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2. 图10-1-20是某大桥的桥墩,它在水中受到的浮力是(
A.0
B.$10^{5}\ \mathrm{N}$
C.$10^{4}\ \mathrm{N}$
D.$1.4×10^{4}\ \mathrm{N}$
A
)。A.0
B.$10^{5}\ \mathrm{N}$
C.$10^{4}\ \mathrm{N}$
D.$1.4×10^{4}\ \mathrm{N}$
答案
2. A 【解析】大桥的桥墩浸在河床中,桥墩下表面没有受到水的压力,因此不受浮力。
解析
【分析】
要判断桥墩是否受到浮力，需先明确浮力产生的核心原因：浸在液体中的物体受到液体对其上下表面的压力差。观察桥墩的状态，桥墩下表面与河床紧密接触，没有受到水向上的压力，仅上表面和侧面受水的压力，上下表面不存在压力差，因此桥墩不受浮力。
【解析】
浮力的产生条件是物体浸在液体中时，上下表面存在液体的压力差。大桥的桥墩浸在河床中，其下表面没有受到水向上的压力，不存在上下表面的压力差，所以桥墩不受浮力，即浮力为0。
【答案】
A
【知识点】
浮力产生的原因
【点评】
本题考查对浮力本质的理解，易错点是仅根据物体浸在液体中就误认为受浮力，需牢记：只有物体上下表面存在液体压力差时，才会受到浮力。
【难度系数】
0.6
要判断桥墩是否受到浮力，需先明确浮力产生的核心原因：浸在液体中的物体受到液体对其上下表面的压力差。观察桥墩的状态，桥墩下表面与河床紧密接触，没有受到水向上的压力，仅上表面和侧面受水的压力，上下表面不存在压力差，因此桥墩不受浮力。
【解析】
浮力的产生条件是物体浸在液体中时，上下表面存在液体的压力差。大桥的桥墩浸在河床中，其下表面没有受到水向上的压力，不存在上下表面的压力差，所以桥墩不受浮力，即浮力为0。
【答案】
A
【知识点】
浮力产生的原因
【点评】
本题考查对浮力本质的理解，易错点是仅根据物体浸在液体中就误认为受浮力，需牢记：只有物体上下表面存在液体压力差时，才会受到浮力。
【难度系数】
0.6
3. 如图10-1-21所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头(
A.受到水的压力,没有受到浮力
B.受到水的压力,也受到浮力
C.没有受到水的压力,但受到浮力
D.没有受到水的压力,也没有受到浮力
A
)。A.受到水的压力,没有受到浮力
B.受到水的压力,也受到浮力
C.没有受到水的压力,但受到浮力
D.没有受到水的压力,也没有受到浮力
答案
3. A 【解析】水堵头受到水向下的压力,但其下表面没有水,因此没有受到水向上的压力,即水堵头不受浮力。
解析
【分析】
要判断水堵头的受力情况，需分别结合压力和浮力的产生条件分析：首先，水堵头上表面浸在水中，根据液体压强的特点，会受到水向下的压力；其次，浮力的本质是液体对物体上下表面的压力差，水堵头下表面与出水口紧密接触，没有接触水，因此下表面不受水向上的压力，不存在上下表面的压力差，所以不受浮力。
【解析】
浮力的产生条件是物体浸在液体中时，上下表面受到液体的压力差。水堵头上表面浸在水中，受到水向下的压力；但水堵头下表面没有接触水，无法受到水向上的压力，不满足浮力产生的“上下表面存在压力差”这一条件，因此水堵头不受浮力。综上，水堵头受到水的压力，没有受到浮力，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
浮力的产生原因
【点评】
本题核心考查浮力的产生本质，解题关键是明确“浮力是液体对物体上下表面的压力差”这一要点，需注意当物体下表面没有液体时，无法形成向上的压力，也就不受浮力，要避免混淆压力和浮力的判断逻辑。
【难度系数】
0.6
要判断水堵头的受力情况，需分别结合压力和浮力的产生条件分析：首先，水堵头上表面浸在水中，根据液体压强的特点，会受到水向下的压力；其次，浮力的本质是液体对物体上下表面的压力差，水堵头下表面与出水口紧密接触，没有接触水，因此下表面不受水向上的压力，不存在上下表面的压力差，所以不受浮力。
【解析】
浮力的产生条件是物体浸在液体中时，上下表面受到液体的压力差。水堵头上表面浸在水中，受到水向下的压力；但水堵头下表面没有接触水，无法受到水向上的压力，不满足浮力产生的“上下表面存在压力差”这一条件，因此水堵头不受浮力。综上，水堵头受到水的压力，没有受到浮力，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
