25.（5分）小丽利用如图所示的器材探究浮力与排开液体的重力的关系：

（1）实验中遗漏了一个重要的步骤是：④测量。
（2）上述四个步骤最合理的操作顺序应该是（填序号）。
（3）根据阿基米德原理，遗漏步骤④中弹簧测力计的示数应该为N。
（4）若实验开始时烧杯中的水没有装满，这样会导致排开液体的重力（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（5）为了避免偶然性，小丽保持其他器材不变，仅换用另一种液体重复上述步骤，若步骤②中弹簧测力计的示数变为3.0 N，则所换液体密度为$\mathrm{kg/m}^3$。

25. (1)小桶的重力 (2)④①②③ (3)0.8 (4)偏小 (5)1.5 ×10³
【点拨】本题考查实验中减小误差的步骤、验证阿基米德原理、密度的测量、阿基米德原理的应用,属于中档实验题。
【解析】(1)阿基米德原理的内容:浸在液体中的物体受到的浮力,其大小等于物体排开液体受到的重力;要验证阿基米德原理就要根据F_浮 = G - F_示测出物体的浮力,再测出排开液体的重力,由实验原理可知,要想测出液体的重力,还需要测出空桶的重力;
(2)在实验步骤中需要考虑实验误差的问题,所以需要先测空桶和物体的重力,即可得到完整实验步骤顺序④①②③;
(3)由图①②可得物体所受浮力F_浮 = G - F_示 =3.6 N -3.2 N=0.4 N,所以物体排开水的重力G_排=0.4 N,而图④中排开水的重力和桶的重力之和G'=1.2 N,则空桶的重力G_桶 = G' - G_浮 =1.2 N -0.4 N=0.8 N;
(4)若实验开始时烧杯中的水没有装满,物体浸没在水中时溢出烧杯的水偏少,排开液体的重力偏小;
(5)同一物体浸没在液体中,排开液体的体积相同,根据阿基米德原理可知:V_排 = F_浮/(ρ_液 g),所以V_排 = F_浮水/(ρ_水 g) = F_浮液/(ρ' g),代入数值得(3.6 N -3.2 N)/(1 ×10³ kg/m³) = (3.6 N -3 N)/ρ',解得:ρ'=1.5 ×10³ kg/m³。

【分析】
要解决这道题，需围绕“探究浮力与排开液体重力的关系（验证阿基米德原理）”的实验思路展开：首先明确实验需测量的物理量，判断遗漏的测量内容；再按“先测空桶、再测物体重力、物体浸没测拉力、最后测桶和排液总重”的逻辑安排合理操作顺序；接着利用称重法计算浮力，结合阿基米德原理推导空桶重力；分析烧杯未装满水时排开液体重力的变化；最后利用排开体积相同，结合阿基米德原理计算液体密度。
【解析】
（1）验证阿基米德原理需要测量物体受到的浮力（$F_浮=G-F_示$）和排开液体的重力（$G_排=G_{总}-G_{桶}$），因此还需测量空小桶的重力，故遗漏步骤是测量小桶的重力。
（2）为减小实验误差，应先测量空小桶的重力，再测量物体的重力，接着将物体浸没在溢水杯中读出弹簧测力计示数，最后测量小桶和排开液体的总重力，故合理顺序为④①②③。
（3）由图①知物体重力$G=3.6\ \mathrm{N}$，图②知物体浸没时拉力$F_示=3.2\ \mathrm{N}$，根据称重法得浮力$F_浮=G-F_示=3.6\ \mathrm{N}-3.2\ \mathrm{N}=0.4\ \mathrm{N}$；根据阿基米德原理，排开液体重力$G_排=F_浮=0.4\ \mathrm{N}$；图③中桶和排开液体总重$G_{总}=1.2\ \mathrm{N}$，因此空桶重力$G_{桶}=G_{总}-G_排=1.2\ \mathrm{N}-0.4\ \mathrm{N}=0.8\ \mathrm{N}$。
（4）若烧杯中的水未装满，物体浸没时溢出的水偏少，即排开液体的重力偏小。
（5）物体在水中的浮力$F_{浮水}=0.4\ \mathrm{N}$，排开体积$V_排=\frac{F_{浮水}}{\rho_水 g}$；在另一种液体中，拉力变为$3.0\ \mathrm{N}$，浮力$F_{浮液}=G-F_示'=3.6\ \mathrm{N}-3.0\ \mathrm{N}=0.6\ \mathrm{N}$，排开体积$V_排=\frac{F_{浮液}}{\rho_液 g}$；因排开体积相同，故$\frac{F_{浮水}}{\rho_水 g}=\frac{F_{浮液}}{\rho_液 g}$，代入数据得：$\frac{0.4\ \mathrm{N}}{1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3}=\frac{0.6\ \mathrm{N}}{\rho_液}$，解得$\rho_液=1.5×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
【答案】
(1)小桶的重力 (2)④①②③ (3)0.8 (4)偏小 (5)$1.5×10^3$
【知识点】
阿基米德原理、浮力计算、密度计算
【点评】
本题是验证阿基米德原理的实验题，考查实验步骤设计、误差分析、公式应用，需掌握称重法测浮力、阿基米德原理的核心内容，属于中档难度的实验探究题。
【难度系数】
0.6

