1. (枣庄中考)我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在全海深载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在水面以下下潜过程中,受到的()
A. 压强增大,浮力增大
B. 压强不变,浮力增大
C. 压强增大,浮力不变
D. 压强不变,浮力不变
A. 压强增大,浮力增大
B. 压强不变,浮力增大
C. 压强增大,浮力不变
D. 压强不变,浮力不变
答案
C
解析
【分析】
要解决这道题,需分别结合液体压强公式和阿基米德原理分析压强与浮力的变化:
1. 压强分析:液体压强与液体密度和深度有关,公式为$ p = \rho gh $。“奋斗者”号下潜过程中,海水密度不变,深度逐渐增大,因此可判断压强的变化趋势;
2. 浮力分析:浮力大小由阿基米德原理$ F_{浮} = \rho_{液}gV_{排} $决定,下潜过程中潜水器的体积不变,即排开海水的体积不变,海水密度也不变,据此可判断浮力的变化趋势,最终确定正确选项。
【解析】
1. 压强变化判断:
根据液体压强公式$ p = \rho gh $,“奋斗者”号在水面以下下潜时,海水的密度$ \rho $不变,重力加速度$ g $为常量,下潜过程中深度$ h $不断增大,因此受到的海水压强$ p $逐渐增大。
2. 浮力变化判断:
根据阿基米德原理$ F_{浮} = \rho_{液}gV_{排} $,潜水器下潜过程中,其自身体积不变,排开海水的体积$ V_{排} $等于潜水器的体积,保持不变;海水的密度$ \rho_{液} $不变,重力加速度$ g $为常量,因此受到的浮力$ F_{浮} $保持不变。
综上,“奋斗者”号下潜过程中压强增大,浮力不变,故选C。
【答案】
C
【知识点】
液体压强的影响因素、阿基米德原理
【点评】
本题是液体压强与浮力的基础综合题,紧密结合科技热点,解题关键是准确把握下潜过程中“深度增大、排开液体体积不变”这两个核心条件,熟练运用液体压强公式和阿基米德原理进行分析。
【难度系数】
0.8
要解决这道题,需分别结合液体压强公式和阿基米德原理分析压强与浮力的变化:
1. 压强分析:液体压强与液体密度和深度有关,公式为$ p = \rho gh $。“奋斗者”号下潜过程中,海水密度不变,深度逐渐增大,因此可判断压强的变化趋势;
2. 浮力分析:浮力大小由阿基米德原理$ F_{浮} = \rho_{液}gV_{排} $决定,下潜过程中潜水器的体积不变,即排开海水的体积不变,海水密度也不变,据此可判断浮力的变化趋势,最终确定正确选项。
【解析】
1. 压强变化判断:
根据液体压强公式$ p = \rho gh $,“奋斗者”号在水面以下下潜时,海水的密度$ \rho $不变,重力加速度$ g $为常量,下潜过程中深度$ h $不断增大,因此受到的海水压强$ p $逐渐增大。
2. 浮力变化判断:
根据阿基米德原理$ F_{浮} = \rho_{液}gV_{排} $,潜水器下潜过程中,其自身体积不变,排开海水的体积$ V_{排} $等于潜水器的体积,保持不变;海水的密度$ \rho_{液} $不变,重力加速度$ g $为常量,因此受到的浮力$ F_{浮} $保持不变。
综上,“奋斗者”号下潜过程中压强增大,浮力不变,故选C。
【答案】
C
【知识点】
液体压强的影响因素、阿基米德原理
【点评】
本题是液体压强与浮力的基础综合题,紧密结合科技热点,解题关键是准确把握下潜过程中“深度增大、排开液体体积不变”这两个核心条件,熟练运用液体压强公式和阿基米德原理进行分析。
【难度系数】
0.8
2. 如图所示,放在水平地面上的三个完全相同的玻璃缸内装满了水,其中 a 玻璃缸中只有水;b 玻璃缸中,水中漂浮着一只小玩具鸭;c 玻璃缸中,水中漂浮着一只大玩具鸭。这三个玻璃缸对水平地面的压力()

[img]
A. a 玻璃缸最大
B. b 玻璃缸最大
C. c 玻璃缸最大
D. 三个玻璃缸一样大