浮力的产生原因
【点评】
本题核心考查浮力的产生本质，解题关键是明确“浮力是液体对物体上下表面的压力差”这一要点，需注意当物体下表面没有液体时，无法形成向上的压力，也就不受浮力，要避免混淆压力和浮力的判断逻辑。
【难度系数】
0.6
4. 用细绳吊着某金属块并将其浸在水中,分别在如图10-1-22甲、乙所示位置保持静止,若金属块受到的拉力分别为$F_{1}$、$F_{2}$,则$F_{1}\_\_\_\_\_\_F_{2}$;若水对其上、下表面压力差分别为$\Delta F_{1}$、$\Delta F_{2}$,则$\Delta F_{1}\_\_\_\_\_\_\Delta F_{2}$。(均选填“＞”“=”或“＜”)
答案
4. ＜ ＞ 【解析】题图甲中金属块完全浸没在水中,题图乙中金属块部分浸没在水中。在同种液体中,金属块浸在水中的体积越大,其受到的浮力越大,即水对金属块上、下表面的压力差越大,因此$\Delta F_{1}＞\Delta F_{2}$;又因为金属块处于平衡状态,所以$F_{\mathrm{拉}}=G-F_{\mathrm{浮}}$,题图甲中金属块所受浮力大,因此所受拉力小,即$F_{1}＜F_{2}$。
解析
【分析】
首先观察甲、乙两图中金属块排开水的体积：甲中金属块完全浸没，乙中部分浸没，所以甲的排开水体积更大。根据阿基米德原理，同种液体中，排开液体体积越大，浮力越大，而浮力的实质是物体上下表面受到的压力差，因此可以先比较压力差的大小；再根据金属块静止时受力平衡，拉力等于重力减去浮力，结合浮力的大小关系就能比较拉力的大小。
【解析】
1. 比较浮力与压力差：
甲中金属块完全浸没在水中，乙中金属块部分浸没在水中，因此甲中金属块排开水的体积$V_{排1}＞V_{排2}$。
根据阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}$，在同种液体中（$ρ_{水}$相同），$V_{排}$越大，浮力越大，所以$F_{浮1}＞F_{浮2}$。
由于浮力的实质是物体上下表面受到的液体压力差，即$F_{浮}=ΔF$，因此$\Delta F_{1}＞\Delta F_{2}$。
2. 比较拉力大小：
金属块在两图中均保持静止，受力平衡，受到竖直向下的重力$G$、竖直向上的拉力$F_{拉}$和浮力$F_{浮}$，根据平衡条件可得$F_{拉}=G-F_{浮}$。
因为金属块重力$G$不变，且$F_{浮1}＞F_{浮2}$，所以$F_{1}=G-F_{浮1}$，$F_{2}=G-F_{浮2}$，则$F_{1}＜F_{2}$。
【答案】
＜ ＞
【知识点】
阿基米德原理；浮力的实质；受力平衡分析
【点评】
本题考查浮力相关知识的综合应用，需要结合阿基米德原理、浮力的实质以及受力平衡条件进行分析，明确拉力与浮力、重力的关系是解题关键。
【难度系数】
0.7
首先观察甲、乙两图中金属块排开水的体积：甲中金属块完全浸没，乙中部分浸没，所以甲的排开水体积更大。根据阿基米德原理，同种液体中，排开液体体积越大，浮力越大，而浮力的实质是物体上下表面受到的压力差，因此可以先比较压力差的大小；再根据金属块静止时受力平衡，拉力等于重力减去浮力，结合浮力的大小关系就能比较拉力的大小。
【解析】
1. 比较浮力与压力差：
甲中金属块完全浸没在水中，乙中金属块部分浸没在水中，因此甲中金属块排开水的体积$V_{排1}＞V_{排2}$。
根据阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}$，在同种液体中（$ρ_{水}$相同），$V_{排}$越大，浮力越大，所以$F_{浮1}＞F_{浮2}$。
由于浮力的实质是物体上下表面受到的液体压力差，即$F_{浮}=ΔF$，因此$\Delta F_{1}＞\Delta F_{2}$。
2. 比较拉力大小：
金属块在两图中均保持静止，受力平衡，受到竖直向下的重力$G$、竖直向上的拉力$F_{拉}$和浮力$F_{浮}$，根据平衡条件可得$F_{拉}=G-F_{浮}$。
因为金属块重力$G$不变，且$F_{浮1}＞F_{浮2}$，所以$F_{1}=G-F_{浮1}$，$F_{2}=G-F_{浮2}$，则$F_{1}＜F_{2}$。
【答案】
＜ ＞
【知识点】
阿基米德原理；浮力的实质；受力平衡分析
【点评】
