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B
D
B
【分析】
首先要明确,根据称重法测浮力的原理,弹簧测力计示数的变化值等于物体受到的浮力,即ΔF=F浮。接着结合阿基米德原理F浮=ρ水gV排分析,当物体完全浸没在水中时,物体排开水的体积V排等于物体自身的体积V物。题目中两个弹簧测力计示数变化值相同,说明两物体受到的浮力相同,在水的密度ρ水和g均相同的条件下,可推导出两物体的体积一定相同,进而对应选项得出答案。
【解析】
弹簧测力计示数的变化值等于物体受到的浮力,即ΔF=F浮。根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排,两个物体均浸没在水中时,V排等于物体自身的体积V物。已知两个弹簧测力计示数变化值相同,说明两物体受到的浮力相同,在ρ水和g相同的情况下,可知两物体的体积V物相同。
【答案】
B
【知识点】
阿基米德原理、称重法测浮力
【点评】
本题考查浮力相关知识的应用,关键在于理解弹簧测力计示数变化值等于物体所受浮力,再结合阿基米德原理分析得出结论,注重对基础知识的综合运用。
【难度系数】
0.7
【分析】
要探究浮力大小与液体密度的关系,需遵循控制变量法,控制排开液体的体积$V_{排}$不变,改变液体密度。先明确原实验的关键状态:当弹簧测力计示数为0时,塑料袋内外水面相平,此时浮力等于袋内液体重力,即$F_{浮}=G_{内}$,且排开液体的体积$V_{排}$等于袋内液体的体积$V_{内}$。接下来逐一分析选项:
1. 分析A、B选项:更换袋内液体,袋外液体密度不变,同时改变了袋内液体的重力,若要使弹簧测力计示数再次为0,$F_{浮}'=G_{内}'$,则$V_{排}$会发生变化,无法控制$V_{排}$不变,不符合要求;
2. 分析C选项:袋外换为密度更大的甲液体,袋内水不变,由$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}=G_{内}$可知,$ρ_{液}$增大,为保持浮力等于袋内水的重力,$V_{排}$会减小,不能控制$V_{排}$不变;
3. 分析D选项:袋外换为密度更小的乙液体,袋内水不变,调整至弹簧测力计示数为0时,$F_{浮}=ρ_{乙}gV_{排}=G_{内}$,因$G_{内}$不变,$ρ_{乙}$减小,此时$V_{排}$仍等于袋内水的体积(袋内液体体积不变),即控制了$V_{排}$不变,同时改变了外部液体的密度,符合控制变量法的要求。
【解析】
要探究浮力大小与液体密度的关系,需控制排开液体的体积$V_{排}$不变,改变液体密度。
当弹簧测力计示数为0时,塑料袋内外水面相平,此时浮力等于袋内液体重力,即$F_{浮}=G_{内}$,且$V_{排}=V_{内}$(袋内液体体积等于排开液体体积)。
A、B选项:更换袋内液体,袋外液体密度不变,且改变了袋内液体的重力,无法保证$V_{排}$不变,不符合要求;
C选项:袋外换为密度更大的甲液体,袋内水不变,由$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}=G_{内}$可知,$ρ_{液}$增大,$V_{排}$会减小,无法控制$V_{排}$不变;
D选项:袋外换为密度更小的乙液体,袋内水不变,由$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}=G_{内}$可知,$ρ_{液}$减小,调整至弹簧测力计示数为0时,可保证$V_{排}$不变(袋内液体体积不变,即控制了$V_{排}$),符合控制变量法的要求。
【答案】
D
【知识点】
控制变量法、阿基米德原理、浮力的影响因素
【点评】
本题考查浮力与液体密度关系的探究实验,核心是运用控制变量法,需准确把握控制$V_{排}$不变的操作要点,易因对$V_{排}$的控制理解错误而选错选项。
【难度系数】
0.5
【分析】
要解决这道题,我们可以分两步思考:首先回忆浮力的产生本质,明确浮力与物体上下表面液体压力差的关系;其次结合液体压强公式,分析正方体M上下表面的压强、压力大小关系。先判断压力差与浮力的关系,再判断上下表面压力的大小,逐一排除错误选项。
【解析】
1. 分析浮力与压力差的关系:
根据浮力的产生原因,浸在液体中的物体受到的浮力等于物体上、下表面受到的液体的压力差,因此M上、下表面受到水的压力差等于M受到的浮力,故A错误,B正确。
2. 分析上下表面的压力大小:
由液体压强公式$p=\rho gh$可知,M下表面所处水的深度大于上表面,且正方体上、下表面面积相等,根据$F=pS$,可知M下表面受到水的压力大于上表面受到的压力,故C、D错误。
【答案】
B
【知识点】
浮力的产生原因、液体压强特点
【点评】
本题考查浮力的产生本质,需结合液体压强公式分析压力大小,明确浮力与上下表面压力差的关系,属于基础概念的综合应用。
【难度系数】
0.7