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15. 天体之间相距遥远，天文学中常用“光年”作为
长度
（选填“长度”或“时间”）单位；从微观世界到宇宙，在原子、分子、宇宙、地球、月球中尺度最大的是宇宙
。2023年，我国公布了中国载人登月初步方案，计划2030年前实现登月。已知月球表面重力约为地球表面重力的$\frac{1}{6}$，若返回器将一块在月球上所受重力为3 N的岩石从月球带回地球，岩石所受的重力将变大
（选填“变大”“变小”或“不变”），质量为1.8
kg。答案
15. 长度 宇宙 变大 1.8 【点拨】本题考查长度单位、尺度比较、重力与质量的关系及质量的属性,核心是理解“光年的物理意义”、尺度层级和重力的变化。
【解析】光年是光在真空中一年内通过的距离,光年是天文学中常用的长度单位。宇宙、月球和地球都是宏观物体,原子组成了分子,故尺度最大的是宇宙。月球表面所受重力约为地球表面所受重力的1/6,岩石从月球带回地球,岩石所受的重力将变大,岩石的质量m = G / ( (1/6)g ) = 3 N / ( (1/6)×10 N/kg ) =1.8 kg,返回器将岩石从月球带回地球,位置改变,质量不变,质量为1.8 kg。
【解析】光年是光在真空中一年内通过的距离,光年是天文学中常用的长度单位。宇宙、月球和地球都是宏观物体,原子组成了分子,故尺度最大的是宇宙。月球表面所受重力约为地球表面所受重力的1/6,岩石从月球带回地球,岩石所受的重力将变大,岩石的质量m = G / ( (1/6)g ) = 3 N / ( (1/6)×10 N/kg ) =1.8 kg,返回器将岩石从月球带回地球,位置改变,质量不变,质量为1.8 kg。
解析
【分析】
首先，明确光年的定义：光年是光在真空中一年内通过的距离，属于长度单位而非时间单位；其次，梳理给定物体的尺度层级：原子构成分子，分子组成物质，月球是地球的卫星，地球属于太阳系，太阳系是宇宙的一部分，因此尺度从大到小为宇宙＞地球＞月球＞分子＞原子，最大的是宇宙；接着，重力与位置有关，月球表面重力约为地球的1/6，同一物体在地球重力更大，故从月球带回地球重力变大；最后，质量是物体固有属性，不随位置改变，结合月球重力与地球重力的关系，通过重力公式计算即可得到质量。
【解析】
1. 光年的单位类型：光年是光在真空中一年内传播的距离，是天文学常用的长度单位，故第一空填“长度”；
2. 尺度大小比较：原子组成分子，分子构成物质，月球是地球的卫星，地球属于太阳系，太阳系属于宇宙，因此尺度最大的是宇宙，故第二空填“宇宙”；
3. 重力变化判断：同一物体在月球表面重力约为地球的1/6，将岩石从月球带回地球，所受重力变大，故第三空填“变大”；
4. 质量计算：质量是物体固有属性，不随位置变化。已知岩石在月球上重力$G_月=3N$，且$G_月=\frac{1}{6}G_地$，则岩石在地球上的重力$G_地=6G_月=6×3N=18N$。根据重力公式$G=mg$，取$g=10N/kg$，可得质量$m=\frac{G_地}{g}=\frac{18N}{10N/kg}=1.8kg$，故第四空填“1.8”。
【答案】
长度；宇宙；变大；1.8
【知识点】
长度单位、尺度比较、重力与质量的关系
【点评】
本题考查初中物理基础概念，涵盖长度单位判断、宏观物体尺度排序、重力与质量的区别，核心是理解质量的固有属性及重力随位置的变化，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】
0.6
首先，明确光年的定义：光年是光在真空中一年内通过的距离，属于长度单位而非时间单位；其次，梳理给定物体的尺度层级：原子构成分子，分子组成物质，月球是地球的卫星，地球属于太阳系，太阳系是宇宙的一部分，因此尺度从大到小为宇宙＞地球＞月球＞分子＞原子，最大的是宇宙；接着，重力与位置有关，月球表面重力约为地球的1/6，同一物体在地球重力更大，故从月球带回地球重力变大；最后，质量是物体固有属性，不随位置改变，结合月球重力与地球重力的关系，通过重力公式计算即可得到质量。
