1[2025浙江宁波期末,中]用如图所示的实验装置验证阿基米德原理。当物体浸入装满水的溢水杯中时,水会流入空桶,回答下列问题。

(1)根据图中数据可知,物体浸没在水中时受到的浮力为N。
(2)如果实验前溢水杯未装满水,则实验测得的排开水的重力将会(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)若用酒精代替水进行实验,则$F_3$的大小将变为N。(已知$\rho_{酒精}=0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,g取10 N/kg)

(1) 0.5 N
(2) 偏小
(3) 1.6 N
【解析】(1) 由题左图知物体的重力 $G=F_1=2\ \mathrm{N}$,由题右图知,物体浸没在水中时弹簧测力计的示数 $F_3=1.5\ \mathrm{N}$,故物体浸没在水中时受到的浮力 $F_{\mathrm{浮}}=G-F_3=2\ \mathrm{N}-1.5\ \mathrm{N}=0.5\ \mathrm{N}$。
(2) 实验前若溢水杯未装满水,则物体浸没在水中时溢出到桶中的水会变少,即实验测得的排开水的重力会偏小。
(3) 根据 $F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排水}}$ 可知物体的体积 $V=V_{\mathrm{排水}}=\frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\frac{0.5\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=5×10^{-5}\ \mathrm{m}^3$,则物体浸没在酒精中时受到的浮力 $F'_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{酒精}}gV_{\mathrm{排}}=\rho_{\mathrm{酒精}}gV=0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×5×10^{-5}\ \mathrm{m}^3=0.4\ \mathrm{N}$,所以若用酒精代替水进行实验,则 $F_3$ 的大小将变为 $F'_3=G-F'_{\mathrm{浮}}=2\ \mathrm{N}-0.4\ \mathrm{N}=1.6\ \mathrm{N}$。

2[2025浙江诸暨质检]如图所示,有一个重力为$G$的长方体浸没在液体中,其受到的浮力为$F_{浮}$,液体对长方体向下和向上的压力分别为$F_1$和$F_2$,下列说法不正确的是 ()


A.长方体所有表面都受到液体压力
B.长方体相对的侧面所受液体的压力相互平衡
C.$F_1$、$F_2$和$F_{浮}$的大小关系是$F_1 - F_2 = F_{浮}$
D.若长方体浸没于更深的位置,与图示位置相比,$F_1$、$F_2$之差不变

C
【解析】因为液体内部向各个方向都有压强,所以浸没在液体中的长方体所有表面都受到液体的压力,故A正确。根据同一液体相同深度处向各个方向的压强相等可知,长方体两个相对的侧面,面积相等,相同深度处所受液体的压强相等,故所受压力相等,且方向相反、作用在同一条直线上、均作用在长方体上,所以是一对平衡力,故B正确。根据浮力产生的原因可知,浮力等于液体对物体上、下表面的压力差,长方体受到的浮力为 $F_{\mathrm{浮}}=F_2-F_1$,故C错误。若长方体浸没于更深的位置,因为上、下表面所处的深度差不变,所以受到的压强差不变,又因为受力面积不变,所以受到的压力差不变,即 $F_1$、$F_2$ 之差不变,故D正确。故选 C。
关键点拨
浮力产生的实质是:液体对物体上、下表面的压力不同,上、下表面的压力差即为浮力。

3[2026浙江杭州期末,中]如图甲所示,用弹簧测力计将一长方体物体从装有水的杯子中匀速拉出,物体的底面积为20 cm²,杯子的底面积为100 cm²,拉力随时间的变化关系如图乙所示(g取10 N/kg)。则下列说法正确的是 ()


A.该物体的质量为0.3 kg
B.当物体有一半露出水面时,受到的浮力为2 N
C.该物体上表面离开水面到物体整个露出水面用时1 s
D.该物体的体积为$4×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$

C
【解析】由题图乙可知,$t=3\ \mathrm{s}$后物体全部离开水中,此时弹簧测力计的示数等于物体的重力,则物体的重力 $G=F=5\ \mathrm{N}$,物体的质量为 $m=\frac{G}{g}=\frac{5\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.5\ \mathrm{kg}$,A 错误;由题图乙可知,物体浸没在水中时受到的浮力为 $F_{\mathrm{浮}}=G-F'=5\ \mathrm{N}-3\ \mathrm{N}=2\ \mathrm{N}$,当物体有一半露出水面时,排开液体的体积为浸没时的一半,根据阿基米德原理可知,此时受到的浮力为浸没时受到浮力的一半,即为 1 N,B 错误;由题图乙可知,$t=2\ \mathrm{s}$ 时物体上表面到达水面,$t=3\ \mathrm{s}$ 时物体下表面离开水面,所以该物体上表面离开水面到物体整个露出水面用时 1 s,C 正确;由 $F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{液}}gV_{\mathrm{排}}$ 可知,物体的体积为 $V=V_{\mathrm{排}}=\frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\frac{2\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$,D 错误。
关键点拨
根据阿基米德原理判断浮力大小的变化时,要看哪个物理量发生了变化,根据 $F_{\mathrm{浮}}=G_{\mathrm{排}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$,逐一分析进行判断。

4[2026浙江金华期末]如图所示为某新型潜艇，该潜艇的最大下潜深度为700 m。它在海面航行时排水量为9 000吨，此时受到的浮力为N。($g$取10 N/kg，$\rho_{\mathrm{海水}} = 1.0× 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$)

刷易错 小心有坑~

$9×10^7$
【解析】该潜艇在海面航行时的排水量为 9 000 t,即 $m_{\mathrm{排}}=9\ 000\ \mathrm{t}=9×10^6\ \mathrm{kg}$;由阿基米德原理可得其受到的浮力 $F_{\mathrm{浮}}=G_{\mathrm{排}}=m_{\mathrm{排}}g=9×10^6\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=9×10^7\ \mathrm{N}$。

5[2026浙江嘉兴期末,中]如图所示容器中,底部和侧壁分别有木塞a和b,且a、b在水中的体积相等,则（）

A.a受到的浮力大
B.a、b受到的浮力相等
C.只有a受到的浮力为零
D.a、b受到的浮力均为零

C
【解析】根据题图可知,木塞 $a$ 在容器底部,木塞 $a$ 底部不接触水,则木塞 $a$ 底部不受水的压力作用,故木塞 $a$ 不受浮力;木塞 $b$ 在容器侧壁,浸在水中的部分上、下表面受到水的压力差不为零,故木塞 $b$ 受到水的浮力不为零。故选 C。