4. 如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头。关于水堵头,下列说法正确的是(

A.没有受到水的压力,但受到水的浮力
B.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
C.受到水的压力,没有受到水的浮力
D.受到水的压力,也受到水的浮力
C
)A.没有受到水的压力,但受到水的浮力
B.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
C.受到水的压力,没有受到水的浮力
D.受到水的压力,也受到水的浮力
答案
4.C
解析
【分析】
要判断水堵头是否受水的压力和浮力,需明确两个概念的产生原因:液体压力是由于液体受重力,对浸入其中的物体产生挤压作用;浮力的本质是物体上下表面受到液体的压力差,即只有当物体上下都有液体,且存在向上和向下的压力差时,才会受到浮力。
【解析】
1. 水堵头浸在水中,水受重力,会对堵头的上表面产生向下的压力,因此水堵头受到水的压力;
2. 浮力的产生需要物体上下表面都受到液体的压力,且存在压力差。水堵头塞在出水口,其下表面与外界空气接触,没有水对它向上的压力,不存在向上和向下的压力差,所以水堵头没有受到水的浮力。
综上,选项C正确。
【答案】
C
【知识点】
液体压力、浮力产生条件
【点评】
本题考查液体压力和浮力的基础概念,核心是理解浮力的本质是压力差,需结合物体的实际受力情况分析,是对物理基础知识点的应用。
【难度系数】
0.5
要判断水堵头是否受水的压力和浮力,需明确两个概念的产生原因:液体压力是由于液体受重力,对浸入其中的物体产生挤压作用;浮力的本质是物体上下表面受到液体的压力差,即只有当物体上下都有液体,且存在向上和向下的压力差时,才会受到浮力。
【解析】
1. 水堵头浸在水中,水受重力,会对堵头的上表面产生向下的压力,因此水堵头受到水的压力;
2. 浮力的产生需要物体上下表面都受到液体的压力,且存在压力差。水堵头塞在出水口,其下表面与外界空气接触,没有水对它向上的压力,不存在向上和向下的压力差,所以水堵头没有受到水的浮力。
综上,选项C正确。
【答案】
C
【知识点】
液体压力、浮力产生条件
【点评】
本题考查液体压力和浮力的基础概念,核心是理解浮力的本质是压力差,需结合物体的实际受力情况分析,是对物理基础知识点的应用。
【难度系数】
0.5
5. 弹簧测力计下挂有一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,逐渐浸入水中,如图甲所示。图乙是弹簧测力计示数F随物体下降高度h变化的关系图像(忽略液面变化,g取10 N/kg),下列说法正确的是 (

A.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9 N
B.物体的体积是500 cm³
C.物体受到的最大浮力是5 N
D.物体的密度是$2.25×10^3$ kg/m³
D
)A.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9 N
B.物体的体积是500 cm³
C.物体受到的最大浮力是5 N
D.物体的密度是$2.25×10^3$ kg/m³
答案
5.D
解析
【分析】
要解决这道题,需先分析图乙的F-h图像:当物体下降高度h≤4cm时,弹簧测力计示数为9N,此时物体未浸入水中,拉力等于物体重力,即G=9N;当h在4cm~8cm时,物体逐渐浸入水中,排开水的体积增大,浮力增大,弹簧测力计示数减小;当h≥8cm时,物体完全浸没,排开水的体积不变,弹簧测力计示数稳定为5N,此时浮力最大。接下来结合浮力公式、重力公式、密度公式,逐一分析各选项。
【解析】
1. 计算核心物理量:
物体重力:h≤4cm时,物体未浸入水中,拉力等于重力,故G=9N;
最大浮力:物体完全浸没时,拉力F拉=5N,由称重法得最大浮力F浮=G-F拉=9N-5N=4N,因此C选项错误;
物体体积:完全浸没时V=V排,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排,得V=F浮/(ρ水g)=4N/(1×10³kg/m³×10N/kg)=4×10⁻⁴m³=400cm³,因此B选项错误;
刚浸没时下表面压力:浮力是上下表面的压力差,刚浸没时上表面压力为0,故下表面压力等于浮力,即F压=F浮=4N,因此A选项错误;
