一、填空题。
1. 某同学制作的潜水艇模型静止在如图所示的位置,为使潜水艇模型下沉,则需要从通气管处
第1题图
第2题图 
1. 某同学制作的潜水艇模型静止在如图所示的位置,为使潜水艇模型下沉,则需要从通气管处
抽气
(选填“吹气”或“抽气”),使其受到的浮力小于
(选填“大于”“小于”或“等于”)重力。第1题图
答案
1. 抽气 小于
解析
【分析】
要使潜水艇模型下沉,需结合潜水艇的工作原理和物体浮沉条件分析:潜水艇模型浸没在水中时,排开水的体积不变,根据阿基米德原理,其所受浮力大小不变;根据物体浮沉条件,当物体重力大于浮力时,物体将下沉,因此需要增大模型自身重力,需从通气管抽气让水进入模型,使重力增加。
【解析】
潜水艇模型浸没在水中,排开水的体积$V_{排}$不变,由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$可知,模型受到的浮力大小不变。根据物体浮沉条件,要使模型下沉,需让模型的重力大于浮力,因此需要从通气管抽气,使水进入模型内部,增大模型的重力,此时重力大于浮力,模型即可下沉。
【答案】
抽气;小于
【知识点】
浮力的应用;物体的浮沉条件
【点评】
本题考查潜水艇的工作原理及物体浮沉条件的应用,属于基础题,需理解潜水艇通过改变自身重力实现浮沉的特点,结合浮沉条件分析即可。
【难度系数】
0.7
要使潜水艇模型下沉,需结合潜水艇的工作原理和物体浮沉条件分析:潜水艇模型浸没在水中时,排开水的体积不变,根据阿基米德原理,其所受浮力大小不变;根据物体浮沉条件,当物体重力大于浮力时,物体将下沉,因此需要增大模型自身重力,需从通气管抽气让水进入模型,使重力增加。
【解析】
潜水艇模型浸没在水中,排开水的体积$V_{排}$不变,由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$可知,模型受到的浮力大小不变。根据物体浮沉条件,要使模型下沉,需让模型的重力大于浮力,因此需要从通气管抽气,使水进入模型内部,增大模型的重力,此时重力大于浮力,模型即可下沉。
【答案】
抽气;小于
【知识点】
浮力的应用;物体的浮沉条件
【点评】
本题考查潜水艇的工作原理及物体浮沉条件的应用,属于基础题,需理解潜水艇通过改变自身重力实现浮沉的特点,结合浮沉条件分析即可。
【难度系数】
0.7
2.如图所示,完全相同的a、b两个长方体,长度为h,悬浮在密度为ρ的液体中,两个长方体上、下表面受到液体的压强差分别为$ P_a $、$ P_b $,两个长方体受到液体对它们的浮力分别为$ F_{a浮} $、$ F_{b浮} $,则$ P_a $
等于
$ P_b $,$ F_{a浮} $等于
$ F_{b浮} $。(均选填“大于”“小于”或“等于”)答案
2. 等于 等于
解析
【分析】
要解决本题,需掌握液体压强差的计算方法、浮力的产生原因及阿基米德原理。首先,长方体上下表面的竖直深度差等于自身高度,结合液体压强公式可判断压强差关系;其次,浮力是液体对物体上下表面的压力差,或通过阿基米德原理判断浮力大小。
【解析】
1. 压强差分析:长方体上下表面的竖直深度差等于其自身高度$ h $,根据液体压强差公式$ \Delta p = \rho g \Delta h $,由于a、b完全相同,深度差$ \Delta h $均为$ h $,液体密度$ \rho $相同,因此上下表面的压强差$ P_a = \rho g h $,$ P_b = \rho g h $,故$ P_a $等于$ P_b $。
2. 浮力分析:浮力的本质是液体对物体上下表面的压力差,即$ F_{浮} = \Delta p · S $($ S $为长方体底面积)。a、b完全相同,底面积$ S $相等,且压强差$ \Delta p $相等,因此$ F_{a浮} = P_a · S $,$ F_{b浮} = P_b · S $,故$ F_{a浮} $等于$ F_{b浮} $;也可通过阿基米德原理判断:悬浮时排开液体体积等于自身体积,a、b完全相同则$ V_{排} $相同,液体密度相同,所以浮力相等。
【答案】
等于 等于
【知识点】
液体压强差、浮力产生原因、阿基米德原理
【点评】
本题考查液体压强与浮力的基础应用,核心是理解压强差的计算和浮力的本质,属于初中物理基础题,难度较低。
【难度系数】
0.3
要解决本题,需掌握液体压强差的计算方法、浮力的产生原因及阿基米德原理。首先,长方体上下表面的竖直深度差等于自身高度,结合液体压强公式可判断压强差关系;其次,浮力是液体对物体上下表面的压力差,或通过阿基米德原理判断浮力大小。
