4. 如图所示,一个竖直悬挂在水中的圆柱体,其上表面受到水的压力为 0.5 N,其下表面受到水的压力为 1.3 N。下列说法正确的是(

A.圆柱体受到的重力为 0.8 N
B.圆柱体受到的重力为 1.8 N
C.圆柱体受到水的浮力为 0.8 N
D.圆柱体受到水的浮力为 1.8 N
C
)A.圆柱体受到的重力为 0.8 N
B.圆柱体受到的重力为 1.8 N
C.圆柱体受到水的浮力为 0.8 N
D.圆柱体受到水的浮力为 1.8 N
答案
4.C
解析
【分析】要解决这道题,需明确浮力的产生原因: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压力差,即$F_{浮}=F_{下表面}-F_{上表面}$。题目给出了圆柱体上下表面的水的压力,先通过压力差计算浮力;同时注意圆柱体被绳子悬挂,受力平衡时重力等于拉力与浮力之和,无法直接由压力差得出重力,据此判断选项。
【解析】根据浮力的产生原因,圆柱体受到的浮力为:$F_{浮}=F_{下}-F_{上}=1.3N - 0.5N=0.8N$,故C选项正确,D选项错误;由于圆柱体被绳子悬挂,静止时受力平衡,重力$G=F_{拉}+F_{浮}$,题目未给出拉力大小,无法计算重力,因此A、B选项错误。
【答案】C
【知识点】浮力的产生、压力差法求浮力
【点评】本题考查浮力的基础知识点,核心是理解浮力等于上下表面的压力差,需注意区分浮力与重力的关系,避免误将压力差当作重力,属于基础题型。
【难度系数】0.6
【解析】根据浮力的产生原因,圆柱体受到的浮力为:$F_{浮}=F_{下}-F_{上}=1.3N - 0.5N=0.8N$,故C选项正确,D选项错误;由于圆柱体被绳子悬挂,静止时受力平衡,重力$G=F_{拉}+F_{浮}$,题目未给出拉力大小,无法计算重力,因此A、B选项错误。
【答案】C
【知识点】浮力的产生、压力差法求浮力
【点评】本题考查浮力的基础知识点,核心是理解浮力等于上下表面的压力差,需注意区分浮力与重力的关系,避免误将压力差当作重力,属于基础题型。
【难度系数】0.6
5.如图所示,找一只薄的塑料袋(重力和厚度可忽略),装入水后用弹簧测力计钩住并将其慢慢浸入水中,直至塑料袋中的水面与容器中的水面相平,此过程中弹簧测力计的示数(

A.逐渐增大
B.先减小后增大
C.始终保持不变
D.逐渐减小
D
)A.逐渐增大
B.先减小后增大
C.始终保持不变
D.逐渐减小
答案
5.D
解析
【分析】
要判断弹簧测力计示数的变化,需结合阿基米德原理和称重法测浮力的知识分析:薄塑料袋重力和厚度可忽略,袋内水的重力G恒定;当塑料袋慢慢浸入水中时,排开水的体积逐渐增大,根据阿基米德原理可知浮力变化,再通过称重法推导弹簧测力计示数的变化规律。
【解析】
1. 确定不变量:薄塑料袋重力和厚度可忽略,袋内水的重力G保持不变。
2. 分析排开体积:塑料袋慢慢浸入水中时,排开水的体积$V_{排}$逐渐增大。
3. 推导浮力变化:根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,$\rho_{水}$和$g$不变,$V_{排}$增大,因此浮力$F_{浮}$逐渐增大。
4. 分析弹簧测力计示数:根据称重法测浮力,弹簧测力计示数$F = G - F_{浮}$,由于G不变,$F_{浮}$逐渐增大,所以F会逐渐减小,直到袋内水面与容器水面相平时,$V_{排}$等于袋内水的体积,此时$F_{浮}=G$,示数变为0。因此此过程弹簧测力计的示数逐渐减小。
【答案】
D
【知识点】
阿基米德原理、称重法测浮力
【点评】
本题结合实验场景考查浮力规律的应用,核心是理解排开液体体积对浮力的影响,通过称重法推导示数变化,属于基础浮力应用题。
【难度系数】
0.5
要判断弹簧测力计示数的变化,需结合阿基米德原理和称重法测浮力的知识分析:薄塑料袋重力和厚度可忽略,袋内水的重力G恒定;当塑料袋慢慢浸入水中时,排开水的体积逐渐增大,根据阿基米德原理可知浮力变化,再通过称重法推导弹簧测力计示数的变化规律。
【解析】
1. 确定不变量:薄塑料袋重力和厚度可忽略,袋内水的重力G保持不变。
