重力的概念逐一判断:首先分析氦气球的受力,它受到浮力、自身重力和拉维护人员的拉力,据此判断A选项;根据浮力升空的条件判断B选项;对维护人员进行受力分析,结合“零重力”的含义判断C选项;明确重力的本质,判断D选项。
【解析】
A选项:氦气球受到向上的浮力、向下的自身重力以及向下的拉力(拉维护人员的力),根据受力平衡可知,浮力$F_{浮}=G_{球}+F_{拉}$,因此浮力大于氦气球自身的重力,A错误。
B选项:氦气球可以升空是因为氦气的密度小于空气的密度,根据阿基米德原理,氦气球受到的浮力大于自身总重力,从而实现升空,B错误。
C选项:当形成“零重力”效果时,维护人员对面板的压力为0,此时维护人员只受到竖直向下的重力和氦气球竖直向上的拉力,二力平衡,所以拉力大小等于其重力大小,C正确。
D选项:重力是物体由于地球的吸引而受到的力,“零重力”是指维护人员对面板的压力为零,并非维护人员的重力变为零,D错误。
【答案】
C
【知识点】
受力平衡分析、阿基米德原理、重力的概念
【点评】
本题结合“中国天眼”维修的实际场景,考查力学基础概念与受力分析能力,需要学生准确区分重力与压力的不同,熟练运用受力平衡和浮力原理分析问题,体现了物理知识在实际工程中的应用。
【难度系数】
0.6
我们可以通过对每个选项结合受力分析、浮力原理、重力的概念逐一判断:首先分析氦气球的受力,它受到浮力、自身重力和拉维护人员的拉力,据此判断A选项;根据浮力升空的条件判断B选项;对维护人员进行受力分析,结合“零重力”的含义判断C选项;明确重力的本质,判断D选项。
【解析】
A选项:氦气球受到向上的浮力、向下的自身重力以及向下的拉力(拉维护人员的力),根据受力平衡可知,浮力$F_{浮}=G_{球}+F_{拉}$,因此浮力大于氦气球自身的重力,A错误。
B选项:氦气球可以升空是因为氦气的密度小于空气的密度,根据阿基米德原理,氦气球受到的浮力大于自身总重力,从而实现升空,B错误。
C选项:当形成“零重力”效果时,维护人员对面板的压力为0,此时维护人员只受到竖直向下的重力和氦气球竖直向上的拉力,二力平衡,所以拉力大小等于其重力大小,C正确。
D选项:重力是物体由于地球的吸引而受到的力,“零重力”是指维护人员对面板的压力为零,并非维护人员的重力变为零,D错误。
【答案】
C
【知识点】
受力平衡分析、阿基米德原理、重力的概念
【点评】
本题结合“中国天眼”维修的实际场景,考查力学基础概念与受力分析能力,需要学生准确区分重力与压力的不同,熟练运用受力平衡和浮力原理分析问题,体现了物理知识在实际工程中的应用。
【难度系数】
0.6
16. (2025·扬州模拟)某物理兴趣小组用如图所示的实验装置来探究“影响浮力大小的因素”,将金属块放入液体中,其中图 B、C、D 烧杯中是水,图 E 烧杯中是未知液体。$ (\rho_{\mathrm{水}} = 1.0 × 10^3 \mathrm{kg/m}^3 $,$ g $ 取 $ 10 \mathrm{N/kg} $)
(1) 金属块浸没在未知液体中所受的浮力为
(2) 比较图甲中 A、D、E 三幅图可知,浸没在液体中的物体所受浮力的大小与
(3) 根据图中的数据可算出未知液体的密度为

(1) 金属块浸没在未知液体中所受的浮力为
0.8
$ \mathrm{N} $。(2) 比较图甲中 A、D、E 三幅图可知,浸没在液体中的物体所受浮力的大小与
液体密度
有关。(3) 根据图中的数据可算出未知液体的密度为
$0.8×10^{3}$
$ \mathrm{kg/m}^3 $。答案
16.(1)0.8 (2)液体密度 (3)$0.8×10^{3}$
解析
【分析】
1. 第(1)问:根据称重法测浮力的原理,浮力等于物体在空气中的重力减去物体浸没在液体中时弹簧测力计的示数,结合图A和图E的示数即可计算。
2. 第(2)问:分析A、D、E三图的控制变量和变化量,金属块排开液体体积相同,液体密度不同,浮力不同,由此判断浮力的影响因素。
3. 第(3)问:先通过A、D图算出金属块在水中的浮力,利用阿基米德原理求出金属块体积;再结合未知液体中的浮力,再次利用阿基米德原理推导未知液体的密度。
【解析】
(1) 由图A可知金属块的重力$G=4\mathrm{N}$,图E中金属块浸没在未知液体中时弹簧测力计示数$F_{\mathrm{示}}=3.2\mathrm{N}$,根据称重法测浮力:
$F_{\mathrm{浮液}}=G-F_{\mathrm{示}}=4\mathrm{N}-3.2\mathrm{N}=0.8\mathrm{N}$。
(2) 对比A、D、E三图,金属块均浸没,排开液体的体积相同,液体密度不同,弹簧测力计示数不同(浮力不同),说明浸没在液体中的物体所受浮力大小与液体密度有关。
