题目内容
20．在“探究影响浮力大小的因素”实验中，器材有：弹簧测力计一个，实心铜块一块，相同的大烧杯若干，水，某混合液体，细线等．
（1）小华进行了如图所示的实验：步骤A所示弹簧测力计的示数为2.7N；用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示，并将数据记录表中：
| 步 骤 | B | C | D | E | F |
| 弹簧测力计示数/N | 2.6 | 2.5 | 2.1 | 2.1 | 1.8 |
（3）根据表格数据，求得混合液的密度为1.5×103kg/m3．
（4）小华又进行了步骤G（铜块浸入水中的深度与步骤C 中相同），则弹簧测力计示数应小于（选填“大于”、“小于”或“等于”）2.5N．
分析 （1）认清弹簧测力计的分度值读数；
（2）运用控制变量法；要得出浮力与深度的关系，需控制液体的密度和V排相同，深度不同；
（3）在步骤E和F中，根据铜块排开液体的体积不变（等于自身的体积）列方程，求出液体的密度；
（4）由图得出步骤C与步骤G中铜块排开水的体积大小，根据F浮=ρ水gV排可知铜块受到的浮力的大小关系，根据F示=G-F浮可知弹簧测力计示数大小关系．
解答 解：（1）弹簧测力计的分度值为0.1N，其示数为2.7N，即G=2.7N；
（2）要得出浮力大小跟浸入水中的深度无关，需控制液体的密度和V排相同，深度不同；
由图示和表格数据可知，在步骤D、E中，铜块排开水的体积相同，而铜块浸入水中的深度不同，但测力计的示数相同，可知浮力大小相同，则说明铜块所受的浮力大小跟浸入水中的深度无关；
（3）在步骤E中，铜块浸没在水中，其受到的浮力F浮水=G-F示E=2.7N-2.1N=0.6N；
在步骤F中，铜块浸没在混合液中，铜块受到的浮力F浮液=G-F示F=2.7N-1.8N=0.9N；
铜块排开液体的体积都等于自身的体积，所以V排水=V排液，
根据阿基米德原理可得：$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮液}}{{ρ}_{液}g}$，
变形整理得：ρ液=$\frac{{F}_{浮液}}{{F}_{浮水}}$×ρ水=$\frac{0.9N}{0.6N}$×1.0×103kg/m3=1.5×103kg/m3；
（4）在步骤C与步骤G中铜块浸入水中的深度相同，但铜块横截面积不同，铜块排开水的体积不同；由图可知，G中铜块排开水的体积大，根据F浮=ρ水gV排可知，铜块受到的浮力F浮G＞F浮C；
则根据F示=G-F浮可知，弹簧测力计示数FG＜FC=2.5N．
故答案为：（1）2.7；（2）D、E；（3）1.5×103；（4）小于．
点评 本题探究“浮力大小与哪些因素有关”，考查弹簧测力计的读数、阿基米德原理、测液体的密度、控制变量法等知识，属于中等难度的题目．
用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象（不计绳重和摩擦），由图可知：运送1件货物时，绳子的拉力F是100N，动滑轮重为100N；当某次运送4件货物时，滑轮组的机械效率为80%．
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