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19. (3分)辽宁号航母满载时排水量是67 000 t,吃水深度(海面到船底的距离)为10 m,海水的密度为$1× 10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$,该航母在海上满载航行时受到的浮力是
$6.7×10^8$
N,此时航母底部受到海水的压强为$1.0×10^5$
Pa;如果航母上部分飞机起飞离开航母,航母受到的浮力将变小
(选填“变大”“变小”或“不变”)。答案
19. $6.7×10^8$ $1.0×10^5$ 变小
【点拨】本题考查物体浮沉条件的应用,利用阿基米德原理计算浮力,液体压强公式的简单应用。
【解析】航母满载时排水量是67 000 t,则该航母在海上满载航行时受到的浮力是 $F_浮 = G_排 = m_排 g = 67\ 000 × 10^3\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 6.7 × 10^8\ \mathrm{N}$;此时航母底部受到海水的压强为 $p = \rho g h = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 10\ \mathrm{m} = 1.0 × 10^5\ \mathrm{Pa}$;航母上部分飞机起飞离开航母,航母的总重力变小,航母受到的浮力将变小。
【点拨】本题考查物体浮沉条件的应用,利用阿基米德原理计算浮力,液体压强公式的简单应用。
【解析】航母满载时排水量是67 000 t,则该航母在海上满载航行时受到的浮力是 $F_浮 = G_排 = m_排 g = 67\ 000 × 10^3\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 6.7 × 10^8\ \mathrm{N}$;此时航母底部受到海水的压强为 $p = \rho g h = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 10\ \mathrm{m} = 1.0 × 10^5\ \mathrm{Pa}$;航母上部分飞机起飞离开航母,航母的总重力变小,航母受到的浮力将变小。
解析
【分析】
解决本题需分三步思考：1. 求航母满载时的浮力，利用阿基米德原理，漂浮物体的浮力等于排开海水的重力，已知排水量（排开海水的质量），代入公式计算；2. 求航母底部的海水压强，直接应用液体压强公式，代入海水密度、g、吃水深度计算；3. 判断飞机起飞后浮力的变化，根据漂浮条件，浮力等于航母总重力，飞机起飞后总重力减小，据此判断浮力变化。
【解析】
1. 计算满载时的浮力：根据阿基米德原理，漂浮物体受到的浮力等于排开液体的重力，即$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$。已知排水量$m_{排}=67000t=67000×10^3kg=6.7×10^7kg$，取$g=10N/kg$，则$F_{浮}=6.7×10^7kg×10N/kg=6.7×10^8N$。
2. 计算航母底部的海水压强：根据液体压强公式$p=ρgh$，代入$ρ=1×10^3kg/m^3$，$g=10N/kg$，$h=10m$，得$p=1×10^3kg/m^3×10N/kg×10m=1.0×10^5Pa$。
3. 判断浮力变化：航母始终漂浮，浮力等于自身总重力（$F_{浮}=G_{总}$）。飞机起飞后，航母总重力变小，因此浮力变小。
【答案】
$6.7×10^8$；$1.0×10^5$；变小
【知识点】
阿基米德原理；液体压强计算；物体浮沉条件
【点评】
本题考查浮力与液体压强的基础计算，结合漂浮规律判断浮力变化，属于力学基础题，考查学生对核心公式和规律的掌握程度。
【难度系数】
0.8