[img]
A. a 玻璃缸最大
B. b 玻璃缸最大
C. c 玻璃缸最大
D. 三个玻璃缸一样大
答案
D
解析
【分析】
要判断三个玻璃缸对水平地面的压力大小,可通过分析总重力来推导:水平地面上的物体对地面的压力等于自身总重力。对于装满水的玻璃缸,放入漂浮的玩具鸭时,根据漂浮条件,鸭子的重力等于它受到的浮力;再结合阿基米德原理,浮力等于排开水的重力,因此鸭子的重力等于排开的水的重力。由于玻璃缸原本装满水,排开的水会全部溢出,所以缸内剩余水与鸭子的总重力等于原来满水的重力。最终三个玻璃缸的总重力相等,对地面的压力也相等。
【解析】
1. 水平地面上的物体,对地面的压力等于自身总重力,即 $ F = G_{\mathrm{总}} $。
2. 分析a缸:总重力 $ G_{\mathrm{总}a} = G_{\mathrm{缸}} + G_{\mathrm{满水}} $。
3. 分析b缸:
小玩具鸭漂浮,根据漂浮条件得 $ F_{\mathrm{浮}b} = G_{\mathrm{小鸭}} $;
根据阿基米德原理得 $ F_{\mathrm{浮}b} = G_{\mathrm{排}b} $,因此 $ G_{\mathrm{小鸭}} = G_{\mathrm{排}b} $;
玻璃缸原本装满水,排开的水溢出,剩余水的重力 $ G_{\mathrm{剩水}b} = G_{\mathrm{满水}} - G_{\mathrm{排}b} $;
总重力 $ G_{\mathrm{总}b} = G_{\mathrm{缸}} + G_{\mathrm{剩水}b} + G_{\mathrm{小鸭}} = G_{\mathrm{缸}} + (G_{\mathrm{满水}} - G_{\mathrm{排}b}) + G_{\mathrm{排}b} = G_{\mathrm{缸}} + G_{\mathrm{满水}} $。
4. 同理分析c缸,可得总重力 $ G_{\mathrm{总}c} = G_{\mathrm{缸}} + G_{\mathrm{满水}} $。
5. 综上,$ G_{\mathrm{总}a} = G_{\mathrm{总}b} = G_{\mathrm{总}c} $,所以三个玻璃缸对水平地面的压力相等。
【答案】
D
【知识点】
阿基米德原理、漂浮条件、压力与重力关系
【点评】
本题将浮力规律与压力判断结合,需灵活运用漂浮条件和阿基米德原理,通过转化思想,将漂浮物体的重力与溢出水的重力建立联系,进而分析总重力,最终判断压力大小。
【难度系数】
0.6
要判断三个玻璃缸对水平地面的压力大小,可通过分析总重力来推导:水平地面上的物体对地面的压力等于自身总重力。对于装满水的玻璃缸,放入漂浮的玩具鸭时,根据漂浮条件,鸭子的重力等于它受到的浮力;再结合阿基米德原理,浮力等于排开水的重力,因此鸭子的重力等于排开的水的重力。由于玻璃缸原本装满水,排开的水会全部溢出,所以缸内剩余水与鸭子的总重力等于原来满水的重力。最终三个玻璃缸的总重力相等,对地面的压力也相等。
【解析】
1. 水平地面上的物体,对地面的压力等于自身总重力,即 $ F = G_{\mathrm{总}} $。
2. 分析a缸:总重力 $ G_{\mathrm{总}a} = G_{\mathrm{缸}} + G_{\mathrm{满水}} $。
3. 分析b缸:
小玩具鸭漂浮,根据漂浮条件得 $ F_{\mathrm{浮}b} = G_{\mathrm{小鸭}} $;
根据阿基米德原理得 $ F_{\mathrm{浮}b} = G_{\mathrm{排}b} $,因此 $ G_{\mathrm{小鸭}} = G_{\mathrm{排}b} $;
玻璃缸原本装满水,排开的水溢出,剩余水的重力 $ G_{\mathrm{剩水}b} = G_{\mathrm{满水}} - G_{\mathrm{排}b} $;
