25.（5分）小明和小红一起做探究杠杆平衡条件的实验。

(1)实验前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于(选填“平衡”或“非平衡”)状态；为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节。
(2)如图乙所示,A位置挂2个钩码,为使杠杆再次水平平衡,应该在B位置挂上个同样的钩码。
(3)如图丙所示,小红在杠杆右侧用弹簧测力计向下拉,当弹簧测力计由竖直方向逐渐向左偏转,杠杆始终保持水平平衡,弹簧测力计的示数将(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)小明同学课后又用筷子制作了一个简易杆秤,如图丁所示,他用拴在O点的轻质细线当提纽,锁当秤砣。当盘中不放物体时,他用一只手提起提纽,另一只手调节秤砣至B点位置时,筷子水平平衡,他测出了一些数据,按预先设计要求标好刻度,下列说法正确的是。
A. 自制杆秤的零刻度线恰好在B点
B. 因杆粗细不均匀,秤的刻度线分布也不均匀
C. 若换质量更小的秤砣可以提高杆秤的测量精确度

第25题图丁
D. 要使该杆秤的测量范围变大,可以换用质量更大的秤砣或将O点适当向右移

25. (1)平衡 左 (2)4 (3)变大 (4)ACD 【点拨】本题考查探究杠杆平衡条件的实验及杆秤应用,涉及杠杆平衡状态、平衡螺母调节以及利用杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$计算力与钩码数,通过力臂变化分析拉力变化、杆秤原理等。
【解析】(1)杠杆处于静止状态,受力平衡,处于平衡状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向左调节;
(2)设一个钩码重为$G$,杠杆一格长度为$L$,根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$,则$F_B=\frac{F_A l_A}{l_B}=\frac{2G× 4L}{2L}=4G$,所以应该在B位置挂上4个同样的钩码;
(3)当弹簧测力计由竖直方向逐渐向左偏转时,杠杆左侧的力和力臂不变,右侧拉力的力臂变小,根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$可知,右侧的拉力变大,即弹簧测力计的示数变大;
(4)A.当盘中不放物体时,调节秤砣至B点位置,筷子水平平衡,则此时B点就是杆秤的零刻度线,故A正确;B.根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$,得$F_A=\frac{F_B}{l_A}l_B$,$\frac{F_B}{l_A}$一定,所以$F_A$与$l_B$成正比,所以刻度线分布均匀,与杆的粗细是否均匀无关,故B错误;C.换质量更小的秤砣,会使动力变小,在阻力和阻力臂变化相同时,动力臂变化更明显,测量精确度提高,故C正确;D.根据杠杆平衡条件,要使杆秤的测量范围变大,可以换用质量更大的秤砣或将O点适当向右移(减小阻力臂),故D正确。

【分析】
本题围绕杠杆平衡条件的实验及应用展开，分四小问逐步拆解思路：
1. 第(1)问：杠杆平衡状态的判断依据是静止或匀速转动，结合图甲中杠杆的状态判断；调节杠杆水平平衡时，平衡螺母向杠杆偏高的一侧调节，据此确定调节方向。
2. 第(2)问：利用杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，设定钩码重力和杠杆每格长度，代入A点的力和力臂，结合B点的力臂计算所需钩码数量。
3. 第(3)问：弹簧测力计偏转时，拉力的力臂会变小，左侧阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件分析拉力的变化。
4. 第(4)问：结合杠杆平衡条件，逐一分析杆秤各选项的对错，明确零刻度线、刻度均匀性、秤砣对精确度和测量范围的影响。
【解析】
(1) 杠杆的平衡状态是指杠杆静止或匀速转动，图甲中杠杆静止，因此处于平衡状态；为使杠杆在水平位置平衡，需将平衡螺母向杠杆偏高的一侧调节，甲图杠杆左侧偏高，故平衡螺母向左调节。
(2) 设一个钩码重为$G$，杠杆一格长度为$L$，根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，A点的力$F_A=2G$，力臂$l_A=4L$，B点力臂$l_B=2L$，则$F_B=\frac{F_A l_A}{l_B}=\frac{2G×4L}{2L}=4G$，因此B位置需挂4个同样的钩码。
(3) 当弹簧测力计由竖直方向逐渐向左偏转时，拉力的力臂变小，而左侧阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，右侧拉力需变大，故弹簧测力计的示数变大。
(4) 对各选项分析：
A. 盘中不放物体时，调节秤砣至B点杠杆平衡，因此B点为杆秤的零刻度线，A正确；
B. 由杠杆平衡条件得$F_{物}=\frac{F_{秤砣}}{l_{提纽到秤砣}}×l_{提纽到物体}$，$\frac{F_{秤砣}}{l_{提纽到秤砣}}$为定值，故$F_{物}$与$l_{提纽到物体}$成正比，刻度线分布均匀，与杆的粗细无关，B错误；
C. 换质量更小的秤砣，相同物体对应的秤砣力臂变化更明显，测量精确度提高，C正确；
D. 换用质量更大的秤砣或减小阻力臂（O点右移），可增大杆秤的测量范围，D正确。因此选ACD。
【答案】
(1)平衡；左 (2)4 (3)变大 (4)ACD
【知识点】
杠杆平衡条件、杠杆的应用
【点评】
本题考查探究杠杆平衡条件的实验操作及杠杆平衡条件在杆秤中的应用，需学生掌握杠杆平衡状态的判断、平衡螺母的调节方法，能利用杠杆平衡条件分析力与力臂的变化关系，以及杆秤的原理分析，注重对公式的灵活运用，是初中物理力学的重点考点。
【难度系数】
0.6