解决本题需分三步思考：1. 求航母满载时的浮力，利用阿基米德原理，漂浮物体的浮力等于排开海水的重力，已知排水量（排开海水的质量），代入公式计算；2. 求航母底部的海水压强，直接应用液体压强公式，代入海水密度、g、吃水深度计算；3. 判断飞机起飞后浮力的变化，根据漂浮条件，浮力等于航母总重力，飞机起飞后总重力减小，据此判断浮力变化。
【解析】
1. 计算满载时的浮力：根据阿基米德原理，漂浮物体受到的浮力等于排开液体的重力，即$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$。已知排水量$m_{排}=67000t=67000×10^3kg=6.7×10^7kg$，取$g=10N/kg$，则$F_{浮}=6.7×10^7kg×10N/kg=6.7×10^8N$。
2. 计算航母底部的海水压强：根据液体压强公式$p=ρgh$，代入$ρ=1×10^3kg/m^3$，$g=10N/kg$，$h=10m$，得$p=1×10^3kg/m^3×10N/kg×10m=1.0×10^5Pa$。
3. 判断浮力变化：航母始终漂浮，浮力等于自身总重力（$F_{浮}=G_{总}$）。飞机起飞后，航母总重力变小，因此浮力变小。
【答案】
$6.7×10^8$；$1.0×10^5$；变小
【知识点】
阿基米德原理；液体压强计算；物体浮沉条件
【点评】
本题考查浮力与液体压强的基础计算，结合漂浮规律判断浮力变化，属于力学基础题，考查学生对核心公式和规律的掌握程度。
【难度系数】
0.8
20.（3分）如图所示，在冰壶比赛中，运动员将冰壶掷出后，冰壶在水平冰面上向前滑动，刷冰运动员紧捏刷把，用力刷冰，这是通过增大刷子与冰面间的压力来
增大
（选填“增大”或“减小”）摩擦；冰壶向前滑动时，其运动状态改变
（选填“改变”或“不改变”），冰面对冰壶的支持力对冰壶不做功
（选填“做功”或“不做功”）。答案
20. 增大 改变 不做功
【点拨】本题考查力可以改变物体的运动状态,增大摩擦的方法及生活中的实例,力做功的必要条件。
【解析】用力刷冰,可以增大刷子与冰面之间的压力,从而增大摩擦;在冰壶比赛中,运动员将冰壶掷出后,冰壶向前滑动过程中会受到阻力,运动的速度会发生改变,即冰壶的运动状态会改变;冰壶在水平冰面上滑行过程中,冰壶受到水平冰面的支持力的方向竖直向上,冰壶在力的方向上没有移动距离,不满足做功的条件,支持力不做功。
【点拨】本题考查力可以改变物体的运动状态,增大摩擦的方法及生活中的实例,力做功的必要条件。
【解析】用力刷冰,可以增大刷子与冰面之间的压力,从而增大摩擦;在冰壶比赛中,运动员将冰壶掷出后,冰壶向前滑动过程中会受到阻力,运动的速度会发生改变,即冰壶的运动状态会改变;冰壶在水平冰面上滑行过程中,冰壶受到水平冰面的支持力的方向竖直向上,冰壶在力的方向上没有移动距离,不满足做功的条件,支持力不做功。
解析
【分析】
首先回忆增大滑动摩擦力的方法：当接触面粗糙程度不变时，增大压力可增大摩擦；其次明确运动状态改变的判断依据：速度大小或运动方向发生变化即为运动状态改变；最后掌握做功的两个必要条件：作用在物体上的力、物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。结合冰壶运动的场景逐一分析即可。
【解析】
1. 增大摩擦：滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关，刷冰时增大了刷子与冰面间的压力，接触面粗糙程度不变，因此是通过增大压力来增大摩擦；
2. 运动状态：冰壶向前滑动时受阻力作用，速度逐渐减小，速度大小发生变化，所以运动状态改变；
3. 做功判断：冰面对冰壶的支持力方向竖直向上，冰壶的运动方向为水平向前，冰壶在支持力的方向上没有移动距离，不满足做功的两个必要条件，因此支持力不做功。
【答案】
增大；改变；不做功
【知识点】
增大摩擦的方法；运动状态的改变；做功的必要条件
【点评】
本题结合冰壶比赛的实际场景，考查力学基础知识点，侧重对基本概念的理解与应用，难度较低。
【难度系数】
0.7