总重力 $ G_{\mathrm{总}b} = G_{\mathrm{缸}} + G_{\mathrm{剩水}b} + G_{\mathrm{小鸭}} = G_{\mathrm{缸}} + (G_{\mathrm{满水}} - G_{\mathrm{排}b}) + G_{\mathrm{排}b} = G_{\mathrm{缸}} + G_{\mathrm{满水}} $。
4. 同理分析c缸,可得总重力 $ G_{\mathrm{总}c} = G_{\mathrm{缸}} + G_{\mathrm{满水}} $。
5. 综上,$ G_{\mathrm{总}a} = G_{\mathrm{总}b} = G_{\mathrm{总}c} $,所以三个玻璃缸对水平地面的压力相等。
【答案】
D
【知识点】
阿基米德原理、漂浮条件、压力与重力关系
【点评】
本题将浮力规律与压力判断结合,需灵活运用漂浮条件和阿基米德原理,通过转化思想,将漂浮物体的重力与溢出水的重力建立联系,进而分析总重力,最终判断压力大小。
【难度系数】
0.6
3. (自贡中考)在传统农耕文化中,劳动人民一般采用“盐水选种”的方法挑选种子,如图所示。下列说法正确的是()
[img]
A. 种子上浮过程中盐水对种子的压强变大
B. 漂浮的种子受到的浮力大于自身重力
C. 下沉的种子的密度比盐水的密度大
D. 沉底的种子只受到重力和支持力
[img]
A. 种子上浮过程中盐水对种子的压强变大
B. 漂浮的种子受到的浮力大于自身重力
C. 下沉的种子的密度比盐水的密度大
D. 沉底的种子只受到重力和支持力
答案
C
解析
【分析】
要解决本题,需结合液体压强规律、物体浮沉条件、受力分析的知识,对每个选项逐一分析:
1. 分析A选项:根据液体压强公式$ p=\rho gh $,结合种子上浮时深度的变化判断压强变化;
2. 分析B选项:依据漂浮条件,判断漂浮种子的浮力与自身重力的关系;
3. 分析C选项:根据物体下沉的浮沉条件,判断种子与盐水的密度关系;
4. 分析D选项:对沉底的种子进行受力分析,明确其受到的力。
【解析】
逐一分析各选项:
A. 种子上浮过程中,深度$ h $逐渐减小,由液体压强公式$ p = \rho gh $可知,盐水密度$ \rho $不变,深度$ h $减小,因此盐水对种子的压强变小,A错误;
B. 漂浮的种子处于平衡状态,根据物体的漂浮条件,漂浮时受到的浮力等于自身重力,B错误;
C. 根据物体的浮沉条件:当物体的密度大于液体密度时,物体下沉。因此下沉的种子的密度比盐水的密度大,C正确;
D. 沉底的种子受到重力、盐水的浮力和容器底部的支持力,共三个力的作用,D错误。
【答案】
C
【知识点】
液体压强的影响因素;物体的浮沉条件;受力分析
【点评】
本题以生活中“盐水选种”的实际场景为载体,考查了液体压强、浮沉条件及受力分析的基础知识点,注重物理知识在生活中的应用,需熟练掌握相关规律并能灵活判断。
【难度系数】
0.7
要解决本题,需结合液体压强规律、物体浮沉条件、受力分析的知识,对每个选项逐一分析:
1. 分析A选项:根据液体压强公式$ p=\rho gh $,结合种子上浮时深度的变化判断压强变化;
2. 分析B选项:依据漂浮条件,判断漂浮种子的浮力与自身重力的关系;
3. 分析C选项:根据物体下沉的浮沉条件,判断种子与盐水的密度关系;
4. 分析D选项:对沉底的种子进行受力分析,明确其受到的力。
【解析】
逐一分析各选项:
A. 种子上浮过程中,深度$ h $逐渐减小,由液体压强公式$ p = \rho gh $可知,盐水密度$ \rho $不变,深度$ h $减小,因此盐水对种子的压强变小,A错误;
B. 漂浮的种子处于平衡状态,根据物体的漂浮条件,漂浮时受到的浮力等于自身重力,B错误;
C. 根据物体的浮沉条件:当物体的密度大于液体密度时,物体下沉。因此下沉的种子的密度比盐水的密度大,C正确;
D. 沉底的种子受到重力、盐水的浮力和容器底部的支持力,共三个力的作用,D错误。
【答案】
C
【知识点】
液体压强的影响因素;物体的浮沉条件;受力分析
【点评】
