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B
A
9
竖直向上
11
使排开水的体积等于
袋内水的体积
$=$
阿基米德原理
解：（1）物块排开水的体积
$V_{排}=\frac{m_{排}}{\rho_{水}}=\frac{400\ \mathrm{g}}{1\ \mathrm{g/cm}^3}=400\ \mathrm{cm}^3$
（2）物块受到的浮力 $F_{浮}=G_{排}=m_{排}g=400×10^{-3}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=4\ \mathrm{N}$
（3）物块浸没时排开水的体积等于物块本身的体积，即$V_{物}=V_{排}=400\ \mathrm{cm}^3=4×10^{-4}\ \mathrm{m}^3，$
物块的质量 $m=\frac{G}{g}=\frac{10\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=1\ \mathrm{kg}，$
物块的密度 $\rho=\frac{m}{V_{物}}=\frac{1\ \mathrm{kg}}{4×10^{-4}\ \mathrm{m}^3}=2.5×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$
D
【分析】
要判断物体或容器凸起部分是否受到浮力，核心依据是浮力产生的原因：浸在液体中的物体，上下表面存在液体的压力差（即$F_{浮}=F_{向上}-F_{向下}$）。我们逐个分析：
1. 对于A物体：A漂浮在水面，下表面与水接触，受到水向上的压力，上表面接触空气，向下的压力远小于向上的压力，存在压力差，因此A一定受浮力，A选项说法错误。
2. 对于B物体：B浸没在水中，下表面的水深大于上表面，根据液体压强公式$p=\rho gh$，下表面受到的水的压强大于上表面，向上的压力大于向下的压力，存在压力差，因此B一定受浮力，B选项说法正确。
3. 对于C部分：C是容器凸起部分，下表面与容器壁紧密结合，没有水，仅上表面受水向下的压力，不存在向上的压力，无压力差，因此C一定不受浮力，C选项说法错误。
4. 对于D部分：D是容器底部凸起部分，下表面在容器外，没有水，仅上表面受水向下的压力，不存在向上的压力，无压力差，因此D一定不受浮力，D选项说法错误。
【解析】
根据浮力产生的原因（浸在液体中的物体上下表面存在液体压力差），对各选项分析如下：
A选项：A物体漂浮在水面，下表面受水向上的压力，上下表面存在压力差，一定受浮力，故A错误。
B选项：B物体浸没在水中，下表面深度更大，向上的压力大于向下的压力，存在压力差，一定受浮力，故B正确。
C选项：C部分下表面无向上的水压力，仅上表面受向下的压力，无压力差，一定不受浮力，故C错误。
D选项：D部分下表面无向上的水压力，仅上表面受向下的压力，无压力差，一定不受浮力，故D错误。
【答案】
B
【知识点】
浮力产生的原因
【点评】
本题重点考查浮力产生的实质，需明确只有当物体上下表面存在液体压力差时，才会受到浮力。解题时要注意区分可自由移动的物体和容器自身凸起部分的受力差异，避免因对压力差的理解误区而错判。
【难度系数】
0.6
弹簧测力计示数$F = G - F_{浮}$，$G = mg$，两球质量相同，故$G$相同。$F_{浮} = \rho_{水}gV_{排}$，因两球浸没，$V_{排} = V$。$\rho = \frac{m}{V}$，$m$相同，$\rho_{铁} ＞ \rho_{铝}$，则$V_{铁} ＜ V_{铝}$，所以$F_{浮铁} ＜ F_{浮铝}$，因此$F_{铁} = G - F_{浮铁} ＞ F_{铝} = G - F_{浮铝}$。
A
解：物体受到的浮力大小为：$F_{浮}=F_{向上}-F_{向下}=24\,\mathrm{N}-15\,\mathrm{N}=9\,\mathrm{N}$，方向竖直向上；
此时细线对物体的拉力为：$F_{拉}=G-F_{浮}=20\,\mathrm{N}-9\,\mathrm{N}=11\,\mathrm{N}$。
9；竖直向上；11
【分析】
首先思考内外液面相平的作用：当塑料袋内水面与容器水面相平时，塑料袋排开水的体积恰好等于袋内水的体积，为后续验证浮力与排开液体重力的关系创造条件。接着分析弹簧测力计示数为零的情况：此时水袋处于平衡状态，受到的浮力和自身重力是一对平衡力，大小相等。结合排开水的体积等于袋内水的体积，可知排开水的重力等于袋内水的重力，即浮力等于排开液体的重力，从而验证阿基米德原理。
【解析】
1. 内外液面相平时，塑料袋排开水的体积等于袋内水的体积，这样可以保证排开液体的重力等于袋内水的重力，便于后续验证原理；
2. 弹簧测力计示数为零时，水袋在竖直方向上只受重力和浮力，根据二力平衡条件，浮力等于水袋的重力；