【解析】
1. 光年的单位类型：光年是光在真空中一年内传播的距离，是天文学常用的长度单位，故第一空填“长度”；
2. 尺度大小比较：原子组成分子，分子构成物质，月球是地球的卫星，地球属于太阳系，太阳系属于宇宙，因此尺度最大的是宇宙，故第二空填“宇宙”；
3. 重力变化判断：同一物体在月球表面重力约为地球的1/6，将岩石从月球带回地球，所受重力变大，故第三空填“变大”；
4. 质量计算：质量是物体固有属性，不随位置变化。已知岩石在月球上重力$G_月=3N$，且$G_月=\frac{1}{6}G_地$，则岩石在地球上的重力$G_地=6G_月=6×3N=18N$。根据重力公式$G=mg$，取$g=10N/kg$，可得质量$m=\frac{G_地}{g}=\frac{18N}{10N/kg}=1.8kg$，故第四空填“1.8”。
【答案】
长度；宇宙；变大；1.8
【知识点】
长度单位、尺度比较、重力与质量的关系
【点评】
本题考查初中物理基础概念，涵盖长度单位判断、宏观物体尺度排序、重力与质量的区别，核心是理解质量的固有属性及重力随位置的变化，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】
0.6
16. “香蕉球”又称“弧线球”，指足球运动员运用脚法踢球的恰当位置后，球在空中向前以弧线运行的踢球技术。从力的三要素分析，“恰当位置”指力的
作用点
；运动员踢球的瞬间，球的表面会有一些凹陷，这说明力可以改变物体的形状
，这个力是由于脚
（选填“足球”或“脚”）的形变产生的；守门员扑出了球，说明力是使物体运动状态改变
的原因。答案
16. 作用点 形状 脚 运动状态改变 【点拨】本题考查力的三要素、力的作用效果、弹力的产生,核心是理解力的基本概念在足球运动中的应用。
【解析】踢“香蕉球”时的“恰当位置”,是指力的作用点。运动员踢球瞬间,球的表面会有一些凹陷,表明力能使物体发生形变,即力可以改变物体的形状。脚踢球时,脚对球施力,这个力是由于脚的形变产生的。守门员扑球,使球的运动状态改变,说明力是改变物体运动状态的原因。
【解析】踢“香蕉球”时的“恰当位置”,是指力的作用点。运动员踢球瞬间,球的表面会有一些凹陷,表明力能使物体发生形变,即力可以改变物体的形状。脚踢球时,脚对球施力,这个力是由于脚的形变产生的。守门员扑球,使球的运动状态改变,说明力是改变物体运动状态的原因。
解析
【分析】
要解答本题，需结合力的三要素、力的作用效果、弹力产生的物理概念逐一分析每个空：首先，力的三要素（大小、方向、作用点）影响力的作用效果，“香蕉球”的弧线运行是因为踢球的位置（力的作用点）不同，因此“恰当位置”对应力的作用点；其次，球表面出现凹陷，体现力能改变物体的形状；弹力由施力物体的弹性形变产生，脚对球的力的施力物体是脚，故该力由脚的形变产生；守门员扑球改变了球的运动快慢或方向，即运动状态改变，说明力是改变物体运动状态的原因。
【解析】
1. 力的三要素中，作用点会影响力的作用效果，“香蕉球”的弧线轨迹是由于踢球的恰当位置（力的作用点）不同导致的，故第一个空填“作用点”；
2. 运动员踢球瞬间球表面凹陷，说明力可以改变物体的形状，故第二个空填“形状”；
3. 弹力是施力物体发生弹性形变产生的，脚对球的作用力，施力物体是脚，因此该力是由于脚的形变产生的，故第三个空填“脚”；
4. 守门员扑球使球的运动状态发生改变，说明力是改变物体运动状态的原因，故第四个空填“运动状态改变”。
【答案】
作用点 形状 脚 运动状态改变
【知识点】
力的三要素、力的作用效果、弹力
【点评】
本题以生活中的足球运动现象为载体，考查力的相关基础概念，将物理知识与实际场景结合，难度适中，需准确理解各物理概念的核心内涵。
【难度系数】
0.6