本题以生活中“盐水选种”的实际场景为载体,考查了液体压强、浮沉条件及受力分析的基础知识点,注重物理知识在生活中的应用,需熟练掌握相关规律并能灵活判断。
【难度系数】
0.7
4. 物理课上,老师将整个橙子放入水中,漂浮在水面上,如图甲所示。将这个橙子切成一大一小两块,再次投入水中,发现大块橙子仍漂浮,小块橙子缓慢沉入水底,如图乙所示。下列说法正确的是()

[img]
A. 整个橙子的密度等于水的密度
B. 大块橙子受到的浮力大于其重力
C. 小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小
D. 两块橙子受到的浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力
[img]
A. 整个橙子的密度等于水的密度
B. 大块橙子受到的浮力大于其重力
C. 小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小
D. 两块橙子受到的浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力
答案
D
解析
【分析】
首先结合物体浮沉规律分析各选项:
1. 回忆核心规律:漂浮时,浮力等于物体重力,物体密度小于液体密度;下沉时,浮力小于物体重力,物体密度大于液体密度。
2. 分析选项A:整个橙子漂浮,说明其密度小于水的密度,A错误。
3. 分析选项B:大块橙子漂浮,根据漂浮条件,浮力等于自身重力,B错误。
4. 分析选项C:小块下沉过程中,未完全浸没时排开体积变大,浮力变大;完全浸没后排开体积不变,浮力不变,并非逐渐变小,C错误。
5. 分析选项D:整个橙子漂浮,浮力等于总重力;大块漂浮浮力等于自身重力,小块下沉浮力小于自身重力,因此两块浮力之和小于总重力(即整个橙子的浮力),不可能大于,D正确。
【解析】
解:根据物体浮沉条件和阿基米德原理逐一分析选项:
选项A:整个橙子漂浮在水面,由漂浮条件可知,整个橙子的密度小于水的密度,故A错误;
选项B:大块橙子仍处于漂浮状态,根据漂浮的特点,漂浮时物体受到的浮力等于自身重力,故B错误;
选项C:小块橙子缓慢沉入水底的过程中,在未完全浸没时,排开水的体积逐渐变大,由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知,浮力逐渐变大;完全浸没后,排开水的体积不变,浮力保持不变,因此浮力不是逐渐变小,故C错误;
选项D:整个橙子漂浮,受到的浮力等于其总重力,即$F_{总浮}=G_{大}+G_{小}$。大块橙子漂浮,受到的浮力$F_{大浮}=G_{大}$;小块橙子下沉,受到的浮力$F_{小浮}<G_{小}$。因此两块橙子受到的浮力之和$F_{大浮}+F_{小浮}=G_{大}+F_{小浮}<G_{大}+G_{小}=F_{总浮}$,即两块橙子受到的浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
物体浮沉条件;阿基米德原理
【点评】
本题考查物体浮沉条件与阿基米德原理的综合应用,需准确掌握不同浮沉状态下浮力与重力、物体密度与液体密度的对应关系,同时分析浮力变化时要关注排开液体体积的变化情况。
【难度系数】
0.6
首先结合物体浮沉规律分析各选项:
1. 回忆核心规律:漂浮时,浮力等于物体重力,物体密度小于液体密度;下沉时,浮力小于物体重力,物体密度大于液体密度。
2. 分析选项A:整个橙子漂浮,说明其密度小于水的密度,A错误。
3. 分析选项B:大块橙子漂浮,根据漂浮条件,浮力等于自身重力,B错误。
4. 分析选项C:小块下沉过程中,未完全浸没时排开体积变大,浮力变大;完全浸没后排开体积不变,浮力不变,并非逐渐变小,C错误。
5. 分析选项D:整个橙子漂浮,浮力等于总重力;大块漂浮浮力等于自身重力,小块下沉浮力小于自身重力,因此两块浮力之和小于总重力(即整个橙子的浮力),不可能大于,D正确。
【解析】
解:根据物体浮沉条件和阿基米德原理逐一分析选项:
选项A:整个橙子漂浮在水面,由漂浮条件可知,整个橙子的密度小于水的密度,故A错误;
选项B:大块橙子仍处于漂浮状态,根据漂浮的特点,漂浮时物体受到的浮力等于自身重力,故B错误;
选项C:小块橙子缓慢沉入水底的过程中,在未完全浸没时,排开水的体积逐渐变大,由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知,浮力逐渐变大;完全浸没后,排开水的体积不变,浮力保持不变,因此浮力不是逐渐变小,故C错误;
选项D:整个橙子漂浮,受到的浮力等于其总重力,即$F_{总浮}=G_{大}+G_{小}$。大块橙子漂浮,受到的浮力$F_{大浮}=G_{大}$;小块橙子下沉,受到的浮力$F_{小浮}<G_{小}$。因此两块橙子受到的浮力之和$F_{大浮}+F_{小浮}=G_{大}+F_{小浮}<G_{大}+G_{小}=F_{总浮}$,即两块橙子受到的浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
物体浮沉条件;阿基米德原理
【点评】
本题考查物体浮沉条件与阿基米德原理的综合应用,需准确掌握不同浮沉状态下浮力与重力、物体密度与液体密度的对应关系,同时分析浮力变化时要关注排开液体体积的变化情况。
【难度系数】
0.6
5. 水平桌面上有两个完全相同的杯子,盛有等质量的水。将橘子放入左侧杯中,取出后剥皮再放入右侧杯中,橘子静止时的状态分别如图甲、乙所示。下列分析正确的是()

[img]
A. 甲图中的橘子所受的浮力大于其所受的重力
B. 甲图中的橘子比乙图中的橘子所受的浮力小
C. 甲图中杯子对桌面的压强小于乙图中杯子对桌面的压强
D. 甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强
[img]
A. 甲图中的橘子所受的浮力大于其所受的重力
B. 甲图中的橘子比乙图中的橘子所受的浮力小
C. 甲图中杯子对桌面的压强小于乙图中杯子对桌面的压强
D. 甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强
答案
D
解析
【分析】
首先,我们需要结合物体浮沉条件判断浮力与重力的关系,再利用阿基米德原理、压强公式,分别对每个选项的压力、液面高度、压强等物理量进行分析:
1. 先根据浮沉条件判断选项A中浮力与重力的关系;
2. 通过比较两次橘子的重力,结合浮沉条件分析选项B中浮力的大小关系;
3. 利用“杯子对桌面的压力等于总重力”,结合压强公式判断选项C的压强大小;
4. 根据阿基米德原理比较排开水的体积,进而判断液面高度,再结合液体压强公式分析选项D的杯底压强大小。
【解析】
对每个选项逐一分析:
选项A:甲图中橘子处于漂浮状态,根据物体浮沉条件,漂浮时物体所受浮力等于自身重力,即$F_{浮甲}=G_{橘}$,故A错误。
选项B:甲图中橘子漂浮,$F_{浮甲}=G_{橘}$;乙图中剥皮后的橘子沉底,$F_{浮乙}<G_{橘}'$($G_{橘}'$为剥皮后橘子的重力)。由于完整橘子的重力$G_{橘}>G_{橘}'$,因此$F_{浮甲}=G_{橘}>G_{橘}'>F_{浮乙}$,即甲图中橘子所受浮力大于乙图中的,故B错误。
选项C:杯子对桌面的压力等于杯子、水和橘子的总重力。甲中总重力$G_{总甲}=G_{杯}+G_{水}+G_{橘}$,乙中总重力$G_{总乙}=G_{杯}+G_{水}+G_{橘}'$,因为$G_{橘}>G_{橘}'$,所以$G_{总甲}>G_{总乙}$。杯子底面积$S$相同,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,可知甲图中杯子对桌面的压强大于乙图中的,故C错误。