本题考查浮力相关知识的综合应用，需要结合阿基米德原理、浮力的实质以及受力平衡条件进行分析，明确拉力与浮力、重力的关系是解题关键。
【难度系数】
0.7
5. 某跨海大桥由桥梁和海底隧道组成,如图10-1-23所示。
(1)隧道由钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成,沉管两端密封;
(2)用船将密封沉管拖运到预定海面上,向其内部灌入海水使之沉入海底,并在水中进行对接;
(3)当密封沉管下沉到海底后,其下半部分埋入海底的泥沙中,再将灌入其中的海水全部抽出。
密封沉管下沉到海底后,灌入其中的海水被全部抽出,而密封沉管不会再上浮的原因:
(1)隧道由钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成,沉管两端密封;
(2)用船将密封沉管拖运到预定海面上,向其内部灌入海水使之沉入海底,并在水中进行对接;
(3)当密封沉管下沉到海底后,其下半部分埋入海底的泥沙中,再将灌入其中的海水全部抽出。
密封沉管下沉到海底后,灌入其中的海水被全部抽出,而密封沉管不会再上浮的原因:
沉管下半部分埋入海底的泥沙中,下表面不受海水的压力,根据浮力的产生原因,沉管不再受海水的浮力,此时空心密封沉管不会再上浮
。答案
5. 沉管下半部分埋入海底的泥沙中,下表面不受海水的压力,根据浮力的产生原因,沉管不再受海水的浮力,此时空心密封沉管不会再上浮
解析
【分析】
要解决这个问题，首先需要明确浮力的产生原因：浮力是物体受到液体对其上下表面的压力差而产生的。接下来分析沉管的状态：当沉管下半部分埋入海底泥沙中时，其下表面不再与海水接触，也就不会受到海水向上的压力，此时沉管上下表面不存在海水的压力差，因此不再受到浮力，所以即使抽出管内海水，沉管也不会上浮。
【解析】
浮力的产生源于物体上下表面受到的液体压力差。当密封沉管下沉到海底后，下半部分埋入海底的泥沙中，沉管的下表面与海水隔绝，不再受到海水向上的压力，根据浮力的产生原因，沉管不再受到海水的浮力。此时将管内海水全部抽出，沉管也因不受浮力而不会上浮。
【答案】
沉管下半部分埋入海底的泥沙中,下表面不受海水的压力,根据浮力的产生原因,沉管不再受海水的浮力,此时空心密封沉管不会再上浮
【知识点】
浮力的产生原因
【点评】
本题聚焦浮力产生的实质，要求学生理解浮力的核心成因是液体对物体上下表面的压力差，通过结合实际场景分析沉管的受力情况，考查学生对物理概念的灵活应用能力。
【难度系数】
0.6
要解决这个问题，首先需要明确浮力的产生原因：浮力是物体受到液体对其上下表面的压力差而产生的。接下来分析沉管的状态：当沉管下半部分埋入海底泥沙中时，其下表面不再与海水接触，也就不会受到海水向上的压力，此时沉管上下表面不存在海水的压力差，因此不再受到浮力，所以即使抽出管内海水，沉管也不会上浮。
【解析】
浮力的产生源于物体上下表面受到的液体压力差。当密封沉管下沉到海底后，下半部分埋入海底的泥沙中，沉管的下表面与海水隔绝，不再受到海水向上的压力，根据浮力的产生原因，沉管不再受到海水的浮力。此时将管内海水全部抽出，沉管也因不受浮力而不会上浮。
【答案】
沉管下半部分埋入海底的泥沙中,下表面不受海水的压力,根据浮力的产生原因,沉管不再受海水的浮力,此时空心密封沉管不会再上浮
【知识点】
浮力的产生原因
【点评】
本题聚焦浮力产生的实质，要求学生理解浮力的核心成因是液体对物体上下表面的压力差，通过结合实际场景分析沉管的受力情况，考查学生对物理概念的灵活应用能力。
【难度系数】
0.6
6. 如图10-1-24所示,把一个底面积为$S$、高为$h$、体积为$V$的长方体浸没在密度为$\rho$的液体中,上、下表面离液面的距离分别为$h_{1}$和$h_{2}$,因为液体内部存在压强,所以长方体各表面都受到液体的压力。请利用浮力产生的原因证明:$F_{\mathrm{浮}}=\rho Vg$。
答案
6. 证明:上表面受到的液体压强$p_{向下}=\rho gh_{1}$,上表面受到的液体压力$F_{向下}=p_{向下}S=\rho gh_{1}S$;下表面受到的液体压强$p_{向上}=\rho gh_{2}$,下表面受到的液体压力$F_{向上}=p_{向上}S=\rho gh_{2}S$;$F_{\mathrm{浮}}=F_{向上}-F_{向下}=\rho gh_{2}S-\rho gh_{1}S=\rho ghS=\rho Vg$。