(3) 由A、D图可得金属块在水中的浮力:
$F_{\mathrm{浮水}}=G-F_{\mathrm{示}D}=4\mathrm{N}-3\mathrm{N}=1\mathrm{N}$,
根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{液}}gV_{\mathrm{排}}$,金属块的体积:
$V=V_{\mathrm{排}}=\frac{F_{\mathrm{浮水}}}{\rho_{\mathrm{水}}g}$,
金属块浸没在未知液体中时$V_{\mathrm{排}}'=V$,结合$F_{\mathrm{浮液}}=\rho_{\mathrm{液}}gV$,推导得:
$\rho_{\mathrm{液}}=\frac{F_{\mathrm{浮液}}}{F_{\mathrm{浮水}}}\rho_{\mathrm{水}}=\frac{0.8\mathrm{N}}{1\mathrm{N}}×1.0×10^{3}\mathrm{kg/m}^{3}=0.8×10^{3}\mathrm{kg/m}^{3}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{0.8}$
(2) $\boldsymbol{液体密度}$
(3) $\boldsymbol{0.8×10^{3}}$
【知识点】
称重法测浮力、阿基米德原理、浮力影响因素
【点评】
本题围绕浮力探究实验展开,重点考查称重法和阿基米德原理的综合应用,需熟练掌握控制变量法的实验分析思路,以及阿基米德原理的公式推导与计算。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)问:根据称重法测浮力的原理,浮力等于物体在空气中的重力减去物体浸没在液体中时弹簧测力计的示数,结合图A和图E的示数即可计算。
2. 第(2)问:分析A、D、E三图的控制变量和变化量,金属块排开液体体积相同,液体密度不同,浮力不同,由此判断浮力的影响因素。
3. 第(3)问:先通过A、D图算出金属块在水中的浮力,利用阿基米德原理求出金属块体积;再结合未知液体中的浮力,再次利用阿基米德原理推导未知液体的密度。
【解析】
(1) 由图A可知金属块的重力$G=4\mathrm{N}$,图E中金属块浸没在未知液体中时弹簧测力计示数$F_{\mathrm{示}}=3.2\mathrm{N}$,根据称重法测浮力:
$F_{\mathrm{浮液}}=G-F_{\mathrm{示}}=4\mathrm{N}-3.2\mathrm{N}=0.8\mathrm{N}$。
(2) 对比A、D、E三图,金属块均浸没,排开液体的体积相同,液体密度不同,弹簧测力计示数不同(浮力不同),说明浸没在液体中的物体所受浮力大小与液体密度有关。
(3) 由A、D图可得金属块在水中的浮力:
$F_{\mathrm{浮水}}=G-F_{\mathrm{示}D}=4\mathrm{N}-3\mathrm{N}=1\mathrm{N}$,
根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{液}}gV_{\mathrm{排}}$,金属块的体积:
$V=V_{\mathrm{排}}=\frac{F_{\mathrm{浮水}}}{\rho_{\mathrm{水}}g}$,
金属块浸没在未知液体中时$V_{\mathrm{排}}'=V$,结合$F_{\mathrm{浮液}}=\rho_{\mathrm{液}}gV$,推导得:
$\rho_{\mathrm{液}}=\frac{F_{\mathrm{浮液}}}{F_{\mathrm{浮水}}}\rho_{\mathrm{水}}=\frac{0.8\mathrm{N}}{1\mathrm{N}}×1.0×10^{3}\mathrm{kg/m}^{3}=0.8×10^{3}\mathrm{kg/m}^{3}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{0.8}$
(2) $\boldsymbol{液体密度}$
(3) $\boldsymbol{0.8×10^{3}}$
【知识点】
称重法测浮力、阿基米德原理、浮力影响因素
【点评】
本题围绕浮力探究实验展开,重点考查称重法和阿基米德原理的综合应用,需熟练掌握控制变量法的实验分析思路,以及阿基米德原理的公式推导与计算。
【难度系数】
0.6
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