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1. 学习小组在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,选用弹簧测力计、烧杯、水、盐、细线、体积相同的实心铁块和铜块($\rho_{铁}＜\rho_{铜}$)等器材进行实验,如图10-1-9所示。下列实验过程中,弹簧测力计的示数会变大的是(
A.铜块替换铁块仍浸没在图示位置
B.改变铁块浸没在水中的深度
C.向烧杯中加适量的盐并轻轻搅动
D.铁块从接触水面到全部浸没水中
A
)。A.铜块替换铁块仍浸没在图示位置
B.改变铁块浸没在水中的深度
C.向烧杯中加适量的盐并轻轻搅动
D.铁块从接触水面到全部浸没水中
答案
1. A 【解析】实心铁块和铜块体积相同,$\rho_{铁}＜\rho_{铜}$,$G_{铁}＜G_{铜}$,$V_{铁}=V_{铜}$,$F_{浮铁}=F_{浮铜}$,因为$F_{浮}=G-F_{拉}$,则$F_{拉铁}＜F_{拉铜}$,选项A正确;浮力大小与深度无关,浮力不变,弹簧测力计示数不变,选项B错误;向杯中加盐并轻轻搅动,液体的密度变大,浮力变大,弹簧测力计示数变小,选项C错误;铁块浸在水中的体积逐渐增大,浮力变大,弹簧测力计示数变小,选项D错误。
解析
【分析】
要判断弹簧测力计示数的变化，需根据称重法测浮力的公式$F_{拉}=G-F_{浮}$来分析：
1. 对于选项A：已知铁块和铜块体积相同，$\rho_{铁}＜\rho_{铜}$，根据$G=mg=\rho Vg$，可知$G_{铁}＜G_{铜}$；二者都浸没在水中，排开水的体积等于自身体积，所以$V_{排}$相同，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，可得$F_{浮铁}=F_{浮铜}$。再由$F_{拉}=G-F_{浮}$，因为$G_{铜}$更大，浮力相同，所以铜块对应的弹簧测力计拉力更大，示数变大。
2. 对于选项B：当铁块浸没在水中后，深度改变时，排开水的体积和水的密度都不变，根据阿基米德原理，浮力不变，铁块重力不变，所以$F_{拉}=G-F_{浮}$不变，弹簧测力计示数不变。
3. 对于选项C：向烧杯加盐，水的密度变大，铁块排开水的体积不变，根据阿基米德原理，浮力变大，铁块重力不变，由$F_{拉}=G-F_{浮}$可知，拉力变小，弹簧测力计示数变小。
4. 对于选项D：铁块从接触水面到全部浸没，排开水的体积逐渐变大，水的密度不变，浮力逐渐变大，铁块重力不变，由$F_{拉}=G-F_{浮}$可知，拉力逐渐变小，弹簧测力计示数变小。
【解析】
根据称重法测浮力公式$F_{拉}=G-F_{浮}$，结合阿基米德原理分析各选项：
选项A：已知实心铁块和铜块体积相同，$\rho_{铁}＜\rho_{铜}$，由$G=\rho Vg$可得$G_{铁}＜G_{铜}$；二者均浸没在水中，$V_{排}=V_{物}$，则$V_{排铁}=V_{排铜}$，根据$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，可知$F_{浮铁}=F_{浮铜}$。代入$F_{拉}=G-F_{浮}$，因为$G_{铜}＞G_{铁}$、$F_{浮}$相同，所以$F_{拉铜}＞F_{拉铁}$，弹簧测力计示数变大，该选项正确。
选项B：铁块浸没在水中后，改变深度时，$\rho_{水}$和$V_{排}$均不变，由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知浮力不变，铁块重力$G$不变，故$F_{拉}=G-F_{浮}$不变，弹簧测力计示数不变，该选项错误。
选项C：向烧杯中加盐，液体密度$\rho_{液}$变大，铁块$V_{排}$不变，由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知浮力变大，铁块重力$G$不变，故$F_{拉}=G-F_{浮}$变小，弹簧测力计示数变小，该选项错误。
选项D：铁块从接触水面到全部浸没，$V_{排}$逐渐变大，$\rho_{水}$不变，由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知浮力逐渐变大，铁块重力$G$不变，故$F_{拉}=G-F_{浮}$逐渐变小，弹簧测力计示数变小，该选项错误。
【答案】
A
【知识点】
1. 称重法测浮力
2. 阿基米德原理
3. 重力的计算
【点评】
本题考查浮力相关知识的应用，核心是利用称重法和阿基米德原理分析弹簧测力计示数的变化，需要准确判断每个选项中重力和浮力的变化情况，理清各个物理量之间的关系是解题关键。