要解答本题，需结合力的三要素、力的作用效果、弹力产生的物理概念逐一分析每个空：首先，力的三要素（大小、方向、作用点）影响力的作用效果，“香蕉球”的弧线运行是因为踢球的位置（力的作用点）不同，因此“恰当位置”对应力的作用点；其次，球表面出现凹陷，体现力能改变物体的形状；弹力由施力物体的弹性形变产生，脚对球的力的施力物体是脚，故该力由脚的形变产生；守门员扑球改变了球的运动快慢或方向，即运动状态改变，说明力是改变物体运动状态的原因。
【解析】
1. 力的三要素中，作用点会影响力的作用效果，“香蕉球”的弧线轨迹是由于踢球的恰当位置（力的作用点）不同导致的，故第一个空填“作用点”；
2. 运动员踢球瞬间球表面凹陷，说明力可以改变物体的形状，故第二个空填“形状”；
3. 弹力是施力物体发生弹性形变产生的，脚对球的作用力，施力物体是脚，因此该力是由于脚的形变产生的，故第三个空填“脚”；
4. 守门员扑球使球的运动状态发生改变，说明力是改变物体运动状态的原因，故第四个空填“运动状态改变”。
【答案】
作用点 形状 脚 运动状态改变
【知识点】
力的三要素、力的作用效果、弹力
【点评】
本题以生活中的足球运动现象为载体，考查力的相关基础概念，将物理知识与实际场景结合，难度适中，需准确理解各物理概念的核心内涵。
【难度系数】
0.6
17. 我国高铁技术处于世界领先地位，高铁线路总长度居世界第一。如图甲为高铁车厢内的破窗锤，其尖端面积为$0.05\ \mathrm{cm}^2$，已知玻璃能承受的最大压强是$2× 10^{8}\ \mathrm{Pa}$，则至少需要$\_\_\_\_\_\_\ \mathrm{N}$的力才能破窗；如图乙站台处设置安全线，是因为高铁运行的一侧________大，压强________，乘客站在安全线与轨道之间容易发生危险。
答案
17. 1 000 流体速度 小 【点拨】本题考查压强公式的应用,以及流体压强与流速的关系,涉及压力计算和安全线原理。
【解析】由p=F/S可得,破窗需要的最小力为F=pS=2×10⁸ Pa ×0.05×10⁻⁴ m²=1 000 N。高铁运行的一侧,流体速度(空气流速)大,根据流体压强与流速的关系,流体速度大的地方压强小,会产生向列车方向的压力差,使乘客有危险。
【解析】由p=F/S可得,破窗需要的最小力为F=pS=2×10⁸ Pa ×0.05×10⁻⁴ m²=1 000 N。高铁运行的一侧,流体速度(空气流速)大,根据流体压强与流速的关系,流体速度大的地方压强小,会产生向列车方向的压力差,使乘客有危险。
解析
【分析】
本题分为两部分，第一问需计算破窗所需的最小力，需利用压强公式变形求解，关键是统一面积单位；第二问考查流体压强与流速的关系，需结合高铁站台安全线的原理分析流速与压强的对应规律。
【解析】
1. 计算破窗的最小力：根据压强公式 $ p = \frac{F}{S} $，变形得 $ F = pS $。先统一单位，破窗锤尖端面积 $ S = 0.05\ \mathrm{cm}^2 = 0.05 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 = 5 × 10^{-6}\ \mathrm{m}^2 $，已知玻璃能承受的最大压强 $ p = 2 × 10^8\ \mathrm{Pa} $，代入公式得：$ F = 2 × 10^8\ \mathrm{Pa} × 5 × 10^{-6}\ \mathrm{m}^2 = 1000\ \mathrm{N} $。
2. 分析安全线原理：流体压强与流速的关系为，流速越大的位置压强越小。高铁运行时，其一侧的空气流速大，压强小，远离列车一侧空气流速小、压强大，会产生指向列车的压力差，因此乘客需站在安全线外，故高铁运行的一侧流体速度大，压强小。
【答案】
1000；流体速度；小
【知识点】
压强计算；流体压强与流速的关系
【点评】
本题结合高铁相关的生活实例，考查压强公式应用和流体压强规律，难度适中，需注意单位换算和流体压强知识点的准确运用，属于基础题型。
【难度系数】
0.7
本题分为两部分，第一问需计算破窗所需的最小力，需利用压强公式变形求解，关键是统一面积单位；第二问考查流体压强与流速的关系，需结合高铁站台安全线的原理分析流速与压强的对应规律。