26. (8分)如图所示是小颖探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情景。

(1)圆柱体的质量为g。
(2)比较图A、D、E中的数据可知,物体在液体中受到的浮力与有关。
(3)C图中圆柱体受到的浮力为N,请在图中画出该力的示意图。
(4)若圆柱体为实心的,则该圆柱体的材料密度为$\mathrm{kg/m}^3$。
(5)F图中液体的密度$\rho_{\mathrm{液}} = \_\_\_\_\_\_\mathrm{kg/m}^3$。
(6)C图和D图中圆柱体下表面受到液体的压力之差可能是(选填“0.1 N”“0.2 N”或“0.3 N”)。

26. (1)200 (2)液体密度 (3)0.6 如图所示 (4)$2.5× 10^3$ (5)$0.875× 10^3$ (6)0.3 N 【点拨】本题考查探究浮力的大小与哪些因素有关的实验,涉及利用重力公式、称重法测浮力($F_浮=G-F$)、阿基米德原理($F_浮=\rho_液gV_排$),计算质量、密度以及分析浮力与密度、深度的关系及压力差的范围。
【解析】(1)由图A知$G=2.0\ \mathrm{N}$,则圆柱体的质量$m=\frac{G}{g}=\frac{2.0\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.2\ \mathrm{kg}=200\ \mathrm{g}$;
(2)图D、E中,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计示数不同,结合图A可得,物体受到的浮力不同,所以物体在液体中受到的浮力与液体密度有关;
(3)由称重法得,C图中物体受到的浮力$F_浮=G-F_C=2.0\ \mathrm{N}-1.4\ \mathrm{N}=0.6\ \mathrm{N}$;浮力的方向是竖直向上的,用符号$F_浮$表示,并标注浮力的大小,如图所示:;
(4)由图A、D知圆柱体完全浸没在水中时$F_{浮水}=G-F_D=2.0\ \mathrm{N}-1.2\ \mathrm{N}=0.8\ \mathrm{N}$,根据$F_浮=\rho_液gV_排$,可得$V=V_排=\frac{F_{浮水}}{\rho_水g}=\frac{0.8\ \mathrm{N}}{1.0× 10^3\ \mathrm{kg/m^3}× 10\ \mathrm{N/kg}}=8× 10^{-5}\ \mathrm{m^3}$,圆柱体的质量$m=0.2\ \mathrm{kg}$,则圆柱体的密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.2\ \mathrm{kg}}{8× 10^{-5}\ \mathrm{m^3}}=2.5× 10^3\ \mathrm{kg/m^3}$;
(5)由图A、F知圆柱体在待测液体中受到的浮力$F_{浮F}=G-F_F=2.0\ \mathrm{N}-1.3\ \mathrm{N}=0.7\ \mathrm{N}$,根据$F_浮=\rho_液gV_排$可得,待测液体的密度$\rho_液=\frac{F_{浮F}}{gV_排}=\frac{0.7\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}× 8× 10^{-5}\ \mathrm{m^3}}=0.875× 10^3\ \mathrm{kg/m^3}$;
(6)根据浮力产生的原因,浮力等于物体上下表面受到的压力差,则$F_{浮C}=F_{下C}-0=F_{下C}=0.6\ \mathrm{N}$,$F_{浮D}=F_{下D}-F_{上D}=0.8\ \mathrm{N}$,则$F_{下D}-F_{上D}-F_{下C}=0.2\ \mathrm{N}$,整理得:$F_{下D}-F_{下C}=0.2\ \mathrm{N}+F_{上D}＞0.2\ \mathrm{N}$,所以C图和D图中圆柱体下表面受到液体的压力之差可能是0.3 N。