首先回忆增大滑动摩擦力的方法：当接触面粗糙程度不变时，增大压力可增大摩擦；其次明确运动状态改变的判断依据：速度大小或运动方向发生变化即为运动状态改变；最后掌握做功的两个必要条件：作用在物体上的力、物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。结合冰壶运动的场景逐一分析即可。
【解析】
1. 增大摩擦：滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关，刷冰时增大了刷子与冰面间的压力，接触面粗糙程度不变，因此是通过增大压力来增大摩擦；
2. 运动状态：冰壶向前滑动时受阻力作用，速度逐渐减小，速度大小发生变化，所以运动状态改变；
3. 做功判断：冰面对冰壶的支持力方向竖直向上，冰壶的运动方向为水平向前，冰壶在支持力的方向上没有移动距离，不满足做功的两个必要条件，因此支持力不做功。
【答案】
增大；改变；不做功
【知识点】
增大摩擦的方法；运动状态的改变；做功的必要条件
【点评】
本题结合冰壶比赛的实际场景，考查力学基础知识点，侧重对基本概念的理解与应用，难度较低。
【难度系数】
0.7
21. (3分)搬运砖头的独轮车,车体和砖头所受的总重力$ G $为1 200 N,独轮车的有关尺寸如图所示。该独轮车是一个
省力
(选填“省力”或“费力”)杠杆;抬起车把手时,人手竖直向上的力$ F $应为360
N;若要更省力,人手应向后方
(选填“前方”或“后方”)移动。答案
21. 省力 360 后方
【点拨】本题考查运用杠杆平衡原理进行计算,杠杆的动态平衡分析。
【解析】独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;根据杠杆平衡原理 $F_1 l_1 = F_2 l_2$ 得 $Fl_1 = Gl_2$,代入数据为 $F × 1\ \mathrm{m} = 1\ 200\ \mathrm{N} × 0.3\ \mathrm{m}$,解得:$F=360\ \mathrm{N}$;若要更省力,在阻力和阻力臂不变的情况下,根据杠杆的平衡条件可知,需要增大动力臂,所以人手应该向后方移动。
【点拨】本题考查运用杠杆平衡原理进行计算,杠杆的动态平衡分析。
【解析】独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;根据杠杆平衡原理 $F_1 l_1 = F_2 l_2$ 得 $Fl_1 = Gl_2$,代入数据为 $F × 1\ \mathrm{m} = 1\ 200\ \mathrm{N} × 0.3\ \mathrm{m}$,解得:$F=360\ \mathrm{N}$;若要更省力,在阻力和阻力臂不变的情况下,根据杠杆的平衡条件可知,需要增大动力臂,所以人手应该向后方移动。
解析
【分析】
要解决这道题，需分三步思考：第一步，判断杠杆类型，先确定独轮车的支点、动力臂和阻力臂，比较两者大小即可判断省力/费力；第二步，利用杠杆平衡条件计算人手的力F；第三步，根据杠杆平衡原理，分析更省力时人手的移动方向。
【解析】
1. 判断杠杆类型：独轮车的支点为车轮轴，抬起车把手时，动力臂（人手到支点的距离）$ l_1=1\ \mathrm{m} $，阻力臂（总重力作用线到支点的距离）$ l_2=0.3\ \mathrm{m} $，因$ l_1＞l_2 $，所以该独轮车是省力杠杆。
2. 计算力F：根据杠杆平衡条件$ F_1 l_1 = F_2 l_2 $，代入数据得$ F × 1\ \mathrm{m} = 1200\ \mathrm{N} × 0.3\ \mathrm{m} $，解得$ F=360\ \mathrm{N} $。
3. 省力方向分析：阻力和阻力臂不变时，根据杠杆平衡条件，增大动力臂可省力，因此人手应向动力臂更长的后方移动。
【答案】
省力；360；后方
【知识点】
杠杆平衡条件、杠杆的分类
【点评】