解析
【分析】
要证明$F_{\mathrm{浮}}=\rho Vg$，需从浮力产生的原因入手：浮力是物体上下表面受到的液体压力差。首先根据液体压强公式$p=\rho gh$分别求出长方体上、下表面受到的液体压强，再结合压力公式$F=pS$求出上、下表面的压力，最后计算压力差得到浮力，再通过长方体的体积$V=Sh$（$h=h_2-h_1$）将式子转化为$\rho Vg$即可完成证明。
【解析】
证明：
1. 计算上表面受到的液体压力：
上表面受到的液体压强 $p_{向下}=\rho gh_{1}$，根据压力公式$F=pS$，上表面受到的液体压力 $F_{向下}=p_{向下}S=\rho gh_{1}S$；
2. 计算下表面受到的液体压力：
下表面受到的液体压强 $p_{向上}=\rho gh_{2}$，同理，下表面受到的液体压力 $F_{向上}=p_{向上}S=\rho gh_{2}S$；
3. 根据浮力产生的原因，浮力等于上下表面的压力差：
$F_{\mathrm{浮}}=F_{向上}-F_{向下}=\rho gh_{2}S-\rho gh_{1}S=\rho gS(h_{2}-h_{1})$，
因为长方体的高$h=h_{2}-h_{1}$，且长方体体积$V=Sh$，所以$S(h_{2}-h_{1})=V$，
代入得：$F_{\mathrm{浮}}=\rho Vg$，得证。
【答案】
证明:上表面受到的液体压强$p_{向下}=\rho gh_{1}$,上表面受到的液体压力$F_{向下}=p_{向下}S=\rho gh_{1}S$;下表面受到的液体压强$p_{向上}=\rho gh_{2}$,下表面受到的液体压力$F_{向上}=p_{向上}S=\rho gh_{2}S$;$F_{\mathrm{浮}}=F_{向上}-F_{向下}=\rho gh_{2}S-\rho gh_{1}S=\rho ghS=\rho Vg$。
【知识点】
浮力产生的原因；液体压强公式；阿基米德原理
【点评】
本题通过浮力产生的原因推导阿基米德原理的表达式，考查了液体压强、压力公式与体积公式的综合应用，需要深刻理解浮力的本质是物体上下表面的压力差，同时熟练掌握相关公式的变形与应用。
【难度系数】
0.6
要证明$F_{\mathrm{浮}}=\rho Vg$，需从浮力产生的原因入手：浮力是物体上下表面受到的液体压力差。首先根据液体压强公式$p=\rho gh$分别求出长方体上、下表面受到的液体压强，再结合压力公式$F=pS$求出上、下表面的压力，最后计算压力差得到浮力，再通过长方体的体积$V=Sh$（$h=h_2-h_1$）将式子转化为$\rho Vg$即可完成证明。
【解析】
证明：
1. 计算上表面受到的液体压力：
上表面受到的液体压强 $p_{向下}=\rho gh_{1}$，根据压力公式$F=pS$，上表面受到的液体压力 $F_{向下}=p_{向下}S=\rho gh_{1}S$；
2. 计算下表面受到的液体压力：
下表面受到的液体压强 $p_{向上}=\rho gh_{2}$，同理，下表面受到的液体压力 $F_{向上}=p_{向上}S=\rho gh_{2}S$；
3. 根据浮力产生的原因，浮力等于上下表面的压力差：
$F_{\mathrm{浮}}=F_{向上}-F_{向下}=\rho gh_{2}S-\rho gh_{1}S=\rho gS(h_{2}-h_{1})$，
因为长方体的高$h=h_{2}-h_{1}$，且长方体体积$V=Sh$，所以$S(h_{2}-h_{1})=V$，
代入得：$F_{\mathrm{浮}}=\rho Vg$，得证。
【答案】
证明:上表面受到的液体压强$p_{向下}=\rho gh_{1}$,上表面受到的液体压力$F_{向下}=p_{向下}S=\rho gh_{1}S$;下表面受到的液体压强$p_{向上}=\rho gh_{2}$,下表面受到的液体压力$F_{向上}=p_{向上}S=\rho gh_{2}S$;$F_{\mathrm{浮}}=F_{向上}-F_{向下}=\rho gh_{2}S-\rho gh_{1}S=\rho ghS=\rho Vg$。
【知识点】
浮力产生的原因；液体压强公式；阿基米德原理
【点评】
本题通过浮力产生的原因推导阿基米德原理的表达式，考查了液体压强、压力公式与体积公式的综合应用，需要深刻理解浮力的本质是物体上下表面的压力差，同时熟练掌握相关公式的变形与应用。
【难度系数】
0.6
