15. 跳伞运动员刚从飞机上跳下,降落伞未打开,运动员和降落伞做（选填“加速”“匀速”或“减速”）运动;若运动员的重力为600 N,降落伞重为150 N,当降落伞打开后运动员竖直匀速下落时,忽略空气对人的阻力,则降落伞受到的阻力为N,方向,降落伞对运动员的拉力为N。

15. 加速 750 竖直向上 600
【点拨】本题考查力与运动的关系、二力平衡条件,需要分析不同阶段(降落伞未打开、打开后)运动员和降落伞的受力情况,判断运动状态,计算力的大小和方向。
【解析】降落伞未打开时,运动员和降落伞受到竖直向下的总重力和竖直向上的空气阻力f,因为此时阻力小于重力,合力方向竖直向下,所以运动员和降落伞做加速运动。降落伞打开后,运动员竖直匀速下落,以运动员和降落伞整体为研究对象,处于平衡状态,受竖直向下的总重力G总=G人+G伞=600 N+150 N=750 N,和竖直向上的阻力f阻,根据二力平衡条件可得,f阻=G总=750 N,方向竖直向上。以运动员为研究对象,匀速下落时处于平衡状态,受竖直向下的重力G人=600 N,和竖直向上的降落伞拉力F拉,根据二力平衡条件可得,F拉=G人=600 N。

【分析】解题时分两个阶段分析：①降落伞未打开时，分析运动员和降落伞的受力，比较总重力与空气阻力的大小，判断运动状态；②降落伞打开后匀速下落时，分别以整体（运动员+降落伞）、单独运动员为研究对象，利用二力平衡条件计算力的大小和方向，核心是明确平衡状态下二力的关系。
【解析】1. 降落伞未打开时，运动员和降落伞受竖直向下的总重力、竖直向上的空气阻力，此时空气阻力小于总重力，合力方向竖直向下，因此做加速运动；2. 降落伞打开后匀速下落时，①以运动员和降落伞整体为研究对象，处于平衡状态，竖直向下的总重力$G_{总}=G_{人}+G_{伞}=600N+150N=750N$，与竖直向上的阻力是一对平衡力，根据二力平衡，阻力大小等于总重力，即750N，方向竖直向上；②以运动员为研究对象，匀速下落时受力平衡，竖直向下的重力与降落伞对运动员的拉力是一对平衡力，因此拉力大小等于运动员重力，即600N。
【答案】加速；750；竖直向上；600
【知识点】力与运动的关系、二力平衡条件
【点评】本题考查受力分析与二力平衡的应用，需分阶段对研究对象受力分析，明确平衡状态下二力的对应关系，属于基础力学应用题型。
【难度系数】0.7

16. 小明做有关大气压的实验。

(1)小明先进行了托里拆利实验如图甲,可知当地大气压相当于mm水银柱产生的压强,此环境下,水的沸点100 ℃;若换用更细的玻璃管做实验,水银柱的液面高度将会。
(2)小明用图乙方案估测大气压的值,器材有:小桶、20 mL注射器、橡皮帽、轻绳、细沙、大测量范围弹簧测力计、刻度尺。
①实验中应以为研究对象分析所受的大气压力;如图丙,测出注射器上有刻度部分的长度$l=$cm,活塞刚好拉动时,小桶和沙的总重为28 N,估测的大气压值为Pa。
②以下实例中利用大气压工作的是。
A. 轮船通过船闸
B. 吸盘挂钩吸附在墙壁上
C. 刮风掀翻屋顶

16. (1)750 低于 不变 (2)①活塞 7.00 0.98×10⁵ ②B
【点拨】本题考查大气压相关知识,涵盖托里拆利实验、大气压的估测以及大气压的应用实例判断,涉及力与运动、压强计算、沸点与气压的关系等知识。
【解析】(1)小明先进行了托里拆利实验如图甲,可知容器内液面到管中液面的竖直高度为750 mm,当地大气压相当于750 mm水银柱产生的压强,因小于标准大气压强,且水的沸点随着大气压的降低而降低,故此环境下,水的沸点低于100 ℃;若换用更细的玻璃管做实验,根据p=ρgh可知,水银产生的压强大小与管的粗细无关,水银柱的液面高度将会不变;
(2)①实验中应以注射器活塞为研究对象分析所受的大气压力;由图丙可知,刻度尺的分度值为0.1 cm,测出注射器上有刻度部分的长度l=7.00 cm,小桶和沙的总重为28 N,即大气压作用在活塞上的力为28 N,注射器的横截面积为S=20 cm³/7.00 cm=20/7 cm²,估测的大气压值为p=F/S=28 N/( (20/7)×10⁻⁴ m² )=0.98×10⁵ Pa;
②A.船闸是利用连通器原理工作的,故A不符合题意;B.吸盘挂钩吸附在墙壁上,是因为挤出吸盘内空气,外界大气压大于内部气压,利用大气压工作,故B符合题意;C.刮风掀翻屋顶,因为流速大的地方压强小,故C不符合题意。

