12. (2025·山东青岛自主招生)如图所示,用细线将木块底部与容器底部相连,木块浸没在深度一定、密度可改变的盐水中。盐水的密度始终大于木块的密度。下列表示木块受到的浮力 $ F_{1} $、盐水对容器底部的压强 $ p_{1} $、细线对木块的拉力 $ F_{2} $、容器对桌面的压强 $ p_{2} $ 随盐水密度 $ \rho $ 变化的关系图线中,可能正确的是(
C
)


答案:12.C
解析:
一、浮力$F_1$分析
木块始终浸没,排开盐水体积$V_{\mathrm{排}}=V_{\mathrm{木}}$(不变),由$F_1=\rho gV_{\mathrm{排}}$可知,$F_1$与$\rho$成正比,图像为过原点的倾斜直线。
二、盐水对容器底部的压强$p_1$分析
盐水深度$h$不变,由$p_1=\rho gh$可知,$p_1$与$\rho$成正比,图像为过原点的倾斜直线。
三、细线拉力$F_2$分析
木块受力平衡:$F_1=F_2+G_{\mathrm{木}}$,则$F_2=F_1-G_{\mathrm{木}}=\rho gV_{\mathrm{木}}-G_{\mathrm{木}}$。因$\rho > \rho_{\mathrm{木}}$,$F_2$随$\rho$增大而增大,且当$\rho=\rho_{\mathrm{木}}$时$F_2=0$(但题目中$\rho > \rho_{\mathrm{木}}$,故图像不过原点,为不过原点的倾斜直线)。
四、容器对桌面的压强$p_2$分析
容器总重力$G_{\mathrm{总}}=G_{\mathrm{容器}}+G_{\mathrm{盐水}}+G_{\mathrm{木}}$,其中$G_{\mathrm{盐水}}=\rho V_{\mathrm{盐水}}g$,则$p_2=\frac{G_{\mathrm{总}}}{S}=\frac{G_{\mathrm{容器}}+G_{\mathrm{木}}}{S}+\frac{\rho V_{\mathrm{盐水}}g}{S}$,$p_2$与$\rho$成正比,图像为不过原点的倾斜直线(因存在常数项)。
结论
只有选项C符合上述分析。
C
13. 为验证阿基米德原理,小明用弹簧测力计、小石块、烧杯、小桶、水、细线、垫块等进行操作,实验步骤如图 A、B、C、D、E 所示。

(1) 他的操作步骤中有一处错误,请帮他指出并改正。
错误步骤:
C
(填字母),改正:
把烧杯中的水加至杯口
。
(2) 改正错误后重新进行实验,A、B、D、E 中弹簧测力计的示数分别为 $ F_{1} $、$ F_{2} $、$ F_{3} $、$ F_{4} $。
① 由 A 图和
D
图中弹簧测力计的示数可以求出小石块受到的浮力。
② 被排开水的重力为
$F_{1} - F_{2}$
(用所测物理量表示)。
③ 如果关系式
$F_{1} - F_{3} = F_{4} - F_{2}$
(用所测物理量表示)成立,就可以验证阿基米德原理。
通过上述步骤能否全面验证阿基米德原理?
不能
(选填“能”或“不能”),理由是
只测量了一组数据,具有偶然性,不能得出普遍规律
。
(3) 若在 D 步骤中,小石块未浸没在水中,其他测量均正确,是否也能得到③中所填写的关系式?
能
(选填“能”或“不能”)。
答案:13.(1)C 把烧杯中的水加至杯口 (2)① D ②$F_{1} - F_{2}$ ③$F_{1} - F_{3} = F_{4} - F_{2}$ 不能 只测量了一组数据,具有偶然性,不能得出普遍规律 (3)能
解析:(1)由图可知,C步骤中水面没有到达杯口,当小石块浸入水时,水不会马上溢出,测得排开水的重力偏小,故C错误,改正方法:把烧杯中的水加至杯口。(2)①由A图可知小石块的重力$G = F_{1}$,由D图可知小石块浸没在水中时弹簧测力计的示数为$F_{3}$,则小石块受到的浮力$F_{浮} = F_{1} - F_{3}$。②由B图可知小桶的重力$G_{桶} = F_{2}$,由E图可知溢出的水和小桶的总重力为$F_{4}$,则小石块排开水的重力$G_{排} = F_{4} - F_{2}$。③如果小石块受到的浮力等于小石块排开水的重力,即$F_{1} - F_{3} = F_{4} - F_{2}$,就验证了阿基米德原理。通
过上述步骤不能全面验证阿基米德原理,因为只测量了一组数据,具有偶然性,不能得出普遍规律.(3)小石块未浸没在水中,排开水的重力减小,所受浮力减小,但仍然符合阿基米德原理,能得到③中的关系式.