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8. 把重 10 N，体积为 1.2×10³ cm³ 的物体投入水中，当物体静止时，物体的状态和所受浮力是()
A. 漂浮，$F_{浮}=12$ N
B. 悬浮，$F_{浮}=10$ N
C. 漂浮，$F_{浮}=10$ N
D. 沉在水底，$F_{浮}=12$ N
A. 漂浮，$F_{浮}=12$ N
B. 悬浮，$F_{浮}=10$ N
C. 漂浮，$F_{浮}=10$ N
D. 沉在水底，$F_{浮}=12$ N
答案
C
解析
【解析】
1. 计算物体完全浸没时受到的浮力：
物体体积$V=1.2×10^3 cm^3=1.2×10^{-3} m^3$，根据阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{水}gV_{排}$，代入数据得：
$F_{浮}=1×10^3 kg/m^3 ×10 N/kg ×1.2×10^{-3} m^3=12 N$。
2. 比较浮力与物体重力：
物体重力$G=10 N$，因为$F_{浮}＞G$，所以物体上浮，最终静止时处于漂浮状态。
3. 漂浮时浮力等于重力，即$F_{浮}'=G=10 N$。
因此物体静止时漂浮，浮力为10N，选C。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题综合考查阿基米德原理与物体浮沉条件的应用，解题核心是先通过完全浸没时的浮力与重力关系判断物体最终状态，再确定对应浮力大小。
【难度系数】
0.7
1. 计算物体完全浸没时受到的浮力：
物体体积$V=1.2×10^3 cm^3=1.2×10^{-3} m^3$，根据阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{水}gV_{排}$，代入数据得：
$F_{浮}=1×10^3 kg/m^3 ×10 N/kg ×1.2×10^{-3} m^3=12 N$。
2. 比较浮力与物体重力：
物体重力$G=10 N$，因为$F_{浮}＞G$，所以物体上浮，最终静止时处于漂浮状态。
3. 漂浮时浮力等于重力，即$F_{浮}'=G=10 N$。
因此物体静止时漂浮，浮力为10N，选C。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题综合考查阿基米德原理与物体浮沉条件的应用，解题核心是先通过完全浸没时的浮力与重力关系判断物体最终状态，再确定对应浮力大小。
【难度系数】
0.7
9. 如图 8 - 7 - 4 所示，为了探究物体的浮沉条件，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、量筒、烧杯、金属块、木块、细线、水及其他简单辅助器材。
（1）探究金属块的下沉条件。实验中，他们用两种方法测量了物体受到的浮力。
方法 1：称重法。测量过程及示数如图甲所示，则金属块所受的浮力为N。
方法 2：阿基米德原理法。测量过程与示数如图乙所示，读出排开水的体积，根据$F_{浮}=G_{排}=ρ_{水}V_{排}g$可计算出浮力为N。
（2）探究木块上浮的条件。要测量木块浸没时的浮力，你准备选用上述两方法中的方法（选填“1”或“2”），并简要说明操作中还应采取的措施：。
（1）探究金属块的下沉条件。实验中，他们用两种方法测量了物体受到的浮力。
方法 1：称重法。测量过程及示数如图甲所示，则金属块所受的浮力为N。
方法 2：阿基米德原理法。测量过程与示数如图乙所示，读出排开水的体积，根据$F_{浮}=G_{排}=ρ_{水}V_{排}g$可计算出浮力为N。
（2）探究木块上浮的条件。要测量木块浸没时的浮力，你准备选用上述两方法中的方法（选填“1”或“2”），并简要说明操作中还应采取的措施：。
答案
0.2
0.2
2
用针将木块完
全压入水中
解析
【解析】
（1）方法1（称重法）：由图甲可知，金属块在空气中的重力$G=2.2\,\mathrm{N}$，浸没在水中时弹簧测力计的示数$F_{\mathrm{示}}=2.0\,\mathrm{N}$，根据称重法测浮力公式$F_{\mathrm{浮}}=G-F_{\mathrm{示}}$，可得金属块所受浮力$F_{\mathrm{浮}}=2.2\,\mathrm{N}-2.0\,\mathrm{N}=0.2\,\mathrm{N}$。