26. (10分)如图所示是某公共厕所的自动冲水装置。浮筒A是棱长为20 cm的正方体,盖片B的面积为80 cm²(盖片B质量、厚度不计),连接A、B的是长为30 cm,体积和质量都不计的硬杆。当供水管流进水箱的水刚好浸没浮筒A时,盖片B被拉开,水通过排水管流出冲洗厕所。
(1)浮筒A浸没时受到的浮力有多大?
(2)当水箱的水刚好浸没浮筒A时,水对盖片B的压力是多少?
(3)浮筒A的质量是多少?

26. 【点拨】本题考查压力、质量、浮力、液体压强的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是对物体受力的分析和水箱中水的深度的计算。
【解析】(1)浮筒A浸没在水中受到的浮力为:F_浮A = ρ_水 g V_排 = ρ_水 g V = ρ_水 g L³ =1 ×10³ kg/m³ ×10 N/kg ×(0.2 m)³=80 N;
(2)盖片B所处的深度为:h=20 cm +30 cm=50 cm=0.5 m,则盖片B所受水的压力为:F_压 = ρ_水 g h S_B =1 ×10³ kg/m³ ×10 N/kg ×0.5 m ×8 ×10⁻³ m²=40 N;
(3)因为盖片B的质量忽略不计,则有F_浮A = m_A g + F_压,所以m_A = (F_浮A - F_压)/g = (80 N -40 N)/10 N/kg =4 kg。

【分析】
解决本题需分三步：①利用阿基米德原理计算浮筒A浸没时的浮力，需先确定浮筒的体积；②计算盖片B处的水深，结合液体压强公式求压强，再由压力与压强的关系求水对盖片B的压力；③对浮筒A进行受力分析，利用平衡条件推导浮筒A的质量，关键是找准深度和受力关系。
【解析】
(1) 浮筒A为正方体，棱长$ L = 20\ \mathrm{cm} = 0.2\ \mathrm{m} $，浸没时排开水的体积等于浮筒体积：$ V_{\mathrm{排}} = V_A = L^3 = (0.2\ \mathrm{m})^3 = 0.008\ \mathrm{m}^3 $。根据阿基米德原理，浮筒A受到的浮力：
$ F_{\mathrm{浮}A} = \rho_{\mathrm{水}} g V_{\mathrm{排}} = 1 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 0.008\ \mathrm{m}^3 = 80\ \mathrm{N} $。
(2) 盖片B处的水深为浮筒棱长与硬杆长度之和：$ h = 20\ \mathrm{cm} + 30\ \mathrm{cm} = 50\ \mathrm{cm} = 0.5\ \mathrm{m} $，盖片B的面积$ S_B = 80\ \mathrm{cm}^2 = 8 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^2 $。水对盖片B的压强：$ p = \rho_{\mathrm{水}} g h = 1 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 0.5\ \mathrm{m} = 5000\ \mathrm{Pa} $，则水对盖片B的压力：
$ F_{\mathrm{压}} = p S_B = 5000\ \mathrm{Pa} × 8 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^2 = 40\ \mathrm{N} $。
(3) 当盖片B刚被拉开时，浮筒A受力平衡，浮力等于自身重力与水对盖片B的压力之和，即$ F_{\mathrm{浮}A} = G_A + F_{\mathrm{压}} $，而$ G_A = m_A g $，因此：
$ m_A = \frac{F_{\mathrm{浮}A} - F_{\mathrm{压}}}{g} = \frac{80\ \mathrm{N} - 40\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}} = 4\ \mathrm{kg} $。
【答案】
(1) $ 80\ \mathrm{N} $；(2) $ 40\ \mathrm{N} $；(3) $ 4\ \mathrm{kg} $
【知识点】
浮力计算、液体压强、受力平衡
【点评】
本题为力学综合应用题，结合阿基米德原理、液体压强公式和受力平衡知识，重点考查学生对深度、体积的计算及受力分析能力，是初中物理的常规题型，需注意单位的统一转换。
【难度系数】
0.5