选项D:两个杯子中水的质量相等,即水的体积$V_{水}$相等。由阿基米德原理,甲中橘子排开水的体积$V_{排甲}=\frac{F_{浮甲}}{\rho_{水}g}=\frac{G_{橘}}{\rho_{水}g}$;乙中橘子排开水的体积$V_{排乙}=V_{橘}'=\frac{G_{橘}'}{\rho_{橘}'g}$($\rho_{橘}'$为剥皮后橘子的密度,$\rho_{橘}'>\rho_{水}$)。因为$\rho_{橘}'>\rho_{水}$,所以$\frac{G_{橘}'}{\rho_{橘}'g}<\frac{G_{橘}'}{\rho_{水}g}<\frac{G_{橘}}{\rho_{水}g}$,即$V_{排甲}>V_{排乙}$。因此甲中液面高度$h_{甲}=\frac{V_{水}+V_{排甲}}{S}$大于乙中液面高度$h_{乙}=\frac{V_{水}+V_{排乙}}{S}$。根据液体压强公式$p=\rho_{水}gh$,可知甲图中杯底所受水的压强大于乙图中的,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
物体浮沉条件;压强公式;阿基米德原理
【点评】
本题综合考查了物体浮沉条件、压强公式和阿基米德原理的应用,解题的关键是明确不同状态下浮力与重力的关系,以及压力、液面高度的变化对压强的影响,需要学生灵活运用相关知识分析问题。
【难度系数】
0.6
首先,我们需要结合物体浮沉条件判断浮力与重力的关系,再利用阿基米德原理、压强公式,分别对每个选项的压力、液面高度、压强等物理量进行分析:
1. 先根据浮沉条件判断选项A中浮力与重力的关系;
2. 通过比较两次橘子的重力,结合浮沉条件分析选项B中浮力的大小关系;
3. 利用“杯子对桌面的压力等于总重力”,结合压强公式判断选项C的压强大小;
4. 根据阿基米德原理比较排开水的体积,进而判断液面高度,再结合液体压强公式分析选项D的杯底压强大小。
【解析】
对每个选项逐一分析:
选项A:甲图中橘子处于漂浮状态,根据物体浮沉条件,漂浮时物体所受浮力等于自身重力,即$F_{浮甲}=G_{橘}$,故A错误。
选项B:甲图中橘子漂浮,$F_{浮甲}=G_{橘}$;乙图中剥皮后的橘子沉底,$F_{浮乙}<G_{橘}'$($G_{橘}'$为剥皮后橘子的重力)。由于完整橘子的重力$G_{橘}>G_{橘}'$,因此$F_{浮甲}=G_{橘}>G_{橘}'>F_{浮乙}$,即甲图中橘子所受浮力大于乙图中的,故B错误。
选项C:杯子对桌面的压力等于杯子、水和橘子的总重力。甲中总重力$G_{总甲}=G_{杯}+G_{水}+G_{橘}$,乙中总重力$G_{总乙}=G_{杯}+G_{水}+G_{橘}'$,因为$G_{橘}>G_{橘}'$,所以$G_{总甲}>G_{总乙}$。杯子底面积$S$相同,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,可知甲图中杯子对桌面的压强大于乙图中的,故C错误。
选项D:两个杯子中水的质量相等,即水的体积$V_{水}$相等。由阿基米德原理,甲中橘子排开水的体积$V_{排甲}=\frac{F_{浮甲}}{\rho_{水}g}=\frac{G_{橘}}{\rho_{水}g}$;乙中橘子排开水的体积$V_{排乙}=V_{橘}'=\frac{G_{橘}'}{\rho_{橘}'g}$($\rho_{橘}'$为剥皮后橘子的密度,$\rho_{橘}'>\rho_{水}$)。因为$\rho_{橘}'>\rho_{水}$,所以$\frac{G_{橘}'}{\rho_{橘}'g}<\frac{G_{橘}'}{\rho_{水}g}<\frac{G_{橘}}{\rho_{水}g}$,即$V_{排甲}>V_{排乙}$。因此甲中液面高度$h_{甲}=\frac{V_{水}+V_{排甲}}{S}$大于乙中液面高度$h_{乙}=\frac{V_{水}+V_{排乙}}{S}$。根据液体压强公式$p=\rho_{水}gh$,可知甲图中杯底所受水的压强大于乙图中的,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
物体浮沉条件;压强公式;阿基米德原理
【点评】
