18. 一艘轮船的满载排水量为 $20000\ \mathrm{t}$，则这艘轮船满载货物时受到的浮力为
2×10⁸
$\mathrm{N}$。($g$ 取 $10\ \mathrm{N/kg}$)
答案：$2×10^{8}$
解析：
【分析】
要解决这道题，首先需明确轮船满载时处于漂浮状态，根据漂浮条件和阿基米德原理，此时轮船受到的浮力等于排开水的重力。第一步要将满载排水量的单位换算为千克，再利用重力公式$G=mg$计算排开水的重力，该重力即为轮船受到的浮力。
【解析】
1. 单位换算：满载排水量 $ m_{\mathrm{排}} = 20000\ \mathrm{t} = 20000 × 10^3\ \mathrm{kg} = 2 × 10^7\ \mathrm{kg} $
2. 根据阿基米德原理，轮船满载时受到的浮力等于排开水的重力，即 $ F_{\mathrm{浮}} = G_{\mathrm{排}} = m_{\mathrm{排}}g $
3. 代入数值计算：$ F_{\mathrm{浮}} = 2 × 10^7\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 2 × 10^8\ \mathrm{N} $
【答案】
$ 2×10^{8} $
【知识点】
阿基米德原理、漂浮条件
【点评】
本题考查阿基米德原理与物体漂浮条件的综合应用，核心是理解“满载排水量”的含义（即轮船满载时排开水的质量），解题时需注意单位换算的准确性，属于基础题型，侧重对基本公式和概念的考查。
【难度系数】
0.9
19. 在“探究影响压力作用效果的因素”的活动中，小明用海绵、小桌和砝码做了三次实验，如图所示。
比较甲、乙两图可以发现
压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
。
比较乙、丙两图可以发现
受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显
。
物理学中，表示压力作用效果的物理量是
压强
。此实验中用到的方法是
控制变量法
。
答案：压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显
受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显
压强
控制变量
法
解析：
【分析】
我们要解决这道题，需遵循控制变量法的思路来分析：
1. 首先明确探究目标是压力作用效果的影响因素，探究时要控制一个变量不变，改变另一个变量，通过海绵凹陷程度来反映压力作用效果。
2. 分析甲、乙两图：先确定相同量和不同量，甲、乙砝码数量相同，说明压力相同；小桌与海绵的接触面积不同（甲是桌面接触，乙是桌腿接触），再观察海绵凹陷程度，乙的凹陷更明显，由此分析压力相同时受力面积对作用效果的影响。
3. 分析乙、丙两图：相同量是受力面积（均为桌腿接触海绵），不同量是压力（乙的砝码更多，压力更大），乙的海绵凹陷更深，由此分析受力面积相同时压力对作用效果的影响。
4. 最后回忆相关物理概念，确定表示压力作用效果的物理量，以及实验用到的研究方法。
【解析】
1. 对比甲、乙实验：
甲、乙中砝码数量相同，即压力大小相等；甲中小桌桌面与海绵接触，乙中小桌桌腿与海绵接触，乙的受力面积更小，且乙中海绵的凹陷程度比甲更显著，因此可得结论：压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
2. 对比乙、丙实验：
乙、丙中小桌均以桌腿接触海绵，受力面积相同；乙中砝码数量多于丙，即乙的压力更大，且乙中海绵的凹陷程度比丙更显著，因此可得结论：受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。
3. 在物理学中，用压强来表示压力的作用效果；实验中每次只改变一个变量，控制其他变量不变，这种研究方法是控制变量法。
【答案】
压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显；受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；压强；控制变量法
【知识点】
压力作用效果的影响因素；压强；控制变量法
【点评】
本题是探究压力作用效果影响因素的基础实验题，核心考查控制变量法的应用，需通过对比实验中的相同量与不同量，结合海绵凹陷程度分析结论，同时牢记相关物理概念。
【难度系数】
0.7
20. 利用 U 形管液面高度差的大小关系，可以帮助我们比较一些物理量的大小。
(1)如图甲所示，将液体压强计的橡皮膜盒分别放入密度为 $\rho_{1}$ 和 $\rho_{2}$ 的两种液体中，U 形管液面的高度差相同，则 $\rho_{1}$
＞
(选填“$＞$”“$=$”或“$＜$”)$\rho_{2}$。
(2)如图乙所示，速度为 $v_{1}$ 和 $v_{2}$ 的气流分别经过与 U 形管左端相连的管子时，U 形管液面的高度差 $h_{1}＞h_{2}$，则 $v_{1}$
＞
(选填“$＞$”“$=$”或“$＜$”)$v_{2}$。
答案：＞
＞
解析：
【分析】
(1) 首先明确U形管液面高度差相同意味着橡皮膜受到的液体压强相等。根据液体压强公式$ p=\rho gh $，在压强$ p $相同的情况下，液体深度$ h $越小，液体密度$ \rho $越大。观察图甲，放入$ \rho_1 $液体中的橡皮膜深度小于放入$ \rho_2 $液体中的深度，因此可判断$ \rho_1 $与$ \rho_2 $的大小关系。