【难度系数】
0.6
要判断弹簧测力计示数的变化，需根据称重法测浮力的公式$F_{拉}=G-F_{浮}$来分析：
1. 对于选项A：已知铁块和铜块体积相同，$\rho_{铁}＜\rho_{铜}$，根据$G=mg=\rho Vg$，可知$G_{铁}＜G_{铜}$；二者都浸没在水中，排开水的体积等于自身体积，所以$V_{排}$相同，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，可得$F_{浮铁}=F_{浮铜}$。再由$F_{拉}=G-F_{浮}$，因为$G_{铜}$更大，浮力相同，所以铜块对应的弹簧测力计拉力更大，示数变大。
2. 对于选项B：当铁块浸没在水中后，深度改变时，排开水的体积和水的密度都不变，根据阿基米德原理，浮力不变，铁块重力不变，所以$F_{拉}=G-F_{浮}$不变，弹簧测力计示数不变。
3. 对于选项C：向烧杯加盐，水的密度变大，铁块排开水的体积不变，根据阿基米德原理，浮力变大，铁块重力不变，由$F_{拉}=G-F_{浮}$可知，拉力变小，弹簧测力计示数变小。
4. 对于选项D：铁块从接触水面到全部浸没，排开水的体积逐渐变大，水的密度不变，浮力逐渐变大，铁块重力不变，由$F_{拉}=G-F_{浮}$可知，拉力逐渐变小，弹簧测力计示数变小。
【解析】
根据称重法测浮力公式$F_{拉}=G-F_{浮}$，结合阿基米德原理分析各选项：
选项A：已知实心铁块和铜块体积相同，$\rho_{铁}＜\rho_{铜}$，由$G=\rho Vg$可得$G_{铁}＜G_{铜}$；二者均浸没在水中，$V_{排}=V_{物}$，则$V_{排铁}=V_{排铜}$，根据$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，可知$F_{浮铁}=F_{浮铜}$。代入$F_{拉}=G-F_{浮}$，因为$G_{铜}＞G_{铁}$、$F_{浮}$相同，所以$F_{拉铜}＞F_{拉铁}$，弹簧测力计示数变大，该选项正确。
选项B：铁块浸没在水中后，改变深度时，$\rho_{水}$和$V_{排}$均不变，由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知浮力不变，铁块重力$G$不变，故$F_{拉}=G-F_{浮}$不变，弹簧测力计示数不变，该选项错误。
选项C：向烧杯中加盐，液体密度$\rho_{液}$变大，铁块$V_{排}$不变，由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知浮力变大，铁块重力$G$不变，故$F_{拉}=G-F_{浮}$变小，弹簧测力计示数变小，该选项错误。
选项D：铁块从接触水面到全部浸没，$V_{排}$逐渐变大，$\rho_{水}$不变，由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知浮力逐渐变大，铁块重力$G$不变，故$F_{拉}=G-F_{浮}$逐渐变小，弹簧测力计示数变小，该选项错误。
【答案】
A
【知识点】
1. 称重法测浮力
2. 阿基米德原理
3. 重力的计算
【点评】
本题考查浮力相关知识的应用，核心是利用称重法和阿基米德原理分析弹簧测力计示数的变化，需要准确判断每个选项中重力和浮力的变化情况，理清各个物理量之间的关系是解题关键。
【难度系数】
0.6
2. 某同学在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,将同一物体分别按图10-1-10所示步骤进行实验($\rho_{酒精}＜\rho_{水}$)。下列判断正确的是(
A.物体所受重力为3.6 N
B.通过比较步骤甲、乙、丙可以得出,浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关
C.通过比较步骤乙、丁可以探究浮力的大小是否与液体密度有关
D.图10-1-10丁中测力计的示数小于3 N
B
)。A.物体所受重力为3.6 N
B.通过比较步骤甲、乙、丙可以得出,浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关
C.通过比较步骤乙、丁可以探究浮力的大小是否与液体密度有关
D.图10-1-10丁中测力计的示数小于3 N
答案
2. B
解析
【分析】
要解决这道题，我们需要结合阿基米德原理和控制变量法，逐一分析每个选项：
1. 对于选项A：物体的重力是物体不受浮力时测力计的示数，甲图中物体部分浸入水中，受到浮力，此时测力计示数不是物体重力，故A错误。