【解析】
1. 计算破窗的最小力：根据压强公式 $ p = \frac{F}{S} $，变形得 $ F = pS $。先统一单位，破窗锤尖端面积 $ S = 0.05\ \mathrm{cm}^2 = 0.05 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 = 5 × 10^{-6}\ \mathrm{m}^2 $，已知玻璃能承受的最大压强 $ p = 2 × 10^8\ \mathrm{Pa} $，代入公式得：$ F = 2 × 10^8\ \mathrm{Pa} × 5 × 10^{-6}\ \mathrm{m}^2 = 1000\ \mathrm{N} $。
2. 分析安全线原理：流体压强与流速的关系为，流速越大的位置压强越小。高铁运行时，其一侧的空气流速大，压强小，远离列车一侧空气流速小、压强大，会产生指向列车的压力差，因此乘客需站在安全线外，故高铁运行的一侧流体速度大，压强小。
【答案】
1000；流体速度；小
【知识点】
压强计算；流体压强与流速的关系
【点评】
本题结合高铁相关的生活实例，考查压强公式应用和流体压强规律，难度适中，需注意单位换算和流体压强知识点的准确运用，属于基础题型。
【难度系数】
0.7
18. 如图所示,将总质量为5 g的装有适量水的玻璃小瓶瓶口朝下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,即可制成浮沉子,此时小瓶受到的浮力为
0.05
N,如果增大手对塑料瓶的握力,小瓶将会下沉,此时小瓶内的气压将变大
(选填“变大”“变小”或“不变”),握力增大的同时,塑料瓶受到的手的摩擦力不变
(选填“变大”“变小”或“不变”)。答案
18. 0.05 变大 不变 【点拨】本题考查浮力的平衡条件、气体压强与体积的关系、摩擦力的平衡条件,核心是理解浮沉子的工作原理和力的平衡。
【解析】小瓶漂浮时小瓶受到的浮力为F浮=G=mg=5×10⁻³ kg ×10 N/kg=0.05 N。增大手对塑料瓶的握力,瓶内的气体压强增大,将水压入小瓶中,所以小瓶中的水增多,压缩气体,小瓶内的气压将变大。握力增大的同时,塑料瓶仍处于静止状态,受力平衡,摩擦力大小等于重力大小,保持不变。
【解析】小瓶漂浮时小瓶受到的浮力为F浮=G=mg=5×10⁻³ kg ×10 N/kg=0.05 N。增大手对塑料瓶的握力,瓶内的气体压强增大,将水压入小瓶中,所以小瓶中的水增多,压缩气体,小瓶内的气压将变大。握力增大的同时,塑料瓶仍处于静止状态,受力平衡,摩擦力大小等于重力大小,保持不变。
解析
【分析】
本题分为三个问题：1. 求漂浮时小瓶的浮力，利用漂浮条件，浮力等于小瓶的重力，先计算小瓶的重力即可；2. 分析增大握力时小瓶内的气压变化，握力增大使大瓶内气压变大，水被压入小瓶，小瓶内气体体积减小，根据气体压强与体积的关系判断气压变化；3. 分析塑料瓶受到的摩擦力，塑料瓶静止，受力平衡，摩擦力等于自身重力，据此判断握力增大时摩擦力的变化。
【解析】
1. 小瓶漂浮在水面上，根据物体漂浮时的受力平衡，浮力等于自身重力，即$ F_{浮}=G $。小瓶的质量$ m=5g=5×10^{-3}kg $，重力$ G=mg=5×10^{-3}kg×10N/kg=0.05N $，因此小瓶受到的浮力为$ 0.05N $。
2. 增大手对塑料瓶的握力时，大塑料瓶内的气体压强增大，将水压入小瓶中，小瓶内的气体被压缩，体积减小，对于一定质量的气体，体积越小，压强越大，因此小瓶内的气压将变大。
3. 握力增大的同时，塑料瓶始终保持静止状态，在竖直方向上，塑料瓶受到的重力和手对它的摩擦力是一对平衡力，二力大小相等。由于塑料瓶的重力不变，所以手对塑料瓶的摩擦力大小不变。
【答案】
0.05；变大；不变
【知识点】
物体的漂浮条件、气体压强与体积的关系、二力平衡
【点评】
本题以浮沉子为载体，综合考查了浮力、气体压强和摩擦力的相关知识，需要学生理解相关物理规律并能灵活应用，是一道综合性较强的基础题。