【解析】
1. 压强差分析:长方体上下表面的竖直深度差等于其自身高度$ h $,根据液体压强差公式$ \Delta p = \rho g \Delta h $,由于a、b完全相同,深度差$ \Delta h $均为$ h $,液体密度$ \rho $相同,因此上下表面的压强差$ P_a = \rho g h $,$ P_b = \rho g h $,故$ P_a $等于$ P_b $。
2. 浮力分析:浮力的本质是液体对物体上下表面的压力差,即$ F_{浮} = \Delta p · S $($ S $为长方体底面积)。a、b完全相同,底面积$ S $相等,且压强差$ \Delta p $相等,因此$ F_{a浮} = P_a · S $,$ F_{b浮} = P_b · S $,故$ F_{a浮} $等于$ F_{b浮} $;也可通过阿基米德原理判断:悬浮时排开液体体积等于自身体积,a、b完全相同则$ V_{排} $相同,液体密度相同,所以浮力相等。
【答案】
等于 等于
【知识点】
液体压强差、浮力产生原因、阿基米德原理
【点评】
本题考查液体压强与浮力的基础应用,核心是理解压强差的计算和浮力的本质,属于初中物理基础题,难度较低。
【难度系数】
0.3
3.如图所示是悬浮在空气中的热气球,它受到浮力的施力物体是

空气
,此时浮力与重力
二力平衡。答案
3. 空气 重力
解析
【分析】要解决这道题,需掌握浮力的施力物体判断和二力平衡的应用:首先,浸在气体中的物体,浮力的施力物体是其所处的气体介质;其次,静止的物体处于平衡状态,受到的两个力满足二力平衡条件(大小相等、方向相反、作用在同一直线、同一物体上)。结合热气球的状态分析即可。
【解析】1. 浮力的施力物体:热气球悬浮在空气中,周围的空气对热气球施加向上的浮力,因此浮力的施力物体是空气。2. 二力平衡:热气球处于静止状态,属于平衡状态,它受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力,这两个力符合二力平衡的条件,是一对平衡力。
【答案】空气 重力
【知识点】浮力的概念;二力平衡条件
【点评】本题考察力学基础知识点,难度较低,需学生明确浮力施力物体的判断方法和二力平衡的应用,属于基础题型。
【难度系数】0.3
【解析】1. 浮力的施力物体:热气球悬浮在空气中,周围的空气对热气球施加向上的浮力,因此浮力的施力物体是空气。2. 二力平衡:热气球处于静止状态,属于平衡状态,它受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力,这两个力符合二力平衡的条件,是一对平衡力。
【答案】空气 重力
【知识点】浮力的概念;二力平衡条件
【点评】本题考察力学基础知识点,难度较低,需学生明确浮力施力物体的判断方法和二力平衡的应用,属于基础题型。
【难度系数】0.3
4.取一只空牙膏袋,第一次将它挤瘪,第二次将它撑开,两次都拧紧盖后,先后放入同一杯水中。如图所示,图甲牙膏袋在水中沉底,图乙牙膏袋在水中漂浮。不计牙膏袋内空气的质量和牙膏袋拿出时带出的水,则两次牙膏袋的质量大小关系是$ m_{甲} $

等于
$ m_{乙} $,两次所受的浮力大小关系是$ F_{甲} $小于
$ F_{乙} $。(均选填“大于”“小于”或“等于”)答案
4. 等于 小于
解析
【分析】
首先,质量是物体所含物质的多少,与物体的形状无关,因此同一只牙膏袋挤瘪和撑开后,物质的多少未改变,质量相等。其次,根据物体浮沉条件分析浮力:甲图中牙膏袋沉底,此时浮力小于重力;乙图中牙膏袋漂浮,此时浮力等于重力,结合两次重力相等即可比较浮力大小。
【解析】
1. 质量关系:质量是物体的固有属性,不随形状的改变而变化。两次实验使用同一只牙膏袋,仅形状改变,所含物质的多少不变,故$ m_{甲} = m_{乙} $。
2. 浮力关系:根据浮沉条件,甲图中牙膏袋沉底,满足$ F_{浮甲} < G $;乙图中牙膏袋漂浮,满足$ F_{浮乙} = G $。由于两次牙膏袋的重力$ G $相同,因此$ F_{浮甲} < F_{浮乙} $。
【答案】
等于;小于
【知识点】
质量的属性;物体浮沉条件
【点评】
本题结合牙膏袋的形状变化,考查质量的特性和浮沉条件的应用,解题关键是明确质量与形状无关,以及不同浮沉状态下浮力与重力的关系,难度适中。
【难度系数】
0.6
首先,质量是物体所含物质的多少,与物体的形状无关,因此同一只牙膏袋挤瘪和撑开后,物质的多少未改变,质量相等。其次,根据物体浮沉条件分析浮力:甲图中牙膏袋沉底,此时浮力小于重力;乙图中牙膏袋漂浮,此时浮力等于重力,结合两次重力相等即可比较浮力大小。