2. 对于选项B：甲、乙、丙实验中，液体都是水（密度相同），物体浸在液体中的体积逐渐增大，测力计示数逐渐减小，说明浮力逐渐增大，符合控制变量法，能得出浮力大小与物体浸在液体中的体积有关，故B正确。
3. 对于选项C：探究浮力与液体密度的关系时，需要控制物体排开液体的体积相同，乙中物体部分浸入水中，丁中物体完全浸入酒精中，排开液体体积不同，存在两个变量，无法探究，故C错误。
4. 对于选项D：丙图中物体完全浸入水中，测力计示数3N，丁图中物体完全浸入酒精中，因为酒精密度小于水，根据阿基米德原理，浮力更小，所以测力计示数=重力-浮力，浮力变小，示数会大于3N，故D错误。
【解析】
逐一分析各选项：
A选项：甲图中物体部分浸入水中，受到浮力作用，弹簧测力计示数为3.6N，此时示数是重力与浮力的差值，不是物体的重力，故A错误。
B选项：甲、乙、丙三次实验中，液体密度相同（均为水），物体浸在液体中的体积逐渐增大，弹簧测力计示数逐渐减小，根据称重法$F_{浮}=G-F_{拉}$，可知浮力逐渐增大，因此可以得出浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关，故B正确。
C选项：探究浮力大小与液体密度的关系时，需要控制物体排开液体的体积相同。乙中物体部分浸入水中，丁中物体完全浸入酒精中，物体排开液体的体积不同，变量不唯一，无法探究浮力与液体密度的关系，故C错误。
D选项：丙图中物体完全浸没在水中，测力计示数为3N；丁图中物体完全浸没在酒精中，由于$\rho_{酒精}＜\rho_{水}$，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，物体在酒精中受到的浮力小于在水中受到的浮力。根据称重法$F_{拉}=G-F_{浮}$，浮力越小，测力计示数越大，因此丁中测力计示数大于3N，故D错误。
【答案】
B
【知识点】
阿基米德原理；控制变量法；称重法测浮力
【点评】
本题考查浮力的探究实验，重点考查控制变量法的应用和称重法、阿基米德原理的理解，解题时需注意控制变量的唯一性，同时结合公式分析浮力与各因素的关系。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，我们需要结合阿基米德原理和控制变量法，逐一分析每个选项：
1. 对于选项A：物体的重力是物体不受浮力时测力计的示数，甲图中物体部分浸入水中，受到浮力，此时测力计示数不是物体重力，故A错误。
2. 对于选项B：甲、乙、丙实验中，液体都是水（密度相同），物体浸在液体中的体积逐渐增大，测力计示数逐渐减小，说明浮力逐渐增大，符合控制变量法，能得出浮力大小与物体浸在液体中的体积有关，故B正确。
3. 对于选项C：探究浮力与液体密度的关系时，需要控制物体排开液体的体积相同，乙中物体部分浸入水中，丁中物体完全浸入酒精中，排开液体体积不同，存在两个变量，无法探究，故C错误。
4. 对于选项D：丙图中物体完全浸入水中，测力计示数3N，丁图中物体完全浸入酒精中，因为酒精密度小于水，根据阿基米德原理，浮力更小，所以测力计示数=重力-浮力，浮力变小，示数会大于3N，故D错误。
【解析】
逐一分析各选项：
A选项：甲图中物体部分浸入水中，受到浮力作用，弹簧测力计示数为3.6N，此时示数是重力与浮力的差值，不是物体的重力，故A错误。
B选项：甲、乙、丙三次实验中，液体密度相同（均为水），物体浸在液体中的体积逐渐增大，弹簧测力计示数逐渐减小，根据称重法$F_{浮}=G-F_{拉}$，可知浮力逐渐增大，因此可以得出浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关，故B正确。
C选项：探究浮力大小与液体密度的关系时，需要控制物体排开液体的体积相同。乙中物体部分浸入水中，丁中物体完全浸入酒精中，物体排开液体的体积不同，变量不唯一，无法探究浮力与液体密度的关系，故C错误。
D选项：丙图中物体完全浸没在水中，测力计示数为3N；丁图中物体完全浸没在酒精中，由于$\rho_{酒精}＜\rho_{水}$，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，物体在酒精中受到的浮力小于在水中受到的浮力。根据称重法$F_{拉}=G-F_{浮}$，浮力越小，测力计示数越大，因此丁中测力计示数大于3N，故D错误。
【答案】
B
【知识点】
阿基米德原理；控制变量法；称重法测浮力
【点评】
本题考查浮力的探究实验，重点考查控制变量法的应用和称重法、阿基米德原理的理解，解题时需注意控制变量的唯一性，同时结合公式分析浮力与各因素的关系。
【难度系数】
0.6
