1.体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中的浮沉情况如图所示,此时甲、乙、丙三个物体所受的浮力分别为$ F_{甲} $、$ F_{乙} $、$ F_{丙} $,则下列关系正确的是(

A.$ F_{甲} > F_{乙} > F_{丙} $
B.$ F_{甲} < F_{乙} < F_{丙} $
C.$ F_{甲} = F_{乙} = F_{丙} $
D.$ F_{甲} = F_{乙} > F_{丙} $
C
)A.$ F_{甲} > F_{乙} > F_{丙} $
B.$ F_{甲} < F_{乙} < F_{丙} $
C.$ F_{甲} = F_{乙} = F_{丙} $
D.$ F_{甲} = F_{乙} > F_{丙} $
答案
1.C
解析
【分析】要判断三个物体所受浮力的大小,需依据阿基米德原理,浮力大小由液体密度和排开液体的体积共同决定。题目中明确三个物体体积相同且都浸没在水中,因此排开水的体积等于各自物体的体积,结合阿基米德原理公式即可推导浮力的关系。
【解析】根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到的浮力公式为$ F_{浮} = \rho_{液}gV_{排} $。已知甲、乙、丙三个物体体积相同,且均浸没在水中,所以它们排开水的体积相等,即$ V_{排甲} = V_{排乙} = V_{排丙} = V_{物} $;又因为三个物体都处于水中,液体密度$ \rho_{水} $相同,$ g $为常量,代入公式可得:$ F_{甲} = \rho_{水}gV_{排甲} $,$ F_{乙} = \rho_{水}gV_{排乙} $,$ F_{丙} = \rho_{水}gV_{排丙} $,因此$ F_{甲} = F_{乙} = F_{丙} $,对应选项C。
【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【点评】本题考查阿基米德原理的基础应用,核心是明确浸没时排开液体体积等于物体体积,只要掌握浮力公式的影响因素,即可快速得出结论,属于基础题型。
【难度系数】0.6
【解析】根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到的浮力公式为$ F_{浮} = \rho_{液}gV_{排} $。已知甲、乙、丙三个物体体积相同,且均浸没在水中,所以它们排开水的体积相等,即$ V_{排甲} = V_{排乙} = V_{排丙} = V_{物} $;又因为三个物体都处于水中,液体密度$ \rho_{水} $相同,$ g $为常量,代入公式可得:$ F_{甲} = \rho_{水}gV_{排甲} $,$ F_{乙} = \rho_{水}gV_{排乙} $,$ F_{丙} = \rho_{水}gV_{排丙} $,因此$ F_{甲} = F_{乙} = F_{丙} $,对应选项C。
【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【点评】本题考查阿基米德原理的基础应用,核心是明确浸没时排开液体体积等于物体体积,只要掌握浮力公式的影响因素,即可快速得出结论,属于基础题型。
【难度系数】0.6
2. 小晴在清洗苹果和梨子时,发现苹果漂浮在水面,而梨子却沉到水底。对此,她作出了如下推断,其中正确的是(
A.梨子所受的浮力一定比梨子所受的重力大
B.梨子所受的浮力一定比梨子所受的重力小
C.苹果所受的浮力一定比苹果所受的重力大
D.苹果所受的浮力一定比苹果所受的重力小
B
)A.梨子所受的浮力一定比梨子所受的重力大
B.梨子所受的浮力一定比梨子所受的重力小
C.苹果所受的浮力一定比苹果所受的重力大
D.苹果所受的浮力一定比苹果所受的重力小
答案
2.B
解析
【分析】首先回忆物体的浮沉条件:当物体下沉时,浮力小于重力;当物体漂浮时,浮力等于重力。再结合苹果和梨子的状态,逐一分析选项得出正确结论。