方法2（阿基米德原理法）：由图乙可知，量筒中水的体积$V_1=20\,\mathrm{mL}$，放入金属块后总体积$V_2=40\,\mathrm{mL}$，则金属块排开水的体积$V_{\mathrm{排}}=V_2-V_1=40\,\mathrm{mL}-20\,\mathrm{mL}=20\,\mathrm{mL}=2×10^{-5}\,\mathrm{m}^3$，根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$，代入数据得$F_{\mathrm{浮}}=1.0×10^3\,\mathrm{kg/m}^3×10\,\mathrm{N/kg}×2×10^{-5}\,\mathrm{m}^3=0.2\,\mathrm{N}$。
（2）木块漂浮在水面上，无法用称重法直接测量其浸没时的浮力，故选用方法2；操作措施：用针将木块完全压入水中，使木块浸没，测出此时排开水的体积，再根据阿基米德原理计算浮力。
【答案】
（1）$\boldsymbol{0.2}$；$\boldsymbol{0.2}$
（2）$\boldsymbol{2}$；$\boldsymbol{用针将木块完全压入水中}$
【知识点】
称重法测浮力、阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题通过探究物体浮沉条件的实验，考查了两种测浮力的方法，需注意针对不同物体的状态选择合适的测量方法，理解并掌握称重法和阿基米德原理的应用是关键。
【难度系数】
0.6
（1）方法1（称重法）：由图甲可知，金属块在空气中的重力$G=2.2\,\mathrm{N}$，浸没在水中时弹簧测力计的示数$F_{\mathrm{示}}=2.0\,\mathrm{N}$，根据称重法测浮力公式$F_{\mathrm{浮}}=G-F_{\mathrm{示}}$，可得金属块所受浮力$F_{\mathrm{浮}}=2.2\,\mathrm{N}-2.0\,\mathrm{N}=0.2\,\mathrm{N}$。
方法2（阿基米德原理法）：由图乙可知，量筒中水的体积$V_1=20\,\mathrm{mL}$，放入金属块后总体积$V_2=40\,\mathrm{mL}$，则金属块排开水的体积$V_{\mathrm{排}}=V_2-V_1=40\,\mathrm{mL}-20\,\mathrm{mL}=20\,\mathrm{mL}=2×10^{-5}\,\mathrm{m}^3$，根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$，代入数据得$F_{\mathrm{浮}}=1.0×10^3\,\mathrm{kg/m}^3×10\,\mathrm{N/kg}×2×10^{-5}\,\mathrm{m}^3=0.2\,\mathrm{N}$。
（2）木块漂浮在水面上，无法用称重法直接测量其浸没时的浮力，故选用方法2；操作措施：用针将木块完全压入水中，使木块浸没，测出此时排开水的体积，再根据阿基米德原理计算浮力。
【答案】
（1）$\boldsymbol{0.2}$；$\boldsymbol{0.2}$
（2）$\boldsymbol{2}$；$\boldsymbol{用针将木块完全压入水中}$
【知识点】
称重法测浮力、阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题通过探究物体浮沉条件的实验，考查了两种测浮力的方法，需注意针对不同物体的状态选择合适的测量方法，理解并掌握称重法和阿基米德原理的应用是关键。
【难度系数】
0.6
10. 小红用一台天平、一个量筒、一个带有盖的小瓶、一些沙子和水，探究物体的浮沉问题，实验数据如下表。
（1）请你填写表中的四个空格。
（2）小红把拧紧瓶盖的小瓶整体压入水中某深度后放手，小空瓶上浮并最终静止在水面的过程中，浮力大小如何变化？
（1）请你填写表中的四个空格。
（2）小红把拧紧瓶盖的小瓶整体压入水中某深度后放手，小空瓶上浮并最终静止在水面的过程中，浮力大小如何变化？
答案
40
0.35
0.4
$F_{浮}=G_{总}$
先不变后减小。
0.35
0.4
$F_{浮}=G_{总}$
先不变后减小。
解析
【解析】
（1）填写表格空格