【分析】
首先观察托里拆利实验（图甲），确定当地大气压对应的水银柱高度；结合标准大气压与沸点的关系，判断水的沸点；根据液体压强的影响因素，分析玻璃管粗细对水银柱高度的影响。对于估测大气压的实验，明确研究对象，读取注射器有刻度部分的长度，利用压强公式计算大气压；最后判断实例是否利用大气压工作。
【解析】
(1) 托里拆利实验中，大气压支持的水银柱竖直高度为750mm，因此当地大气压相当于750mm水银柱产生的压强；标准大气压下水的沸点为100℃，气压越低沸点越低，故此环境下水的沸点低于100℃；根据液体压强公式$p=\rho gh$，水银柱产生的压强仅与水银密度和高度有关，与玻璃管粗细无关，所以换用更细的玻璃管，水银柱液面高度不变。
(2) ① 实验中，活塞受到大气压力，拉动活塞时小桶和沙的总重等于大气对活塞的压力，故以活塞为研究对象；由图丙可知，刻度尺分度值为0.1cm，注射器有刻度部分长度$l=7.00cm$；注射器容积$V=20mL=20cm^3$，横截面积$S=\frac{V}{l}=\frac{20cm^3}{7.00cm}=\frac{20}{7}cm^2=\frac{20}{7}×10^{-4}m^2$；大气压值$p=\frac{F}{S}=\frac{28N}{\frac{20}{7}×10^{-4}m^2}=0.98×10^5Pa$。
② A选项船闸利用连通器原理，B选项吸盘挂钩挤出内部空气后，外界大气压将其压在墙壁上，利用大气压工作，C选项是流体压强与流速的关系，故选B。
【答案】
(1)750；低于；不变 (2)①活塞；7.00；0.98×10⁵ ②B
【知识点】
大气压；沸点与气压关系；压强计算
【点评】
本题考查大气压相关的基础知识点，涵盖托里拆利实验、大气压估测及应用实例判断，注重实验原理与公式的应用，难度适中，属于基础题型。
【难度系数】
0.7

17. 小明做“探究同一直线上二力合成”实验如图，橡皮筋下端B固定在铁架台上，上端A系有两根细线，一根细线挂在弹簧测力计(0~5 N)挂钩上，另一根细线挂重为1 N的钩码。
(1)用弹簧测力计竖直向上将A端拉到O点，标记O点位置，记录弹簧测力计的示数$F_1$，挂钩码的细线对A端的拉力$F_2$，$F_1$与$F_2$ （选填“是”或“不是”）一对平衡力。
(2)撤去钩码，仅用弹簧测力计将A端仍拉到O点，记录此时弹簧测力计的示数$F$，若$F_1 = 2.5\ \mathrm{N}$，则$F = \_\_\_\_\_\_\mathrm{N}$。要顺利完成实验，所能挂钩码的最大质量为$\mathrm{g}$。

17. (1)不是 (2)1.5 350
【点拨】本题考查同一直线上二力合成实验,涉及二力平衡的判断、合力的计算以及弹簧测力计测量范围的应用,需要理解实验原理,分析力的关系和大小。
【解析】(1)F₁是弹簧测力计对橡皮筋的拉力,F₂是钩码对橡皮筋的拉力,虽作用在同一物体(橡皮筋)、方向相反、共线,但F₁=2.5 N、F₂=1 N大小不相等,不满足二力平衡条件,故不是一对平衡力;
(2)撤去钩码,仅用弹簧测力计将A端仍拉到O点,此时弹簧测力计的拉力F是F₁与F₂的合力,其中F₂=1 N,F₁=2.5 N,则F=F₁-F₂=2.5 N-1 N=1.5 N;要顺利完成实验,F₁的最大值为5 N,则F₂的最大值为F₂=F₁-F=5 N-1.5 N=3.5 N=G,所能挂钩码的最大质量m=G/g=3.5 N/10 N/kg=0.35 kg=350 g。