【解析】根据物体浮沉条件:①物体下沉时,$F_{浮}<G$;②物体漂浮时,$F_{浮}=G$。题目中梨子沉到水底,说明梨子处于下沉状态,因此梨子所受浮力小于其重力,故A错误,B正确;苹果漂浮在水面,说明苹果所受浮力等于其重力,故C、D错误。
【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件
【点评】本题考查物体浮沉条件的基础应用,属于初中物理力学的基础题,牢记浮沉时浮力与重力的关系即可快速解答。
【难度系数】0.7
【解析】根据物体浮沉条件:①物体下沉时,$F_{浮}<G$;②物体漂浮时,$F_{浮}=G$。题目中梨子沉到水底,说明梨子处于下沉状态,因此梨子所受浮力小于其重力,故A错误,B正确;苹果漂浮在水面,说明苹果所受浮力等于其重力,故C、D错误。
【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件
【点评】本题考查物体浮沉条件的基础应用,属于初中物理力学的基础题,牢记浮沉时浮力与重力的关系即可快速解答。
【难度系数】0.7
3.鱼体内有一器官叫鱼鳔,鱼在水中可以自由地沉浮,就是靠改变鱼鳔的体积来实现的。当一条鱼在水中沉浮时,你认为它主要是改变(
A.所受的重力
B.所受的浮力
C.水的密度
D.无法确定
B
)A.所受的重力
B.所受的浮力
C.水的密度
D.无法确定
答案
3.B
解析
【分析】要解决这道题,需结合阿基米德原理和物体沉浮的原理分析:鱼的沉浮是通过改变鱼鳔体积实现的,需明确各物理量的变化情况:鱼自身质量不变,重力不变;水的密度是外界属性,鱼无法改变;而鱼鳔体积变化会改变排开水的体积,进而影响浮力大小,以此判断正确选项。
【解析】根据阿基米德原理,浮力公式为$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$。鱼鳔体积改变时,鱼排开水的体积$V_{排}$随之变化,水的密度$\rho_{液}$和常量$g$不变,因此鱼所受浮力会改变;鱼的质量不变,重力不变;水的密度是外界环境的属性,鱼无法改变。所以鱼主要通过改变所受浮力实现沉浮,对应选项B。
【答案】B
【知识点】阿基米德原理、物体的沉浮条件
【点评】本题结合鱼的沉浮原理考查浮力相关知识,核心是理解鱼鳔体积变化对排开液体体积的影响,属于基础应用类题目,难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】根据阿基米德原理,浮力公式为$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$。鱼鳔体积改变时,鱼排开水的体积$V_{排}$随之变化,水的密度$\rho_{液}$和常量$g$不变,因此鱼所受浮力会改变;鱼的质量不变,重力不变;水的密度是外界环境的属性,鱼无法改变。所以鱼主要通过改变所受浮力实现沉浮,对应选项B。
【答案】B
【知识点】阿基米德原理、物体的沉浮条件
【点评】本题结合鱼的沉浮原理考查浮力相关知识,核心是理解鱼鳔体积变化对排开液体体积的影响,属于基础应用类题目,难度较低。
【难度系数】0.7
4.小竹将质量为120 g的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯中溢出了100 cm³的水,则物体(g取10 N/kg)(
A.漂浮在水面上
B.悬浮在水中
C.沉在溢水杯底部
D.受到1.2 N的浮力
C
)A.漂浮在水面上
B.悬浮在水中
C.沉在溢水杯底部
D.受到1.2 N的浮力
答案
4.C
解析
【分析】要判断物体的浮沉状态,需先计算物体的重力和它受到的浮力,再通过比较两者大小,结合浮沉条件确定物体的状态,进而选出正确选项。具体步骤为:①将质量单位换算为kg,计算物体的重力;②根据阿基米德原理,计算物体排开水的重力即浮力;③比较重力与浮力的大小,判断浮沉情况,对应选项得出答案。