3. 由于排开水的体积等于袋内水的体积，排开水的重力等于袋内水的重力，即浮力等于排开液体的重力，验证了阿基米德原理。
【答案】
使排开水的体积等于袋内水的体积；=；阿基米德原理
【知识点】
阿基米德原理、二力平衡
【点评】
本题通过简易实验验证阿基米德原理，核心在于理解内外液面相平的意义，以及利用二力平衡分析浮力与重力的关系，考查对实验原理的理解和应用能力，注重物理知识与实验操作的结合。
【难度系数】
0.6
【分析】
1. 第（1）问：已知排开水的质量，根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$的变形公式$V=\frac{m}{\rho}$，代入水的密度和排开水的质量就能求出排开水的体积；
2. 第（2）问：根据阿基米德原理，浸在液体中的物体受到的浮力等于排开液体的重力，先将排开水的质量换算为国际单位，再利用$G=mg$计算排开水的重力，即可得到物块受到的浮力；
3. 第（3）问：物块浸没在水中，其体积等于排开水的体积，先通过物块的重力，利用$G=mg$的变形公式$m=\frac{G}{g}$求出物块的质量，最后结合密度公式$\rho=\frac{m}{V}$计算物块的密度。
【解析】
（1）已知排开水的质量$m_{排}=400g$，水的密度$\rho_{水}=1g/cm^{3}$，由密度公式变形可得排开水的体积：
$V_{排}=\frac{m_{排}}{\rho_{水}}=\frac{400g}{1g/cm^{3}}=400cm^{3}$
（2）将排开水的质量换算为国际单位：$m_{排}=400×10^{-3}kg$，根据阿基米德原理，物块受到的浮力等于排开液体的重力，则：
$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g=400×10^{-3}kg×10N/kg=4N$
（3）物块浸没在水中，故物块的体积$V_{物}=V_{排}=400cm^{3}=4×10^{-4}m^{3}$
已知物块重力$G=10N$，由$G=mg$可得物块的质量：
$m=\frac{G}{g}=\frac{10N}{10N/kg}=1kg$
再根据密度公式计算物块的密度：
$\rho=\frac{m}{V_{物}}=\frac{1kg}{4×10^{-4}m^{3}}=2.5×10^{3}kg/m^{3}$
【答案】
（1）$\boldsymbol{400cm^{3}}$；
（2）$\boldsymbol{4N}$；
（3）$\boldsymbol{2.5×10^{3}kg/m^{3}}$
【知识点】
阿基米德原理；密度公式应用；重力公式应用
【点评】
本题是阿基米德原理与密度、重力公式的综合应用题，核心是理解“物块浸没时排开液体的体积等于自身体积”，题目侧重基础公式的掌握与应用，属于常规基础题型。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决这道题，关键在于明确阿基米德原理中“排开液体的重力”和“溢出液体的重力”的区别：
1. 首先回忆阿基米德原理：浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体的重力，即$F_{浮}=G_{排}$。
2. 题目中只说明“溢出0.3N的水”，但未明确烧杯中的水是否盛满：
若烧杯原本盛满水，物体排开的水全部溢出，此时$G_{排}=G_{溢}=0.3N$，浮力为0.3N；
若烧杯原本没有盛满水，物体排开的水一部分留在烧杯中，只有一部分溢出，此时$G_{排}＞G_{溢}=0.3N$，浮力大于0.3N。
3. 同时，物体重力为0.5N，根据浮沉条件，浮力最大不会超过物体重力（漂浮或悬浮时浮力等于重力0.5N），因此浮力的范围是$0.3N≤F_{浮}≤0.5N$，据此判断选项即可。
【解析】
根据阿基米德原理$F_{浮}=G_{排}$，结合烧杯中水的状态分两种情况讨论：
1. 当烧杯内盛满水时：
物体排开的水全部溢出，此时$G_{排}=G_{溢}=0.3N$，则物体受到的浮力$F_{浮}=0.3N$；
2. 当烧杯内未盛满水时：
物体排开的水一部分留在烧杯中，溢出的水只是排开水中的一部分，因此$G_{排}＞G_{溢}=0.3N$，即$F_{浮}＞0.3N$；
又因为物体重力为0.5N，若物体漂浮或悬浮，浮力等于重力，此时$F_{浮}=0.5N$，所以浮力的取值范围为$0.3N≤F_{浮}≤0.5N$。
观察选项，只有0.4N在这个范围内，因此该物体受到的浮力可能为0.4N。
【答案】
D
【知识点】
阿基米德原理、浮沉条件
【点评】
本题是易错题，学生容易忽略“烧杯中的水是否盛满”这一关键条件，直接将溢出的水重等同于排开的水重，从而错选A。解题时一定要仔细审题，明确排开液体重力和溢出液体重力的区别，分情况讨论分析。
【难度系数】
0.4
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