【解析】
1. 质量关系:质量是物体的固有属性,不随形状的改变而变化。两次实验使用同一只牙膏袋,仅形状改变,所含物质的多少不变,故$ m_{甲} = m_{乙} $。
2. 浮力关系:根据浮沉条件,甲图中牙膏袋沉底,满足$ F_{浮甲} < G $;乙图中牙膏袋漂浮,满足$ F_{浮乙} = G $。由于两次牙膏袋的重力$ G $相同,因此$ F_{浮甲} < F_{浮乙} $。
【答案】
等于;小于
【知识点】
质量的属性;物体浮沉条件
【点评】
本题结合牙膏袋的形状变化,考查质量的特性和浮沉条件的应用,解题关键是明确质量与形状无关,以及不同浮沉状态下浮力与重力的关系,难度适中。
【难度系数】
0.6
5. 一艘船重为$8.0×10^{4}\ \mathrm{N}$,当船漂浮在水面上时,船排开水的重力为
$8.0×10^4$
N,此时船排开水的体积为$8.0$
$\mathrm{m}^3$。($\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$,$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$)答案
5. $8.0×10^4$ 8.0
解析
【分析】
本题考查漂浮条件和阿基米德原理的应用,解题思路为:首先利用漂浮时浮力等于重力的关系,得出排开水的重力;再根据阿基米德原理的变形公式计算排开水的体积。
【解析】
1. 船漂浮在水面上,根据漂浮条件可知,船受到的浮力等于自身重力,即$F_{浮}=G_{船}=8.0×10^{4}\ \mathrm{N}$。根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,因此船排开水的重力$G_{排}=F_{浮}=8.0×10^{4}\ \mathrm{N}$。
2. 由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,变形可得排开水的体积公式$V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{水}g}$,代入已知数值:
$V_{排}=\frac{8.0×10^{4}\ \mathrm{N}}{1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=8.0\ \mathrm{m}^3$。
【答案】
$8.0×10^4$;$8.0$
【知识点】
漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题为浮力基础应用题,核心是利用漂浮时浮力与重力的关系简化计算,再结合阿基米德原理进行体积推导,计算过程简单,侧重公式的基础应用。
【难度系数】
0.8
本题考查漂浮条件和阿基米德原理的应用,解题思路为:首先利用漂浮时浮力等于重力的关系,得出排开水的重力;再根据阿基米德原理的变形公式计算排开水的体积。
【解析】
1. 船漂浮在水面上,根据漂浮条件可知,船受到的浮力等于自身重力,即$F_{浮}=G_{船}=8.0×10^{4}\ \mathrm{N}$。根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,因此船排开水的重力$G_{排}=F_{浮}=8.0×10^{4}\ \mathrm{N}$。
2. 由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,变形可得排开水的体积公式$V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{水}g}$,代入已知数值:
$V_{排}=\frac{8.0×10^{4}\ \mathrm{N}}{1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=8.0\ \mathrm{m}^3$。
【答案】
$8.0×10^4$;$8.0$
【知识点】
漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题为浮力基础应用题,核心是利用漂浮时浮力与重力的关系简化计算,再结合阿基米德原理进行体积推导,计算过程简单,侧重公式的基础应用。
【难度系数】
0.8
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