(2) 对于流体压强与流速的关系，流速越大的位置，压强越小。U形管液面高度差越大，说明管子上方与大气压的压强差越大，即管子上方的压强越小，对应的气流流速越大。由$ h_1＞h_2 $可知左边管子上方压强更小，从而判断气流速度$ v_1 $与$ v_2 $的大小关系。
【解析】
(1) 由图甲可知，U形管液面高度差相同，说明橡皮膜受到的液体压强$ p_1=p_2 $。根据液体压强公式$ p=\rho gh $，当$ p $相同时，$ h $越小，$ \rho $越大。图中橡皮膜在$ \rho_1 $中的深度更小，所以$ \rho_1 ＞ \rho_2 $。
(2) 根据流体压强与流速的关系：流速越大，压强越小。U形管液面高度差越大，说明管子上方的压强越小（与大气压的差值越大）。因为$ h_1＞h_2 $，所以左边管子上方的压强小于右边管子上方的压强，因此气流速度$ v_1 ＞ v_2 $。
【答案】
(1) $ ＞ $；(2) $ ＞ $
【知识点】
液体压强公式应用；流体压强与流速关系
【点评】
本题通过U形管液面高度差将抽象的压强大小转化为直观的液面差，考查了液体压强和流体压强的相关规律，需要学生结合公式和规律分析物理情景，理解“高度差”对应的物理意义是解题关键。
【难度系数】
0.7
21. 小明在探究影响浮力大小的因素时，在弹簧测力计下悬挂一圆柱体，当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢匀速下降，直到与烧杯底接触为止，如图甲所示。
(1)圆柱体的重力 $G=\_\_\_\_\_\_6\_\_\_\_\_\_\mathrm{N}$。
(2)圆柱体浸没在水中后所受的浮力 $F_{\mathrm{浮}}=\_\_\_\_\_\_5\_\_\_\_\_\_\mathrm{N}$。
(3)比较(b)、(c)两图可得：浸在同一种液体中的物体所受的浮力大小与
物体排开液体的体积
有关。
(4)比较
(c)、(d)
图可得：当圆柱体浸没在水中继续下沉的过程中，受到的浮力不变。
(5)完成如图甲所示的实验后，小明把水换成另一种液体重复上述实验，根据实验数据绘制出如图乙所示的弹簧测力计示数 $F$ 随物体下降高度 $h$ 变化的图像。物体浸没在这种液体中受到的浮力 $F_{\mathrm{浮}}'=\_\_\_\_\_\_4\_\_\_\_\_\_\mathrm{N}$。实验表明，浸在液体里的物体所受浮力的大小还与
液体的密度
有关。
答案：6
5
物体排开液体
的体积
(c)、(d)
4
液体的密度
解析：
【分析】
1. 第(1)问：圆柱体未浸入水中时，弹簧测力计的拉力与重力是一对平衡力，拉力大小等于重力，直接读取图(a)的示数即可得到重力。
2. 第(2)问：利用称重法测浮力的公式$F_{\mathrm{浮}}=G-F_{\mathrm{拉}}$，找到圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数，代入公式计算浮力。
3. 第(3)问：对比(b)、(c)两图，控制液体密度相同，分析物体排开液体体积的差异对浮力的影响，从而确定浮力的相关影响因素。
4. 第(4)问：要探究浸没后下沉过程中浮力的变化，需控制液体密度和排开液体体积不变，改变物体浸没深度，找到满足条件的实验图。
5. 第(5)问：根据图乙读取物体重力和浸没时的拉力，用称重法计算该液体中的浮力；对比水和该液体中的浮力差异，分析浮力的另一影响因素。
【解析】
(1) 由图(a)可知，圆柱体未浸入水中时，弹簧测力计的示数为$6\mathrm{N}$，此时弹簧测力计拉力与圆柱体重力平衡，故圆柱体的重力$G=6\mathrm{N}$。
(2) 由图(c)、(d)可知，圆柱体浸没在水中后，弹簧测力计的示数$F_{\mathrm{拉}}=1\mathrm{N}$，根据称重法测浮力：
$F_{\mathrm{浮}}=G-F_{\mathrm{拉}}=6\mathrm{N}-1\mathrm{N}=5\mathrm{N}$
(3) 对比(b)、(c)两图，液体为同种液体（密度相同），物体排开液体的体积不同，弹簧测力计示数不同（即浮力不同），因此浸在同一种液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4) 探究圆柱体浸没在水中继续下沉时浮力是否变化，需保证物体浸没（排开液体体积、液体密度相同），改变浸没深度。图(c)、(d)中圆柱体均浸没在水中，下沉深度不同，但弹簧测力计示数相同，说明浮力不变，因此选$\boldsymbol{(c)、(d)}$。
(5) 由图乙可知，物体在空气中时弹簧测力计示数为$6\mathrm{N}$（即重力$G=6\mathrm{N}$），浸没在另一种液体中时弹簧测力计示数$F_{\mathrm{拉}}'=2\mathrm{N}$，则此时浮力：
$F_{\mathrm{浮}}'=G-F_{\mathrm{拉}}'=6\mathrm{N}-2\mathrm{N}=4\mathrm{N}$
对比在水和该液体中的浮力（$5\mathrm{N}$和$4\mathrm{N}$），物体排开液体体积相同，液体密度不同，浮力不同，说明浸在液体里的物体所受浮力大小还与液体的密度有关。
【答案】
(1) $\boldsymbol{6}$
(2) $\boldsymbol{5}$
(3) $\boldsymbol{物体排开液体的体积}$
(4) $\boldsymbol{(c)、(d)}$
(5) $\boldsymbol{4}$；$\boldsymbol{液体的密度}$
【知识点】
称重法测浮力；阿基米德原理；浮力影响因素
【点评】
本题通过实验探究浮力的影响因素，重点考查称重法的应用和控制变量法的理解，需结合实验现象和数据，分析变量与浮力的关系，是浮力实验的典型题型。
【难度系数】
0.6