【难度系数】
0.5
本题分为三个问题：1. 求漂浮时小瓶的浮力，利用漂浮条件，浮力等于小瓶的重力，先计算小瓶的重力即可；2. 分析增大握力时小瓶内的气压变化，握力增大使大瓶内气压变大，水被压入小瓶，小瓶内气体体积减小，根据气体压强与体积的关系判断气压变化；3. 分析塑料瓶受到的摩擦力，塑料瓶静止，受力平衡，摩擦力等于自身重力，据此判断握力增大时摩擦力的变化。
【解析】
1. 小瓶漂浮在水面上，根据物体漂浮时的受力平衡，浮力等于自身重力，即$ F_{浮}=G $。小瓶的质量$ m=5g=5×10^{-3}kg $，重力$ G=mg=5×10^{-3}kg×10N/kg=0.05N $，因此小瓶受到的浮力为$ 0.05N $。
2. 增大手对塑料瓶的握力时，大塑料瓶内的气体压强增大，将水压入小瓶中，小瓶内的气体被压缩，体积减小，对于一定质量的气体，体积越小，压强越大，因此小瓶内的气压将变大。
3. 握力增大的同时，塑料瓶始终保持静止状态，在竖直方向上，塑料瓶受到的重力和手对它的摩擦力是一对平衡力，二力大小相等。由于塑料瓶的重力不变，所以手对塑料瓶的摩擦力大小不变。
【答案】
0.05；变大；不变
【知识点】
物体的漂浮条件、气体压强与体积的关系、二力平衡
【点评】
本题以浮沉子为载体，综合考查了浮力、气体压强和摩擦力的相关知识，需要学生理解相关物理规律并能灵活应用，是一道综合性较强的基础题。
【难度系数】
0.5
19. 如图所示,将旧笔芯做成的密度计放在水和酒精中漂浮,在笔芯上分别标出液面位置为A和B,则对应位置B的液体是
酒精
(选填“水”或“酒精”),与A位置相比,液面位于B位置时笔芯所受浮力不变
(选填“变大”“变小”或“不变”)。已知水的密度$\rho_1 = 1.0\ \mathrm{g/cm}^3$,酒精的密度$\rho_2 = 0.8\ \mathrm{g/cm}^3$,若笔芯漂浮在密度为$\rho_3 = 0.9\ \mathrm{g/cm}^3$的液体中,则液面对应的位置可能是D
(选填“C”或“D”)点。答案
19. 酒精 不变 D 【点拨】本题考查阿基米德原理和物体浮沉条件,核心是“漂浮时浮力与重力平衡”。
【解析】当密度计置于水、酒精中,密度计漂浮,即F浮1=G密度计,F浮2=G密度计,可知F浮1=F浮2,即ρ水gV排1=ρ酒精gV排2,因为ρ酒精=0.8 g/cm³＜ρ水=1.0 g/cm³,解得V排1＜V排2,则对应位置B的液体是酒精。密度计始终漂浮,F浮=G密度计,重力不变,故浮力不变。笔芯漂浮时,下表面受到的压力等于浮力,浮力相同,则压力相同,设笔管的底面积为S,则V排水=SH,V排液=Sh,根据阿基米德原理可知,ρ水gSH=ρ液gSh,所以h=ρ水/ρ液 H,h和ρ液是反比例关系,所以密度计刻度分布不是均匀的,液体的密度值越大,相邻刻度线之间的距离越小,所以笔芯漂浮在密度为ρ₃=0.9 g/cm³的液体中,液面对应的位置可能是D点。
【解析】当密度计置于水、酒精中,密度计漂浮,即F浮1=G密度计,F浮2=G密度计,可知F浮1=F浮2,即ρ水gV排1=ρ酒精gV排2,因为ρ酒精=0.8 g/cm³＜ρ水=1.0 g/cm³,解得V排1＜V排2,则对应位置B的液体是酒精。密度计始终漂浮,F浮=G密度计,重力不变,故浮力不变。笔芯漂浮时,下表面受到的压力等于浮力,浮力相同,则压力相同,设笔管的底面积为S,则V排水=SH,V排液=Sh,根据阿基米德原理可知,ρ水gSH=ρ液gSh,所以h=ρ水/ρ液 H,h和ρ液是反比例关系,所以密度计刻度分布不是均匀的,液体的密度值越大,相邻刻度线之间的距离越小,所以笔芯漂浮在密度为ρ₃=0.9 g/cm³的液体中,液面对应的位置可能是D点。
解析
【分析】
要解决本题，需利用密度计的工作原理：密度计漂浮时浮力等于自身重力，结合阿基米德原理分析排开体积与液体密度的关系。首先，密度计在不同液体中漂浮，浮力始终等于重力，因此浮力不变；其次，根据阿基米德原理，浮力相同时，液体密度越大，排开液体的体积越小，液面位置越靠下；最后，对于中间密度的液体，排开体积介于两种液体的排开体积之间，结合刻度位置即可判断对应点。
