3. 如图1所示,一艘远洋轮船上标有在不同海域航行时的吃水线。当这艘满载的船在不同海域航行时,下列说法正确的是(

A.这艘船受到的浮力 $F_{印度洋}<F_{北大西洋}$
B.这艘船排开海水的质量 $m_{印度洋}=m_{北大西洋}$
C.印度洋和北大西洋海水的密度 $\rho_{印度洋}>\rho_{北大西洋}$
D.这艘船排开海水的体积 $V_{印度洋}=V_{北大西洋}$
B
)。A.这艘船受到的浮力 $F_{印度洋}<F_{北大西洋}$
B.这艘船排开海水的质量 $m_{印度洋}=m_{北大西洋}$
C.印度洋和北大西洋海水的密度 $\rho_{印度洋}>\rho_{北大西洋}$
D.这艘船排开海水的体积 $V_{印度洋}=V_{北大西洋}$
答案
3.B
解析
【分析】
要解决这道题,需结合物体漂浮的受力特点和阿基米德原理分析。轮船在不同海域航行时始终处于漂浮状态,根据漂浮条件,浮力等于自身重力,因此不同海域的浮力大小相等;再结合阿基米德原理分析排开液体的密度、体积和质量的关系,同时明确吃水线的含义:线越靠上,轮船排开液体的体积越大。
【解析】
1. 分析浮力:轮船在印度洋和北大西洋均处于漂浮状态,根据漂浮条件,浮力等于自身重力,即$F_{浮}=G_{船}$,轮船重力不变,因此$F_{印度洋}=F_{北大西洋}$,故A选项错误。
2. 分析排开海水的质量:根据阿基米德原理,$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$,由于$F_{印度洋}=F_{北大西洋}$,所以排开海水的重力相等,因此排开海水的质量$m_{印度洋}=m_{北大西洋}$,故B选项正确。
3. 分析海水密度:由图可知,印度洋线在北大西洋线的上方,说明轮船在印度洋时排开海水的体积$V_{印度洋}>V_{北大西洋}$;根据$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,浮力相等时,液体密度与排开体积成反比,因此$\rho_{印度洋}<\rho_{北大西洋}$,故C选项错误。
4. 分析排开体积:由吃水线位置可知,$V_{印度洋}≠V_{北大西洋}$,故D选项错误。
【答案】
B
【知识点】
物体的漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题考查漂浮条件和阿基米德原理的应用,核心是理解吃水线的物理意义,结合浮力不变的特点分析密度关系,属于初中物理基础题型,需熟练掌握公式的应用。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需结合物体漂浮的受力特点和阿基米德原理分析。轮船在不同海域航行时始终处于漂浮状态,根据漂浮条件,浮力等于自身重力,因此不同海域的浮力大小相等;再结合阿基米德原理分析排开液体的密度、体积和质量的关系,同时明确吃水线的含义:线越靠上,轮船排开液体的体积越大。
【解析】
1. 分析浮力:轮船在印度洋和北大西洋均处于漂浮状态,根据漂浮条件,浮力等于自身重力,即$F_{浮}=G_{船}$,轮船重力不变,因此$F_{印度洋}=F_{北大西洋}$,故A选项错误。
2. 分析排开海水的质量:根据阿基米德原理,$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$,由于$F_{印度洋}=F_{北大西洋}$,所以排开海水的重力相等,因此排开海水的质量$m_{印度洋}=m_{北大西洋}$,故B选项正确。
3. 分析海水密度:由图可知,印度洋线在北大西洋线的上方,说明轮船在印度洋时排开海水的体积$V_{印度洋}>V_{北大西洋}$;根据$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,浮力相等时,液体密度与排开体积成反比,因此$\rho_{印度洋}<\rho_{北大西洋}$,故C选项错误。
4. 分析排开体积:由吃水线位置可知,$V_{印度洋}≠V_{北大西洋}$,故D选项错误。
【答案】
B
【知识点】
物体的漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题考查漂浮条件和阿基米德原理的应用,核心是理解吃水线的物理意义,结合浮力不变的特点分析密度关系,属于初中物理基础题型,需熟练掌握公式的应用。
【难度系数】
0.5
4. 如图2所示,体积相同的两圆锥体浸没在水中,则两圆锥体受到的水的压力差相比(