物体密度:物体质量m=G/g=9N/10N/kg=0.9kg,密度ρ=m/V=0.9kg/(4×10⁻⁴m³)=2.25×10³kg/m³,因此D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
浮力计算、阿基米德原理、密度计算
【点评】
本题结合图像考查浮力相关知识,关键是从F-h图像中提取物体重力、完全浸没时的拉力等信息,利用浮力与压力差的关系、阿基米德原理、密度公式推导计算,需掌握图像分析能力和公式的灵活应用。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需先分析图乙的F-h图像:当物体下降高度h≤4cm时,弹簧测力计示数为9N,此时物体未浸入水中,拉力等于物体重力,即G=9N;当h在4cm~8cm时,物体逐渐浸入水中,排开水的体积增大,浮力增大,弹簧测力计示数减小;当h≥8cm时,物体完全浸没,排开水的体积不变,弹簧测力计示数稳定为5N,此时浮力最大。接下来结合浮力公式、重力公式、密度公式,逐一分析各选项。
【解析】
1. 计算核心物理量:
物体重力:h≤4cm时,物体未浸入水中,拉力等于重力,故G=9N;
最大浮力:物体完全浸没时,拉力F拉=5N,由称重法得最大浮力F浮=G-F拉=9N-5N=4N,因此C选项错误;
物体体积:完全浸没时V=V排,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排,得V=F浮/(ρ水g)=4N/(1×10³kg/m³×10N/kg)=4×10⁻⁴m³=400cm³,因此B选项错误;
刚浸没时下表面压力:浮力是上下表面的压力差,刚浸没时上表面压力为0,故下表面压力等于浮力,即F压=F浮=4N,因此A选项错误;
物体密度:物体质量m=G/g=9N/10N/kg=0.9kg,密度ρ=m/V=0.9kg/(4×10⁻⁴m³)=2.25×10³kg/m³,因此D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
浮力计算、阿基米德原理、密度计算
【点评】
本题结合图像考查浮力相关知识,关键是从F-h图像中提取物体重力、完全浸没时的拉力等信息,利用浮力与压力差的关系、阿基米德原理、密度公式推导计算,需掌握图像分析能力和公式的灵活应用。
【难度系数】
0.6
6. 泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。冲泡茶叶时,部分茶叶表面附着的气泡使其排开水的体积增大,茶叶由于浮力大于重力而
茶叶充分吸水后由于其密度
上浮
;茶叶充分吸水后由于其密度
大于
水的密度而下沉。答案
6. 上浮 大于
解析
【分析】
要解决这道题,需运用物体的浮沉条件:当物体所受浮力大于自身重力时,物体会上浮;当物体的密度大于液体的密度时,物体会下沉。结合题目中泡茶的场景,第一步分析茶叶附着气泡时的受力情况,第二步分析吸水后茶叶密度与水的密度关系,即可得出答案。
【解析】
1. 冲泡茶叶时,茶叶表面附着气泡,使排开水的体积增大,根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,茶叶受到的浮力增大,此时浮力大于重力,根据浮沉条件,茶叶会上浮;
2. 茶叶充分吸水后,自身密度变大,当密度大于水的密度时,根据浮沉条件,物体密度大于液体密度时会下沉,因此茶叶会下沉。
【答案】上浮;大于
【知识点】物体的浮沉条件、阿基米德原理
【点评】本题结合生活中泡茶的场景考查基础浮沉条件的应用,将物理知识与实际生活结合,侧重对基本概念的理解,难度较低。
【难度系数】0.7
要解决这道题,需运用物体的浮沉条件:当物体所受浮力大于自身重力时,物体会上浮;当物体的密度大于液体的密度时,物体会下沉。结合题目中泡茶的场景,第一步分析茶叶附着气泡时的受力情况,第二步分析吸水后茶叶密度与水的密度关系,即可得出答案。
【解析】
1. 冲泡茶叶时,茶叶表面附着气泡,使排开水的体积增大,根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,茶叶受到的浮力增大,此时浮力大于重力,根据浮沉条件,茶叶会上浮;
2. 茶叶充分吸水后,自身密度变大,当密度大于水的密度时,根据浮沉条件,物体密度大于液体密度时会下沉,因此茶叶会下沉。
【答案】上浮;大于
【知识点】物体的浮沉条件、阿基米德原理
【点评】本题结合生活中泡茶的场景考查基础浮沉条件的应用,将物理知识与实际生活结合,侧重对基本概念的理解,难度较低。
【难度系数】0.7
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