根据重力公式$G=mg$、阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$和物体浮沉条件计算：
实验2：小瓶漂浮，根据浮沉条件$F_{浮}=G_{总}$；由阿基米德原理得$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×35×10^{-6}m^{3}=0.35N$，因此$G_{总}=0.35N$，$F_{浮}$与$G_{总}$的关系为$\boldsymbol{F_{浮}=G_{总}}$。
实验4：小瓶下沉时完全浸没，排开水的体积等于悬浮时的排开体积（小瓶容积不变），故$V_{排}=40cm^{3}$；再由阿基米德原理得$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×40×10^{-6}m^{3}=0.4N$。
（2）分析上浮过程浮力变化
小空瓶上浮过程分为两个阶段：
1. 未露出水面时：小瓶排开水的体积不变，由阿基米德原理可知，浮力大小不变；
2. 露出水面后：小瓶排开水的体积逐渐减小，由阿基米德原理可知，浮力大小逐渐减小。
因此浮力变化为$\boldsymbol{先不变后减小}$。
【答案】
（1）表格空格依次为：$\boldsymbol{0.35}$、$\boldsymbol{0.35}$、$\boldsymbol{40}$、$\boldsymbol{0.4}$、$\boldsymbol{F_{浮}=G_{总}}$（核心填写内容：$\boldsymbol{40}$、$\boldsymbol{0.35}$、$\boldsymbol{0.4}$、$\boldsymbol{F_{浮}=G_{总}}$）
（2）$\boldsymbol{先不变后减小}$
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件、重力计算
【点评】
本题通过实验探究物体的浮沉规律，结合实验数据考查了阿基米德原理与浮沉条件的综合应用，注重对实验数据分析能力和物理规律应用能力的考查，属于基础实验探究题，有助于加深对浮沉条件的理解。
【难度系数】
0.7
（1）填写表格空格
根据重力公式$G=mg$、阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$和物体浮沉条件计算：
实验2：小瓶漂浮，根据浮沉条件$F_{浮}=G_{总}$；由阿基米德原理得$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×35×10^{-6}m^{3}=0.35N$，因此$G_{总}=0.35N$，$F_{浮}$与$G_{总}$的关系为$\boldsymbol{F_{浮}=G_{总}}$。
实验4：小瓶下沉时完全浸没，排开水的体积等于悬浮时的排开体积（小瓶容积不变），故$V_{排}=40cm^{3}$；再由阿基米德原理得$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×40×10^{-6}m^{3}=0.4N$。
（2）分析上浮过程浮力变化
小空瓶上浮过程分为两个阶段：
1. 未露出水面时：小瓶排开水的体积不变，由阿基米德原理可知，浮力大小不变；
2. 露出水面后：小瓶排开水的体积逐渐减小，由阿基米德原理可知，浮力大小逐渐减小。
因此浮力变化为$\boldsymbol{先不变后减小}$。
【答案】
（1）表格空格依次为：$\boldsymbol{0.35}$、$\boldsymbol{0.35}$、$\boldsymbol{40}$、$\boldsymbol{0.4}$、$\boldsymbol{F_{浮}=G_{总}}$（核心填写内容：$\boldsymbol{40}$、$\boldsymbol{0.35}$、$\boldsymbol{0.4}$、$\boldsymbol{F_{浮}=G_{总}}$）
（2）$\boldsymbol{先不变后减小}$
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件、重力计算
【点评】
本题通过实验探究物体的浮沉规律，结合实验数据考查了阿基米德原理与浮沉条件的综合应用，注重对实验数据分析能力和物理规律应用能力的考查，属于基础实验探究题，有助于加深对浮沉条件的理解。
【难度系数】
0.7