2. 分析排开体积:塑料袋慢慢浸入水中时,排开水的体积$V_{排}$逐渐增大。
3. 推导浮力变化:根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,$\rho_{水}$和$g$不变,$V_{排}$增大,因此浮力$F_{浮}$逐渐增大。
4. 分析弹簧测力计示数:根据称重法测浮力,弹簧测力计示数$F = G - F_{浮}$,由于G不变,$F_{浮}$逐渐增大,所以F会逐渐减小,直到袋内水面与容器水面相平时,$V_{排}$等于袋内水的体积,此时$F_{浮}=G$,示数变为0。因此此过程弹簧测力计的示数逐渐减小。
【答案】
D
【知识点】
阿基米德原理、称重法测浮力
【点评】
本题结合实验场景考查浮力规律的应用,核心是理解排开液体体积对浮力的影响,通过称重法推导示数变化,属于基础浮力应用题。
【难度系数】
0.5
6.小明在家长的陪伴下到某农庄参加在水稻田里拔杂草的劳动。他下到稻田后发现脚板深深陷入了水底的稀泥之中,目测水深约12 cm。请你帮小明估算一下他此时受到的浮力大小为(
A.1.2 N
B.12 N
C.120 N
D.0
D
)A.1.2 N
B.12 N
C.120 N
D.0
答案
6.D
解析
【分析】要判断小明受到的浮力,需明确浮力的产生原因:浮力是液体对物体向上和向下的压力差,只有当物体下表面受到液体向上的压力时,才会产生浮力。小明的脚板深深陷入稀泥,脚的下表面与稀泥紧密接触,没有水对脚的下表面产生向上的压力,因此不存在向上和向下的压力差,浮力为零。
【解析】浮力的本质是液体对物体的压力差,公式为$F_{浮}=F_{向上}-F_{向下}$。当物体下表面与容器底(稀泥)紧密接触时,下表面没有液体,故$F_{向上}=0$,此时压力差为0,浮力为0。小明的脚陷入稀泥,下表面不受水的向上压力,因此浮力大小为0,对应选项D。
【答案】D
【知识点】浮力产生的原因
【点评】本题考查浮力产生的条件,易错点在于误认为浸在液体中的物体一定受浮力,忽略了下表面是否存在液体压力,需准确理解浮力的本质。
【难度系数】0.4
【解析】浮力的本质是液体对物体的压力差,公式为$F_{浮}=F_{向上}-F_{向下}$。当物体下表面与容器底(稀泥)紧密接触时,下表面没有液体,故$F_{向上}=0$,此时压力差为0,浮力为0。小明的脚陷入稀泥,下表面不受水的向上压力,因此浮力大小为0,对应选项D。
【答案】D
【知识点】浮力产生的原因
【点评】本题考查浮力产生的条件,易错点在于误认为浸在液体中的物体一定受浮力,忽略了下表面是否存在液体压力,需准确理解浮力的本质。
【难度系数】0.4
7.用钓鱼竿钓鱼的时候,鱼钩钩住了鱼。鱼还在水中时,感觉鱼很轻,但把鱼拉离水面时,感觉鱼变重了。下列对此过程的解释,正确的是(
A.鱼离开水后,失去了水的浮力,使人感觉鱼变重了
B.鱼离开水后,鱼的重力增大,使人感觉鱼变重了
C.鱼离开水后,钓鱼线对钓鱼竿的拉力不变
D.钓鱼竿太重
A
)A.鱼离开水后,失去了水的浮力,使人感觉鱼变重了
B.鱼离开水后,鱼的重力增大,使人感觉鱼变重了
C.鱼离开水后,钓鱼线对钓鱼竿的拉力不变
D.钓鱼竿太重
答案
7.A
解析
【分析】
要解释钓鱼时鱼离开水面变重的现象,需对鱼在水中和离开水面时分别进行受力分析:鱼在水中时,受重力、水的浮力和钓鱼线的拉力,三力平衡,拉力等于重力减去浮力;鱼离开水面后,浮力消失,拉力等于重力,因此拉力变大,人感觉鱼变重。据此逐一分析选项即可。
【解析】
对鱼进行受力分析:
1. 鱼在水中时,竖直方向受力平衡,满足:$ F_{拉1} + F_{浮} = G $,即钓鱼线对鱼的拉力 $ F_{拉1} = G - F_{浮} $;
2. 鱼离开水面后,浮力 $ F_{浮}' = 0 $,此时钓鱼线对鱼的拉力 $ F_{拉2} = G $;
显然 $ F_{拉2} > F_{拉1} $,所以人感觉鱼变重,对应选项A正确。
其他选项分析:
B选项:鱼的重力是自身属性,离开水后重力不变,错误;
C选项:鱼离开水后,钓鱼线对鱼的拉力变大,因此对钓鱼竿的拉力也变大,错误;
D选项:感觉鱼变重与钓鱼竿本身无关,错误。
【答案】
A
【知识点】
浮力、受力分析