【解析】首先进行单位换算:物体质量$ m=120g=0.12kg $,排开水的体积$ V_{排}=100cm^3=1×10^{-4}m^3 $。
1. 计算物体的重力:$ G=mg=0.12kg×10N/kg=1.2N $;
2. 根据阿基米德原理,物体受到的浮力:$ F_{浮}=ρ_{水}gV_{排}=1×10^3kg/m^3×10N/kg×1×10^{-4}m^3=1N $;
3. 比较重力与浮力:$ G=1.2N>F_{浮}=1N $,根据浮沉条件,当物体重力大于浮力时,物体下沉,最终静止时沉在溢水杯底部。
对选项逐一分析:A选项漂浮要求$ F_{浮}=G $,不符合;B选项悬浮要求$ F_{浮}=G $,不符合;C选项沉在溢水杯底部,符合计算结果;D选项浮力应为1N,不是1.2N,错误。因此选C。
【答案】C
【知识点】浮力计算、物体浮沉条件
【点评】本题考查浮力的计算及浮沉条件的应用,关键是正确计算重力和浮力,注意单位换算,难度适中,属于基础题型。
【难度系数】0.6
【解析】首先进行单位换算:物体质量$ m=120g=0.12kg $,排开水的体积$ V_{排}=100cm^3=1×10^{-4}m^3 $。
1. 计算物体的重力:$ G=mg=0.12kg×10N/kg=1.2N $;
2. 根据阿基米德原理,物体受到的浮力:$ F_{浮}=ρ_{水}gV_{排}=1×10^3kg/m^3×10N/kg×1×10^{-4}m^3=1N $;
3. 比较重力与浮力:$ G=1.2N>F_{浮}=1N $,根据浮沉条件,当物体重力大于浮力时,物体下沉,最终静止时沉在溢水杯底部。
对选项逐一分析:A选项漂浮要求$ F_{浮}=G $,不符合;B选项悬浮要求$ F_{浮}=G $,不符合;C选项沉在溢水杯底部,符合计算结果;D选项浮力应为1N,不是1.2N,错误。因此选C。
【答案】C
【知识点】浮力计算、物体浮沉条件
【点评】本题考查浮力的计算及浮沉条件的应用,关键是正确计算重力和浮力,注意单位换算,难度适中,属于基础题型。
【难度系数】0.6
5.盛有适量水的柱形容器静止于水平桌面上,先把质量与碗相等的土豆放置于碗中,并将其放入柱形容器的水中,静止时处于漂浮状态如图甲所示;再把土豆从碗中取出轻放入水中,静止时土豆沉底、碗处于漂浮状态如图乙所示,下列说法正确的是(

A.水对碗减少的浮力(甲、乙两图对比)等于图乙中水对土豆的浮力
B.图乙中水对碗的浮力小于水对土豆的浮力
C.图甲容器中的水对容器底部的压强大于图乙容器中的水对容器底部的压强
D.图甲容器对桌面的压强大于图乙容器对桌面的压强
C
)A.水对碗减少的浮力(甲、乙两图对比)等于图乙中水对土豆的浮力
B.图乙中水对碗的浮力小于水对土豆的浮力
C.图甲容器中的水对容器底部的压强大于图乙容器中的水对容器底部的压强
D.图甲容器对桌面的压强大于图乙容器对桌面的压强
答案
5.C
解析
【分析】
要解决这道题,需结合漂浮条件、阿基米德原理,以及液体压强、固体压强的公式分析各选项:
1. 明确已知条件:碗和土豆质量相等,设为m;甲图中碗和土豆整体漂浮,乙图中碗漂浮、土豆沉底;容器为柱形,底面积相同。
2. 分析排开液体体积:根据漂浮时浮力等于重力,沉底时浮力小于重力,结合阿基米德原理F浮=ρ水gV排,比较甲、乙两图的总排开体积,进而判断液面高度,分析液体压强;
3. 逐一对比碗的浮力、土豆的浮力,以及容器对桌面的压力和压强,判断各选项正误。
【解析】
设碗和土豆的质量均为m,重力均为mg。
甲图:碗和土豆整体漂浮,总浮力F浮总甲 = G碗 + G土豆 = 2mg,总排开体积V排甲 = F浮总甲/(ρ水g) = 2mg/(ρ水g) = 2m/ρ水。