本题结合生活中的独轮车考查杠杆相关知识，将物理理论与实际应用结合，难度适中，重点考查学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用能力。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需分三步思考：第一步，判断杠杆类型，先确定独轮车的支点、动力臂和阻力臂，比较两者大小即可判断省力/费力；第二步，利用杠杆平衡条件计算人手的力F；第三步，根据杠杆平衡原理，分析更省力时人手的移动方向。
【解析】
1. 判断杠杆类型：独轮车的支点为车轮轴，抬起车把手时，动力臂（人手到支点的距离）$ l_1=1\ \mathrm{m} $，阻力臂（总重力作用线到支点的距离）$ l_2=0.3\ \mathrm{m} $，因$ l_1＞l_2 $，所以该独轮车是省力杠杆。
2. 计算力F：根据杠杆平衡条件$ F_1 l_1 = F_2 l_2 $，代入数据得$ F × 1\ \mathrm{m} = 1200\ \mathrm{N} × 0.3\ \mathrm{m} $，解得$ F=360\ \mathrm{N} $。
3. 省力方向分析：阻力和阻力臂不变时，根据杠杆平衡条件，增大动力臂可省力，因此人手应向动力臂更长的后方移动。
【答案】
省力；360；后方
【知识点】
杠杆平衡条件、杠杆的分类
【点评】
本题结合生活中的独轮车考查杠杆相关知识，将物理理论与实际应用结合，难度适中，重点考查学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用能力。
【难度系数】
0.7
22.（5分）兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。（细线的质量和体积均忽略不计）
（1）实验中所用物块的重力为
（2）同学们发现溢水杯中未装满水，如图甲所示，这样实验会使测得的溢出水的重力
（3）溢水杯装满水后，将物块浸没在水中，如图乙所示，物块受到的浮力为
（4）继续实验，将物块浸没在装满酒精的溢水杯中，如图丙所示，发现$ F_5 ＞ F_3 $。说明物块受到的浮力大小与
（1）实验中所用物块的重力为
4
N。（2）同学们发现溢水杯中未装满水，如图甲所示，这样实验会使测得的溢出水的重力
偏小
（选填“偏大”或“偏小”）。（3）溢水杯装满水后，将物块浸没在水中，如图乙所示，物块受到的浮力为
1
N。（4）继续实验，将物块浸没在装满酒精的溢水杯中，如图丙所示，发现$ F_5 ＞ F_3 $。说明物块受到的浮力大小与
液体密度
有关，换用酒精再次实验的目的是寻找普遍规律
（选填“减小误差”或“寻找普遍规律”）。答案
22. (1)4 (2)偏小 (3)1 (4)液体密度 寻找普遍规律
【点拨】本题考查验证阿基米德原理实验。
【解析】(1)如图甲所示,弹簧测力计竖直吊着物块,此时弹簧测力计的示数等于物块的重力,即 $G=F_1=4\ \mathrm{N}$;
(2)若溢水杯中未装满水,物体排开的水没有全部流入小桶内,测得的溢出水的重力偏小;
(3)如图乙所示,根据称重法测浮力,则物块受到的浮力为 $F_浮 = G - F_示 = F_1 - F_3 = 4\ \mathrm{N} - 3\ \mathrm{N} = 1\ \mathrm{N}$;
(4)物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现此时的弹簧测力计示数变大,由称重法可知物块受到的浮力变小,说明物块受到的浮力大小与液体的密度有关;换用酒精再次实验的目的是多次测量寻找浸在液体中的物体受到的浮力与它排开液体所受重力之间的普遍规律,避免只用一种液体进行实验得到结论的偶然性。
【点拨】本题考查验证阿基米德原理实验。
【解析】(1)如图甲所示,弹簧测力计竖直吊着物块,此时弹簧测力计的示数等于物块的重力,即 $G=F_1=4\ \mathrm{N}$;
(2)若溢水杯中未装满水,物体排开的水没有全部流入小桶内,测得的溢出水的重力偏小;
(3)如图乙所示,根据称重法测浮力,则物块受到的浮力为 $F_浮 = G - F_示 = F_1 - F_3 = 4\ \mathrm{N} - 3\ \mathrm{N} = 1\ \mathrm{N}$;