【分析】
本题是探究浮力大小影响因素的实验题，解题思路如下：
1. 求圆柱体质量：先由图A得圆柱体重力，利用重力公式$G=mg$计算质量，再转换单位；
2. 探究浮力与液体密度的关系：用控制变量法，对比A、D、E，控制排开体积相同，改变液体密度，观察浮力变化得出结论；
3. 计算C图浮力：用称重法$F_浮=G-F_拉$，按力的示意图要求画出竖直向上的浮力；
4. 计算圆柱体密度：由A、D得完全浸没时的浮力，用阿基米德原理算体积，结合质量求密度；
5. 计算F图液体密度：用称重法算F图浮力，因排开体积与D图相同，代入阿基米德原理算液体密度；
6. 分析下表面压力差：根据浮力产生的原因（浮力为上下表面压力差），结合C、D图浮力分析压力差范围，选出答案。
【解析】
(1) 由图A知圆柱体重力$G=2.0\ \mathrm{N}$，根据$G=mg$，得质量$m=\frac{G}{g}=\frac{2.0\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.2\ \mathrm{kg}=200\ \mathrm{g}$；
(2) 图D、E中，圆柱体排开液体体积相同，液体密度不同，弹簧测力计示数不同，由称重法知浮力不同，故浮力与液体密度有关；
(3) C图中，根据称重法，浮力$F_{浮C}=G-F_C=2.0\ \mathrm{N}-1.4\ \mathrm{N}=0.6\ \mathrm{N}$；浮力方向竖直向上，作用点在圆柱体重心，示意图标注$F_{浮}=0.6\ \mathrm{N}$；
(4) 由A、D知，圆柱体完全浸没在水中的浮力$F_{浮水}=G-F_D=2.0\ \mathrm{N}-1.2\ \mathrm{N}=0.8\ \mathrm{N}$，根据阿基米德原理$F_浮=\rho_液gV_排$，得体积$V=V_排=\frac{F_{浮水}}{\rho_水g}=\frac{0.8\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}}=8×10^{-5}\ \mathrm{m^3}$，圆柱体密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.2\ \mathrm{kg}}{8×10^{-5}\ \mathrm{m^3}}=2.5×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$；
(5) F图中，圆柱体在待测液体中的浮力$F_{浮F}=G-F_F=2.0\ \mathrm{N}-1.3\ \mathrm{N}=0.7\ \mathrm{N}$，排开体积与D图相同，故液体密度$\rho_液=\frac{F_{浮F}}{gV_排}=\frac{0.7\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}×8×10^{-5}\ \mathrm{m^3}}=0.875×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$；
(6) 根据浮力产生原因$F_浮=F_下-F_上$，C图中$F_{浮C}=F_{下C}=0.6\ \mathrm{N}$，D图中$F_{浮D}=F_{下D}-F_{上D}=0.8\ \mathrm{N}$，两式相减得$F_{下D}-F_{下C}=0.2\ \mathrm{N}+F_{上D}$，因$F_{上D}＞0$，故压力差大于0.2N，选0.3N。
【答案】
(1)200
(2)液体密度
(3)0.6；（力的示意图：竖直向上，标注$F_{浮}=0.6\ \mathrm{N}$，对应图id=1）
(4)$2.5×10^3$
(5)$0.875×10^3$
(6)0.3 N
【知识点】
浮力、阿基米德原理、密度计算
【点评】
本题为探究浮力影响因素的实验综合题，综合考查称重法测浮力、阿基米德原理、密度计算及浮力产生的原因，需熟练运用控制变量法和相关公式，是力学重点题型。
【难度系数】
0.6