【分析】
要解决本题，需结合二力平衡的条件和同一直线上二力合成的规律分析：第(1)问判断平衡力，需验证是否满足“同物、等大、反向、共线”四个条件；第(2)问利用同一直线反方向二力的合力等于两力之差，结合弹簧测力计量程计算最大钩码质量。
【解析】
(1) 二力平衡的条件是：作用在同一物体上，大小相等，方向相反，作用在同一直线上。本题中，$F_1$和$F_2$作用在同一物体（橡皮筋），方向相反且共线，但$F_1=2.5\ \mathrm{N}$、$F_2=1\ \mathrm{N}$，大小不相等，不满足二力平衡条件，因此二者不是一对平衡力。
(2) 撤去钩码后，弹簧测力计单独拉A端到O点的拉力$F$，是$F_1$与$F_2$的合力，因$F_1$与$F_2$方向相反，故合力大小为$F=F_1-F_2=2.5\ \mathrm{N}-1\ \mathrm{N}=1.5\ \mathrm{N}$；弹簧测力计的最大量程为$0∼5\ \mathrm{N}$，即$F_1$最大为$5\ \mathrm{N}$，此时合力$F$仍为$1.5\ \mathrm{N}$，故最大的钩码重力$G=F_{1最大}-F=5\ \mathrm{N}-1.5\ \mathrm{N}=3.5\ \mathrm{N}$，根据$G=mg$，可得最大质量$m=\frac{G}{g}=\frac{3.5\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.35\ \mathrm{kg}=350\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1)不是 (2)1.5；350
【知识点】
二力平衡、同一直线二力合成、重力计算
【点评】
本题围绕“探究同一直线上二力合成”实验展开，考查二力平衡的判断、反方向二力的合成规律，以及重力与质量的换算，属于基础实验题，需明确实验中力的对应关系，难度适中。
【难度系数】
0.5

18. 一个盛有水的溢水杯放在水平桌面上，体积相同、材料不同的A、B、C三个实心小球，质量之比为1:2:5。先将小球A轻放入溢水杯中，A漂浮，溢出水30 g；再将小球B轻放入溢水杯中，B也漂浮，再次溢出水100 g；再将小球C轻放入溢水杯中，C沉底，再次溢出水125 g；则A受到的浮力是N，B的质量是g，C的密度是kg/m³。

18. 0.5 100 2×10³
【点拨】本题考查阿基米德原理、物体的浮沉条件以及密度公式的综合应用。依据体积相同的条件,结合C沉底时排开水的体积等于小球体积,计算C的密度。
【解析】将小球B轻放入溢水杯中,B也漂浮,再次溢出水100 g,根据F浮=G_B=G排,结合G=mg可知m_B=m_B排=100 g;m_A=1/2 m_B=1/2×100 g=50 g,且A漂浮在水面上,所以F浮A=G_A=50×10⁻³ kg×10 N/kg=0.5 N;再将小球C轻放入溢水杯中,C沉底,再次溢出水125 g,则V_C=V水=m水/ρ水=125 g/1 g/cm³=125 cm³,C的质量m_C=5/2 m_B=2.5×100 g=250 g,根据密度公式可知ρ_C=m_C/V_C=250 g/125 cm³=2 g/cm³=2×10³ kg/m³。

【分析】
要解决本题，需结合物体浮沉条件和阿基米德原理：①漂浮的物体所受浮力等于自身重力，因此排开液体的质量等于物体质量，可据此先求B的质量；②根据A、B的质量比，求出A的质量，再计算A的浮力；③C沉底时，排开水的体积等于C的体积，结合C的质量，利用密度公式计算C的密度。
【解析】
1. 求B的质量：小球B漂浮，根据浮沉条件，浮力等于重力，即$F_{浮B}=G_B$，结合阿基米德原理$F_{浮B}=G_{排B}$，可得$G_B=G_{排B}$，故$m_B=m_{排B}=100g$；
2. 求A的浮力：已知A、B质量比为1:2，因此$m_A=\frac{1}{2}m_B=\frac{1}{2}×100g=50g$，A漂浮，浮力等于重力，$F_{浮A}=G_A=m_A g=50×10^{-3}kg×10N/kg=0.5N$；
3. 求C的密度：小球C沉底，排开水的体积等于C的体积，$V_C=V_{排C}=\frac{m_{排C}}{\rho_{水}}=\frac{125g}{1g/cm³}=125cm³$；C的质量$m_C=\frac{5}{2}m_B=\frac{5}{2}×100g=250g$，根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，得$\rho_C=\frac{m_C}{V_C}=\frac{250g}{125cm³}=2g/cm³=2×10³kg/m³$。
【答案】
0.5；100；2×10³
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件、密度计算
【点评】
本题综合考查浮力与密度的相关知识，需灵活运用浮沉条件和阿基米德原理，结合质量、体积的比例关系进行计算，是浮力部分的典型综合题。
【难度系数】
0.5