【点评】
本题结合生活实际场景,考查浮力与受力平衡的应用,核心是通过受力分析理解浮力对拉力的影响,难度较低,属于基础题,能帮助学生将物理知识与生活现象结合。
【难度系数】
0.8
要解释钓鱼时鱼离开水面变重的现象,需对鱼在水中和离开水面时分别进行受力分析:鱼在水中时,受重力、水的浮力和钓鱼线的拉力,三力平衡,拉力等于重力减去浮力;鱼离开水面后,浮力消失,拉力等于重力,因此拉力变大,人感觉鱼变重。据此逐一分析选项即可。
【解析】
对鱼进行受力分析:
1. 鱼在水中时,竖直方向受力平衡,满足:$ F_{拉1} + F_{浮} = G $,即钓鱼线对鱼的拉力 $ F_{拉1} = G - F_{浮} $;
2. 鱼离开水面后,浮力 $ F_{浮}' = 0 $,此时钓鱼线对鱼的拉力 $ F_{拉2} = G $;
显然 $ F_{拉2} > F_{拉1} $,所以人感觉鱼变重,对应选项A正确。
其他选项分析:
B选项:鱼的重力是自身属性,离开水后重力不变,错误;
C选项:鱼离开水后,钓鱼线对鱼的拉力变大,因此对钓鱼竿的拉力也变大,错误;
D选项:感觉鱼变重与钓鱼竿本身无关,错误。
【答案】
A
【知识点】
浮力、受力分析
【点评】
本题结合生活实际场景,考查浮力与受力平衡的应用,核心是通过受力分析理解浮力对拉力的影响,难度较低,属于基础题,能帮助学生将物理知识与生活现象结合。
【难度系数】
0.8
8.在一个装满水的容器中放入一个质量为20 g的物体,容器中溢出15 g的水,则该物体在水中的浮沉情况和水对容器底部的压强情况分别为(
A.下沉,压强不变
B.上浮,压强不变
C.漂浮,压强减小
D.悬浮,压强增大
A
)A.下沉,压强不变
B.上浮,压强不变
C.漂浮,压强减小
D.悬浮,压强增大
答案
8.A
解析
【分析】
要解决本题,需分两步思考:第一步,根据阿基米德原理计算物体受到的浮力,再结合物体重力,利用浮沉条件判断物体的浮沉状态;第二步,分析容器中水的深度变化,依据液体压强公式判断水对容器底部的压强变化。
【解析】
1. 计算物体的重力:物体质量$ m_{物}=20g=0.02kg $,重力$ G_{物}=m_{物}g=0.02kg×10N/kg=0.2N $;
2. 计算物体受到的浮力:根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,即$ F_{浮}=G_{排}=m_{排}g=0.015kg×10N/kg=0.15N $;
3. 判断浮沉状态:比较浮力与重力,$ F_{浮}=0.15N < G_{物}=0.2N $,根据浮沉条件,物体将下沉;
4. 判断容器底部压强:容器初始装满水,放入物体后溢出部分水,容器内水的深度$ h $不变,水的密度$ \rho $不变,由液体压强公式$ p=\rho gh $可知,水对容器底部的压强不变。
综上,答案为A。
【答案】
A
【知识点】
浮沉条件、阿基米德原理、液体压强
【点评】
本题综合考查浮沉条件、阿基米德原理和液体压强的应用,是初中物理力学的基础综合题,关键在于明确装满水的容器放入物体后水的深度不变,需熟练掌握相关公式与原理。
【难度系数】
0.7
要解决本题,需分两步思考:第一步,根据阿基米德原理计算物体受到的浮力,再结合物体重力,利用浮沉条件判断物体的浮沉状态;第二步,分析容器中水的深度变化,依据液体压强公式判断水对容器底部的压强变化。
【解析】
1. 计算物体的重力:物体质量$ m_{物}=20g=0.02kg $,重力$ G_{物}=m_{物}g=0.02kg×10N/kg=0.2N $;
2. 计算物体受到的浮力:根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,即$ F_{浮}=G_{排}=m_{排}g=0.015kg×10N/kg=0.15N $;
3. 判断浮沉状态:比较浮力与重力,$ F_{浮}=0.15N < G_{物}=0.2N $,根据浮沉条件,物体将下沉;
4. 判断容器底部压强:容器初始装满水,放入物体后溢出部分水,容器内水的深度$ h $不变,水的密度$ \rho $不变,由液体压强公式$ p=\rho gh $可知,水对容器底部的压强不变。