本题综合考查了物体浮沉条件、压强公式和阿基米德原理的应用,解题的关键是明确不同状态下浮力与重力的关系,以及压力、液面高度的变化对压强的影响,需要学生灵活运用相关知识分析问题。
【难度系数】
0.6
6. (潍坊中考)物理兴趣小组把吸管的下端密闭并缠上一段细铜丝(细铜丝体积忽略不计),自制一个微型密度计。如图所示,密度计分别放入 a、b、c 三种液体中时,均漂浮在液体中,且保持竖直姿态。密度计在三种液体中静止时,在密度计上与液面平齐处各标记一条刻线,共得到三条刻线。已知密度计在 c 液体中,有$\frac{1}{8}$的体积浸入液体,浸入体积为$5×10^{-6}m^{3}$,三种液体密度如下表所示,下列分析正确的是()


[img]
A. 三条刻线的间隔距离不相等
B. 密度计的质量为 0.1 kg
C. 密度计在三种液体中所受浮力不相等
D. 密度计在 b 液体中的浸入体积为$3×10^{-5}m^{3}$
[img]
A. 三条刻线的间隔距离不相等
B. 密度计的质量为 0.1 kg
C. 密度计在三种液体中所受浮力不相等
D. 密度计在 b 液体中的浸入体积为$3×10^{-5}m^{3}$
答案
A
解析
【分析】
首先,密度计始终处于漂浮状态,根据物体漂浮条件,所受浮力等于自身重力,因此在三种液体中浮力相等,可直接排除选项C。接下来逐一分析其他选项:
1. 对于选项A:由漂浮条件和阿基米德原理可得$ F_{浮}=G=\rho_{液}gV_{排} $,变形为$ V_{排}=\frac{G}{\rho_{液}g} $。设密度计横截面积为$ S $,则浸入深度$ h=\frac{V_{排}}{S}=\frac{G}{\rho_{液}gS} $,可见$ h $与$ \rho_{液} $成反比,并非线性关系。当液体密度变化量相同时,浸入深度的变化量不同,因此三条刻线的间隔距离不相等,该选项需重点验证。
2. 对于选项B:已知密度计在c液体中浸入体积$ V_{排c}=5×10^{-6}m^3 $,结合c液体密度$ \rho_{c}=1.6×10^3kg/m^3 $,根据$ F_{浮c}=G=mg $,可计算出密度计质量$ m=\rho_{c}V_{排c}=1.6×10^3kg/m^3×5×10^{-6}m^3=0.008kg≠0.1kg $,该选项错误。
3. 对于选项D:密度计重力$ G=F_{浮c}=0.08N $,在b液体中漂浮时$ F_{浮b}=G $,由$ V_{排b}=\frac{G}{\rho_{b}g} $,代入$ \rho_{b}=1.0×10^3kg/m^3 $,可得$ V_{排b}=\frac{0.08N}{1.0×10^3kg/m^3×10N/kg}=8×10^{-6}m^3≠3×10^{-5}m^3 $,该选项错误。
综上,只有选项A正确。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:密度计漂浮,由$ F_{浮}=G=\rho_{液}gV_{排} $可得浸入深度$ h=\frac{V_{排}}{S}=\frac{G}{\rho_{液}gS} $,即$ h $与$ \rho_{液} $成反比,二者并非线性关系。当液体密度的变化量相同时,浸入深度的变化量不同,因此三条刻线的间隔距离不相等,A正确。
选项B:密度计在c液体中漂浮,根据$ F_{浮c}=G=mg $,即$ \rho_{c}gV_{排c}=mg $,则$ m=\rho_{c}V_{排c}=1.6×10^3kg/m^3×5×10^{-6}m^3=0.008kg $,B错误。
选项C:密度计在三种液体中均漂浮,根据物体漂浮条件,所受浮力都等于自身重力,因此浮力相等,C错误。
选项D:先计算密度计重力$ G=F_{浮c}=\rho_{c}gV_{排c}=1.6×10^3kg/m^3×10N/kg×5×10^{-6}m^3=0.08N $;在b液体中漂浮时$ F_{浮b}=G $,由$ F_{浮b}=\rho_{b}gV_{排b} $得$ V_{排b}=\frac{G}{\rho_{b}g}=\frac{0.08N}{1.0×10^3kg/m^3×10N/kg}=8×10^{-6}m^3 $,D错误。