(4)物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现此时的弹簧测力计示数变大,由称重法可知物块受到的浮力变小,说明物块受到的浮力大小与液体的密度有关;换用酒精再次实验的目的是多次测量寻找浸在液体中的物体受到的浮力与它排开液体所受重力之间的普遍规律,避免只用一种液体进行实验得到结论的偶然性。
解析
【分析】
要解决这道题，需结合验证阿基米德原理的实验操作和相关知识逐步分析：
1. 求物块重力：甲图中弹簧测力计竖直悬挂物块，静止时示数等于物块重力，直接读取对应力的大小即可；
2. 溢水杯未装满的影响：若溢水杯未装满，物体排开的水无法全部溢出到小桶中，导致测得的溢出水重力偏小；
3. 浸没时的浮力：利用称重法测浮力，浮力等于物块重力减去物块浸没在液体中时弹簧测力计的拉力；
4. 浮力的影响因素和实验目的：对比乙、丙两图，物块排开液体体积相同，液体密度不同，浮力不同，说明浮力与液体密度有关；换用不同液体多次实验是为了避免偶然性，寻找普遍规律。
【解析】
（1）甲图中，弹簧测力计竖直吊着物块，静止时弹簧测力计的示数等于物块的重力，因此物块重力 $ G = F_1 = 4\ \mathrm{N} $；
（2）若溢水杯未装满水，物体排开的水会有一部分留在溢水杯中，无法全部流入小桶，因此测得的溢出水的重力偏小；
（3）根据称重法测浮力，物块浸没在水中时受到的浮力 $ F_{\mathrm{浮}} = G - F_3 = 4\ \mathrm{N} - 3\ \mathrm{N} = 1\ \mathrm{N} $；
（4）乙、丙两图中，物块排开液体的体积相同，液体密度不同，弹簧测力计示数不同，说明物块受到的浮力大小与液体的密度有关；换用酒精再次实验，是为了避免只用一种液体实验的偶然性，寻找普遍规律。
【答案】
(1)4 (2)偏小 (3)1 (4)液体密度；寻找普遍规律
【知识点】
阿基米德原理、称重法测浮力、浮力的影响因素
【点评】
本题围绕验证阿基米德原理的实验展开，考查了实验基础操作、浮力计算、实验结论分析等内容，属于初中物理力学的基础实验题，需掌握实验核心原理和操作要点。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需结合验证阿基米德原理的实验操作和相关知识逐步分析：
1. 求物块重力：甲图中弹簧测力计竖直悬挂物块，静止时示数等于物块重力，直接读取对应力的大小即可；
2. 溢水杯未装满的影响：若溢水杯未装满，物体排开的水无法全部溢出到小桶中，导致测得的溢出水重力偏小；
3. 浸没时的浮力：利用称重法测浮力，浮力等于物块重力减去物块浸没在液体中时弹簧测力计的拉力；
4. 浮力的影响因素和实验目的：对比乙、丙两图，物块排开液体体积相同，液体密度不同，浮力不同，说明浮力与液体密度有关；换用不同液体多次实验是为了避免偶然性，寻找普遍规律。
【解析】
（1）甲图中，弹簧测力计竖直吊着物块，静止时弹簧测力计的示数等于物块的重力，因此物块重力 $ G = F_1 = 4\ \mathrm{N} $；
（2）若溢水杯未装满水，物体排开的水会有一部分留在溢水杯中，无法全部流入小桶，因此测得的溢出水的重力偏小；
（3）根据称重法测浮力，物块浸没在水中时受到的浮力 $ F_{\mathrm{浮}} = G - F_3 = 4\ \mathrm{N} - 3\ \mathrm{N} = 1\ \mathrm{N} $；
（4）乙、丙两图中，物块排开液体的体积相同，液体密度不同，弹簧测力计示数不同，说明物块受到的浮力大小与液体的密度有关；换用酒精再次实验，是为了避免只用一种液体实验的偶然性，寻找普遍规律。
【答案】
(1)4 (2)偏小 (3)1 (4)液体密度；寻找普遍规律
【知识点】
阿基米德原理、称重法测浮力、浮力的影响因素
【点评】
本题围绕验证阿基米德原理的实验展开，考查了实验基础操作、浮力计算、实验结论分析等内容，属于初中物理力学的基础实验题，需掌握实验核心原理和操作要点。
【难度系数】
0.6