【解析】
1. 密度计在水和酒精中均处于漂浮状态，根据物体浮沉条件，漂浮时浮力等于重力，因此密度计在水中和酒精中所受浮力相等，即$F_{浮水}=F_{浮酒精}=G$（$G$为密度计重力）。
2. 由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，可得$\rho_{水}gV_{排水}=\rho_{酒精}gV_{排酒精}$，代入$\rho_{水}=1.0\ \mathrm{g/cm}^3$、$\rho_{酒精}=0.8\ \mathrm{g/cm}^3$，因$\rho_{水}＞\rho_{酒精}$，故$V_{排水}＜V_{排酒精}$，即排开酒精的体积更大，液面位置更靠上，因此B位置对应的液体是酒精。
3. 密度计始终漂浮，重力不变，所以液面位于B位置时笔芯所受浮力不变。
4. 当液体密度$\rho_3=0.9\ \mathrm{g/cm}^3$时，同理$F_{浮}=G$，则$\rho_{水}gV_{排水}=\rho_3gV_{排3}$，解得$V_{排3}=\frac{\rho_{水}}{\rho_3}V_{排水}\approx1.11V_{排水}$，而$V_{排酒精}=1.25V_{排水}$，故$V_{排3}$介于$V_{排水}$和$V_{排酒精}$之间，对应液面位置在A和B之间，结合图中刻度，该位置为D点。
【答案】
酒精；不变；D
【知识点】
物体浮沉条件、阿基米德原理、密度计原理
【点评】
本题考查密度计的工作原理，核心是利用“漂浮时浮力等于重力”，结合阿基米德原理分析排开体积与液体密度的关系，是初中浮力部分的典型应用，需掌握密度计刻度“上小下大”的特点。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需利用密度计的工作原理：密度计漂浮时浮力等于自身重力，结合阿基米德原理分析排开体积与液体密度的关系。首先，密度计在不同液体中漂浮，浮力始终等于重力，因此浮力不变；其次，根据阿基米德原理，浮力相同时，液体密度越大，排开液体的体积越小，液面位置越靠下；最后，对于中间密度的液体，排开体积介于两种液体的排开体积之间，结合刻度位置即可判断对应点。
【解析】
1. 密度计在水和酒精中均处于漂浮状态，根据物体浮沉条件，漂浮时浮力等于重力，因此密度计在水中和酒精中所受浮力相等，即$F_{浮水}=F_{浮酒精}=G$（$G$为密度计重力）。
2. 由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，可得$\rho_{水}gV_{排水}=\rho_{酒精}gV_{排酒精}$，代入$\rho_{水}=1.0\ \mathrm{g/cm}^3$、$\rho_{酒精}=0.8\ \mathrm{g/cm}^3$，因$\rho_{水}＞\rho_{酒精}$，故$V_{排水}＜V_{排酒精}$，即排开酒精的体积更大，液面位置更靠上，因此B位置对应的液体是酒精。
3. 密度计始终漂浮，重力不变，所以液面位于B位置时笔芯所受浮力不变。
4. 当液体密度$\rho_3=0.9\ \mathrm{g/cm}^3$时，同理$F_{浮}=G$，则$\rho_{水}gV_{排水}=\rho_3gV_{排3}$，解得$V_{排3}=\frac{\rho_{水}}{\rho_3}V_{排水}\approx1.11V_{排水}$，而$V_{排酒精}=1.25V_{排水}$，故$V_{排3}$介于$V_{排水}$和$V_{排酒精}$之间，对应液面位置在A和B之间，结合图中刻度，该位置为D点。
【答案】
酒精；不变；D
【知识点】
物体浮沉条件、阿基米德原理、密度计原理
【点评】
本题考查密度计的工作原理，核心是利用“漂浮时浮力等于重力”，结合阿基米德原理分析排开体积与液体密度的关系，是初中浮力部分的典型应用，需掌握密度计刻度“上小下大”的特点。
【难度系数】
0.5