【答案】
A
【知识点】
物体漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题考查物体漂浮条件与阿基米德原理的综合应用,核心是理解密度计的工作原理,明确漂浮时浮力等于重力,同时掌握浸入深度与液体密度的非线性关系,这是判断刻线间隔是否相等的关键。
【难度系数】
0.6
首先,密度计始终处于漂浮状态,根据物体漂浮条件,所受浮力等于自身重力,因此在三种液体中浮力相等,可直接排除选项C。接下来逐一分析其他选项:
1. 对于选项A:由漂浮条件和阿基米德原理可得$ F_{浮}=G=\rho_{液}gV_{排} $,变形为$ V_{排}=\frac{G}{\rho_{液}g} $。设密度计横截面积为$ S $,则浸入深度$ h=\frac{V_{排}}{S}=\frac{G}{\rho_{液}gS} $,可见$ h $与$ \rho_{液} $成反比,并非线性关系。当液体密度变化量相同时,浸入深度的变化量不同,因此三条刻线的间隔距离不相等,该选项需重点验证。
2. 对于选项B:已知密度计在c液体中浸入体积$ V_{排c}=5×10^{-6}m^3 $,结合c液体密度$ \rho_{c}=1.6×10^3kg/m^3 $,根据$ F_{浮c}=G=mg $,可计算出密度计质量$ m=\rho_{c}V_{排c}=1.6×10^3kg/m^3×5×10^{-6}m^3=0.008kg≠0.1kg $,该选项错误。
3. 对于选项D:密度计重力$ G=F_{浮c}=0.08N $,在b液体中漂浮时$ F_{浮b}=G $,由$ V_{排b}=\frac{G}{\rho_{b}g} $,代入$ \rho_{b}=1.0×10^3kg/m^3 $,可得$ V_{排b}=\frac{0.08N}{1.0×10^3kg/m^3×10N/kg}=8×10^{-6}m^3≠3×10^{-5}m^3 $,该选项错误。
综上,只有选项A正确。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:密度计漂浮,由$ F_{浮}=G=\rho_{液}gV_{排} $可得浸入深度$ h=\frac{V_{排}}{S}=\frac{G}{\rho_{液}gS} $,即$ h $与$ \rho_{液} $成反比,二者并非线性关系。当液体密度的变化量相同时,浸入深度的变化量不同,因此三条刻线的间隔距离不相等,A正确。
选项B:密度计在c液体中漂浮,根据$ F_{浮c}=G=mg $,即$ \rho_{c}gV_{排c}=mg $,则$ m=\rho_{c}V_{排c}=1.6×10^3kg/m^3×5×10^{-6}m^3=0.008kg $,B错误。
选项C:密度计在三种液体中均漂浮,根据物体漂浮条件,所受浮力都等于自身重力,因此浮力相等,C错误。
选项D:先计算密度计重力$ G=F_{浮c}=\rho_{c}gV_{排c}=1.6×10^3kg/m^3×10N/kg×5×10^{-6}m^3=0.08N $;在b液体中漂浮时$ F_{浮b}=G $,由$ F_{浮b}=\rho_{b}gV_{排b} $得$ V_{排b}=\frac{G}{\rho_{b}g}=\frac{0.08N}{1.0×10^3kg/m^3×10N/kg}=8×10^{-6}m^3 $,D错误。
【答案】
A
【知识点】
物体漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题考查物体漂浮条件与阿基米德原理的综合应用,核心是理解密度计的工作原理,明确漂浮时浮力等于重力,同时掌握浸入深度与液体密度的非线性关系,这是判断刻线间隔是否相等的关键。
【难度系数】
0.6
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