乙图:碗单独漂浮,浮力F浮乙碗 = G碗 = mg,排开体积V排碗 = mg/(ρ水g) = m/ρ水;土豆沉底,浮力F浮乙土豆 = ρ水gV土豆 < G土豆 = mg,排开体积V排土豆 = V土豆 = m/ρ土豆(土豆密度ρ土豆>ρ水,故V土豆 < m/ρ水);总排开体积V排乙 = V排碗 + V排土豆 = m/ρ水 + m/ρ土豆 < m/ρ水 + m/ρ水 = 2m/ρ水 = V排甲。
对选项逐一分析:
选项A:水对碗减少的浮力为F浮甲碗 - F浮乙碗,甲图中碗的浮力等于碗和土豆的总重力,即F浮甲碗=2mg,故减少的浮力=2mg - mg=mg;乙图中土豆的浮力F浮乙土豆 < mg,因此减少的浮力不等于土豆的浮力,A错误。
选项B:乙图中碗的浮力F浮乙碗=mg,土豆的浮力F浮乙土豆 < mg,故碗的浮力大于土豆的浮力,B错误。
选项C:容器为柱形,液面高度h=V排/S(S为容器底面积),因V排甲>V排乙,故h甲>h乙;根据液体压强公式p=ρ水gh,水的密度不变,h越大压强越大,因此甲图水对容器底部的压强大于乙图,C正确。
选项D:容器对桌面的压力等于容器、水、碗、土豆的总重力,甲、乙两图总重力相同,容器底面积相同,根据固体压强公式p=F/S,两图容器对桌面的压强相等,D错误。
【答案】
C
【知识点】
浮力、液体压强、固体压强
【点评】
本题综合考查浮力与压强的应用,核心是利用漂浮、沉底的浮力特点,结合阿基米德原理比较排开体积,进而分析液面高度和压强;需注意柱形容器中液体压强与排开体积的关系,以及容器对桌面压力的判断,是初中物理的典型综合题。
【难度系数】
0.4
要解决这道题,需结合漂浮条件、阿基米德原理,以及液体压强、固体压强的公式分析各选项:
1. 明确已知条件:碗和土豆质量相等,设为m;甲图中碗和土豆整体漂浮,乙图中碗漂浮、土豆沉底;容器为柱形,底面积相同。
2. 分析排开液体体积:根据漂浮时浮力等于重力,沉底时浮力小于重力,结合阿基米德原理F浮=ρ水gV排,比较甲、乙两图的总排开体积,进而判断液面高度,分析液体压强;
3. 逐一对比碗的浮力、土豆的浮力,以及容器对桌面的压力和压强,判断各选项正误。
【解析】
设碗和土豆的质量均为m,重力均为mg。
甲图:碗和土豆整体漂浮,总浮力F浮总甲 = G碗 + G土豆 = 2mg,总排开体积V排甲 = F浮总甲/(ρ水g) = 2mg/(ρ水g) = 2m/ρ水。
乙图:碗单独漂浮,浮力F浮乙碗 = G碗 = mg,排开体积V排碗 = mg/(ρ水g) = m/ρ水;土豆沉底,浮力F浮乙土豆 = ρ水gV土豆 < G土豆 = mg,排开体积V排土豆 = V土豆 = m/ρ土豆(土豆密度ρ土豆>ρ水,故V土豆 < m/ρ水);总排开体积V排乙 = V排碗 + V排土豆 = m/ρ水 + m/ρ土豆 < m/ρ水 + m/ρ水 = 2m/ρ水 = V排甲。
对选项逐一分析:
选项A:水对碗减少的浮力为F浮甲碗 - F浮乙碗,甲图中碗的浮力等于碗和土豆的总重力,即F浮甲碗=2mg,故减少的浮力=2mg - mg=mg;乙图中土豆的浮力F浮乙土豆 < mg,因此减少的浮力不等于土豆的浮力,A错误。
选项B:乙图中碗的浮力F浮乙碗=mg,土豆的浮力F浮乙土豆 < mg,故碗的浮力大于土豆的浮力,B错误。
选项C:容器为柱形,液面高度h=V排/S(S为容器底面积),因V排甲>V排乙,故h甲>h乙;根据液体压强公式p=ρ水gh,水的密度不变,h越大压强越大,因此甲图水对容器底部的压强大于乙图,C正确。
选项D:容器对桌面的压力等于容器、水、碗、土豆的总重力,甲、乙两图总重力相同,容器底面积相同,根据固体压强公式p=F/S,两图容器对桌面的压强相等,D错误。
【答案】
C
【知识点】
浮力、液体压强、固体压强
【点评】
本题综合考查浮力与压强的应用,核心是利用漂浮、沉底的浮力特点,结合阿基米德原理比较排开体积,进而分析液面高度和压强;需注意柱形容器中液体压强与排开体积的关系,以及容器对桌面压力的判断,是初中物理的典型综合题。
【难度系数】
0.4
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