三、解答题(本题共9小题,共51分。解答27、28题时应有公式和解题过程)
20. (1)(2分)图甲是乒乓球在水中的静止状态。请你画出此时乒乓球受到的浮力示意图及容器对斜面的压力示意图。
(2)(2分)图乙中,筷子在水平位置处于静止状态,画出筷子的受力示意图。
(3)(2分)图丙中,木块静止在光滑斜面上,请画出木块所受弹簧弹力示意图。
20. (1)(2分)图甲是乒乓球在水中的静止状态。请你画出此时乒乓球受到的浮力示意图及容器对斜面的压力示意图。
(2)(2分)图乙中,筷子在水平位置处于静止状态,画出筷子的受力示意图。
(3)(2分)图丙中,木块静止在光滑斜面上,请画出木块所受弹簧弹力示意图。
答案
20. 【点拨】本题考查力的示意图绘制。
【解析】(1)从乒乓球的重心沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,用符号F浮表示,即为乒乓球受到的浮力示意图;从容器与斜面接触面的中点,沿垂直于斜面向下的方向画一条带箭头的线段,用符号F表示,即为容器对斜面的压力示意图。如图甲所示:
(2)筷子在水平位置处于静止状态,受到竖直向上的支持力F、竖直向下的重力G,支持力和重力是一对平衡力,大小相等,二力的作用点都画在筷子的重心。如图乙所示:
(3)木块与弹簧连接,静止在光滑的斜面上,弹簧处于压缩状态,则木块受到平行于斜面向上的弹簧弹力F弹,如图丙所示:
解析
【分析】
本题为力学作图题，需先分析每个情境中物体的受力情况，确定力的方向和作用点，再按照力的示意图的规范（带箭头的线段，标注对应力的符号）完成绘制：①甲图中，乒乓球静止在水中，受竖直向上的浮力；容器对斜面的压力，受力物体是斜面，方向垂直斜面向下，作用点在接触面中点。②乙图中，筷子静止，受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，二力平衡，作用点在筷子重心。③丙图中，木块在光滑斜面，弹簧压缩，弹力方向平行于斜面向上，作用点在木块重心。
【解析】
(1) 浮力：从乒乓球的重心，沿竖直向上方向画带箭头的线段，标注符号$F_{浮}$；压力：从容器与斜面接触面的中点，沿垂直斜面向下方向画带箭头的线段，标注符号$F$。
(2) 筷子的受力：从筷子的重心，分别沿竖直向下画带箭头线段标注$G$（重力），沿竖直向上画带箭头线段（长度与重力线段相等）标注$F$（支持力）。
(3) 弹簧弹力：从木块的重心，沿平行于斜面向上的方向画带箭头的线段，标注符号$F_{弹}$。
【答案】
【知识点】
力的示意图、浮力、弹力
【点评】
本题考查初中力学基础作图，需准确判断各力的方向和作用点，注重对受力分析能力的考查，是力学部分的常规题型。
【难度系数】
0.6
本题为力学作图题，需先分析每个情境中物体的受力情况，确定力的方向和作用点，再按照力的示意图的规范（带箭头的线段，标注对应力的符号）完成绘制：①甲图中，乒乓球静止在水中，受竖直向上的浮力；容器对斜面的压力，受力物体是斜面，方向垂直斜面向下，作用点在接触面中点。②乙图中，筷子静止，受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，二力平衡，作用点在筷子重心。③丙图中，木块在光滑斜面，弹簧压缩，弹力方向平行于斜面向上，作用点在木块重心。
【解析】
(1) 浮力：从乒乓球的重心，沿竖直向上方向画带箭头的线段，标注符号$F_{浮}$；压力：从容器与斜面接触面的中点，沿垂直斜面向下方向画带箭头的线段，标注符号$F$。
(2) 筷子的受力：从筷子的重心，分别沿竖直向下画带箭头线段标注$G$（重力），沿竖直向上画带箭头线段（长度与重力线段相等）标注$F$（支持力）。
(3) 弹簧弹力：从木块的重心，沿平行于斜面向上的方向画带箭头的线段，标注符号$F_{弹}$。
【答案】
【知识点】
力的示意图、浮力、弹力
【点评】
本题考查初中力学基础作图，需准确判断各力的方向和作用点，注重对受力分析能力的考查，是力学部分的常规题型。
【难度系数】
0.6