综上,答案为A。
【答案】
A
【知识点】
浮沉条件、阿基米德原理、液体压强
【点评】
本题综合考查浮沉条件、阿基米德原理和液体压强的应用,是初中物理力学的基础综合题,关键在于明确装满水的容器放入物体后水的深度不变,需熟练掌握相关公式与原理。
【难度系数】
0.7
9.国之重器——“新光华”轮为10万吨级半潜船,是国内最大、全球第二大的半潜船。半潜船在如图所示空载、下沉、载货的三种状态下,所受的浮力分别为$F_1$、$F_2$、$F_3$,则它们的大小关系是(

A.$F_1>F_2>F_3$
B.$F_1>F_3>F_2$
C.$F_2>F_3>F_1$
D.$F_1=F_2=F_3$
C
)A.$F_1>F_2>F_3$
B.$F_1>F_3>F_2$
C.$F_2>F_3>F_1$
D.$F_1=F_2=F_3$
答案
9.C
解析
【分析】
要比较半潜船在三个状态下的浮力大小,需依据阿基米德原理:浸在液体中的物体所受浮力等于排开液体的重力,公式为$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$。本题中液体均为海水,$\rho_{液}$和$g$是定值,因此浮力大小由排开海水的体积$V_{排}$决定,$V_{排}$越大,浮力越大。观察三个状态:空载时半潜船排开海水体积最小,下沉时水舱进水,排开海水体积最大,载货时排开海水体积介于两者之间,据此可判断浮力关系。
【解析】
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{海水}gV_{排}$:
1. 空载状态(对应$F_1$):半潜船排开海水的体积$V_1$较小;
2. 下沉状态(对应$F_2$):半潜船水舱进水,浸入海水中的体积最大,即排开海水体积$V_2$最大;
3. 载货状态(对应$F_3$):半潜船排开海水的体积$V_3$介于$V_1$和$V_2$之间,即$V_2>V_3>V_1$。
因为$\rho_{海水}$和$g$不变,浮力与$V_{排}$成正比,因此$F_2>F_3>F_1$,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理;浮力的比较
【点评】
本题结合半潜船的实际应用场景,考查阿基米德原理的基本应用,核心是判断不同状态下排开液体体积的大小,属于基础题型,只要掌握阿基米德原理即可轻松解答。
【难度系数】
0.7
要比较半潜船在三个状态下的浮力大小,需依据阿基米德原理:浸在液体中的物体所受浮力等于排开液体的重力,公式为$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$。本题中液体均为海水,$\rho_{液}$和$g$是定值,因此浮力大小由排开海水的体积$V_{排}$决定,$V_{排}$越大,浮力越大。观察三个状态:空载时半潜船排开海水体积最小,下沉时水舱进水,排开海水体积最大,载货时排开海水体积介于两者之间,据此可判断浮力关系。
【解析】
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{海水}gV_{排}$:
1. 空载状态(对应$F_1$):半潜船排开海水的体积$V_1$较小;
2. 下沉状态(对应$F_2$):半潜船水舱进水,浸入海水中的体积最大,即排开海水体积$V_2$最大;
3. 载货状态(对应$F_3$):半潜船排开海水的体积$V_3$介于$V_1$和$V_2$之间,即$V_2>V_3>V_1$。
因为$\rho_{海水}$和$g$不变,浮力与$V_{排}$成正比,因此$F_2>F_3>F_1$,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理;浮力的比较
【点评】
本题结合半潜船的实际应用场景,考查阿基米德原理的基本应用,核心是判断不同状态下排开液体体积的大小,属于基础题型,只要掌握阿基米德原理即可轻松解答。
【难度系数】
0.7
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