19. 一个空心铝球质量为 540 g,体积为 600 cm³,将它浸没在水中释放,静止时它受到的浮力是N,空心部分体积是m³,要使铝球悬浮在水中,需在其下方用细绳悬挂一个密度为 $5 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3$ 的实心物体,则该物体的重力是N。($\rho_{\mathrm{铝}} = 2.7 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3$)

19. 5.4 4×10⁻⁴ 0.75
【点拨】本题考查阿基米德原理、物体的浮沉条件、密度公式的综合应用,涉及空心物体的体积计算、悬浮条件分析。
【解析】一个空心铝球质量为540 g,重力为G=mg=0.54 kg×10 N/kg=5.4 N,体积为600 cm³,将它浸没在水中释放,全部浸没时所受的浮力F浮=ρ水gV排=1×10³ kg/m³×10 N/kg×600×10⁻⁶ m³=6 N＞G,故静止时它受到的浮力F'浮=G=5.4 N;根据密度公式可知实心部分的体积V实=m/ρ铝=540 g/2.7 g/cm³=200 cm³,空心部分体积V空=V-V实=600 cm³-200 cm³=400 cm³=4×10⁻⁴ m³;要使铝球悬浮在水中,需在其下方用细绳悬挂一个密度为5×10³ kg/m³的实心物体,此时实心物体和铝球的总重力G总=F浮,即G铝+G实=F浮+F浮实,5.4 N +5×10³ kg/m³×10 N/kg×V物=6 N +1×10³ kg/m³×10 N/kg×V物,解得V物=1.5×10⁻⁵ m³,该物体的重力G实=5×10³ kg/m³×10 N/kg×1.5×10⁻⁵ m³=0.75 N。

【分析】
先判断空心铝球浸没在水中的浮沉状态，通过比较重力与浸没时的浮力确定静止浮力；再利用密度公式计算铝的实心体积，总体积减去实心体积得空心体积；最后根据悬浮条件（总重力等于总浮力），结合阿基米德原理列方程求解悬挂物体的重力，解题时需注意单位统一。
【解析】
1. 计算空心铝球静止时的浮力：
铝球质量$ m = 540\ \mathrm{g} = 0.54\ \mathrm{kg} $，重力$ G = mg = 0.54\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 5.4\ \mathrm{N} $；
浸没时排开水的体积$ V_{\mathrm{排}} = V_{\mathrm{球}} = 600\ \mathrm{cm}^3 = 6 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^3 $，全部浸没时浮力$ F_{\mathrm{浮全}} = \rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}} = 1 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 6 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^3 = 6\ \mathrm{N} $；
因$ F_{\mathrm{浮全}} ＞ G $，铝球静止时漂浮，浮力等于重力，即$ F_{\mathrm{浮}} = G = 5.4\ \mathrm{N} $。
2. 计算空心部分体积：
铝的实心体积$ V_{\mathrm{实}} = \frac{m}{\rho_{\mathrm{铝}}} = \frac{540\ \mathrm{g}}{2.7\ \mathrm{g/cm}^3} = 200\ \mathrm{cm}^3 $；
空心体积$ V_{\mathrm{空}} = V_{\mathrm{球}} - V_{\mathrm{实}} = 600\ \mathrm{cm}^3 - 200\ \mathrm{cm}^3 = 400\ \mathrm{cm}^3 = 4 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^3 $。
3. 计算悬挂物体的重力：
设悬挂物体体积为$ V_{\mathrm{物}} $，悬浮时总重力等于总浮力，即$ G_{\mathrm{铝}} + G_{\mathrm{物}} = F_{\mathrm{浮铝}} + F_{\mathrm{浮物}} $；
代入公式得：$ 5.4\ \mathrm{N} + \rho_{\mathrm{物}}gV_{\mathrm{物}} = \rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{球}} + \rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{物}} $；
代入$ \rho_{\mathrm{物}} = 5 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 $、$ \rho_{\mathrm{水}} = 1 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 $，解得$ V_{\mathrm{物}} = 1.5 × 10^{-5}\ \mathrm{m}^3 $；
物体重力$ G_{\mathrm{物}} = \rho_{\mathrm{物}}gV_{\mathrm{物}} = 5 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 1.5 × 10^{-5}\ \mathrm{m}^3 = 0.75\ \mathrm{N} $。
【答案】5.4；4×10⁻⁴；0.75
【知识点】阿基米德原理、物体浮沉条件、密度公式
【点评】本题综合考查密度、阿基米德原理及浮沉条件的应用，需正确判断浮沉状态，注意单位换算，悬浮时将铝球与悬挂物体视为整体分析受力，难度适中，需细心处理各物理量的转换。
【难度系数】0.5