A.底面朝下的圆锥体受到的压力差较大
B.底面朝上的圆锥体受到的压力差较大
C.底面朝上和朝下的圆锥体受到的压力差一样大
D.底面朝上和朝下的圆锥体受到的压力差大小无法比较
C
)。A.底面朝下的圆锥体受到的压力差较大
B.底面朝上的圆锥体受到的压力差较大
C.底面朝上和朝下的圆锥体受到的压力差一样大
D.底面朝上和朝下的圆锥体受到的压力差大小无法比较
答案
4.C
解析
【分析】
要解决这个问题,需明确浮力的本质是物体受到的液体上下表面的压力差,同时结合阿基米德原理分析。首先,浮力的核心是液体对物体的压力差,而阿基米德原理指出浮力大小由液体密度和排开液体的体积决定。题目中两圆锥体积相同且都浸没在水中,因此排开水的体积相等,水的密度也相同,由此可判断浮力(即压力差)的大小关系,与圆锥的放置方向无关。
【解析】
浸在液体中的物体,受到的浮力等于液体对物体上下表面的压力差,即$F_{浮}=F_{差}$。根据阿基米德原理,浮力公式为$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$。已知两圆锥体积相同,且都浸没在水中,因此它们排开水的体积$V_{排}$相等,水的密度$\rho_{液}$相同,所以两圆锥受到的浮力相等,对应的水的压力差也相等,与圆锥底面朝上或朝下无关。
【答案】
C
【知识点】
浮力的本质、阿基米德原理
【点评】
本题考查浮力的本质及阿基米德原理的应用,关键在于理解“浮力等于液体对物体的压力差”,且浮力大小仅与液体密度和排开液体体积有关,与物体的形状、放置方向无关,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决这个问题,需明确浮力的本质是物体受到的液体上下表面的压力差,同时结合阿基米德原理分析。首先,浮力的核心是液体对物体的压力差,而阿基米德原理指出浮力大小由液体密度和排开液体的体积决定。题目中两圆锥体积相同且都浸没在水中,因此排开水的体积相等,水的密度也相同,由此可判断浮力(即压力差)的大小关系,与圆锥的放置方向无关。
【解析】
浸在液体中的物体,受到的浮力等于液体对物体上下表面的压力差,即$F_{浮}=F_{差}$。根据阿基米德原理,浮力公式为$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$。已知两圆锥体积相同,且都浸没在水中,因此它们排开水的体积$V_{排}$相等,水的密度$\rho_{液}$相同,所以两圆锥受到的浮力相等,对应的水的压力差也相等,与圆锥底面朝上或朝下无关。
【答案】
C
【知识点】
浮力的本质、阿基米德原理
【点评】
本题考查浮力的本质及阿基米德原理的应用,关键在于理解“浮力等于液体对物体的压力差”,且浮力大小仅与液体密度和排开液体体积有关,与物体的形状、放置方向无关,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
5. 如图3所示,洗手盆底部的出水口塞有一个橡胶材质的排水堵头,盆内装有一定质量的水,洗手盆侧壁A点在水面下,柱状物体M完全浸没在水中。下列说法正确的是(

A.排水堵头可能由于受到水的浮力而上浮
B.柱状物体M受到水施加的力的方向是竖直向上的
C.柱状物体M受到重力、水向上的压力、水向下的压力、浮力而静止
D.洗手盆侧壁A点受到水的压力方向是竖直向下的
B
)。A.排水堵头可能由于受到水的浮力而上浮
B.柱状物体M受到水施加的力的方向是竖直向上的
C.柱状物体M受到重力、水向上的压力、水向下的压力、浮力而静止
D.洗手盆侧壁A点受到水的压力方向是竖直向下的
答案
5.B
解析
【分析】
本题考查浮力与液体压力的相关知识,需逐一分析选项,明确浮力的产生条件、液体压力的方向,以及物体的受力分析逻辑,从而判断各选项的正误。
【解析】
选项A:浮力的本质是物体上下表面受到的液体压力差。排水堵头的底部不在水中,未受到水向上的压力,因此不会产生浮力,不可能因浮力而上浮,A错误。
选项B:柱状物体M完全浸没在水中,水对M上下表面的压力差即为浮力,浮力的方向始终竖直向上,因此水对M施加的力的合力方向竖直向上,B正确。
选项C:浮力本身就是水对物体向上和向下的压力差,不能将浮力与水的压力并列作为物体的受力,M静止时受力为重力和浮力,C错误。
选项D:液体压力的方向是垂直于接触面指向被压物体,A点在洗手盆侧壁,因此A点受到水的压力方向是垂直侧壁(而非竖直向下),D错误。
【答案】
B
【知识点】
浮力产生原因、液体压力方向
【点评】
本题为浮力与液体压力的基础应用题目,需准确掌握浮力的本质、液体压力的方向,避免混淆受力分析中的重复概念,是对核心知识点的常规考查。
【难度系数】
0.5
本题考查浮力与液体压力的相关知识,需逐一分析选项,明确浮力的产生条件、液体压力的方向,以及物体的受力分析逻辑,从而判断各选项的正误。
【解析】
选项A:浮力的本质是物体上下表面受到的液体压力差。排水堵头的底部不在水中,未受到水向上的压力,因此不会产生浮力,不可能因浮力而上浮,A错误。
选项B:柱状物体M完全浸没在水中,水对M上下表面的压力差即为浮力,浮力的方向始终竖直向上,因此水对M施加的力的合力方向竖直向上,B正确。
选项C:浮力本身就是水对物体向上和向下的压力差,不能将浮力与水的压力并列作为物体的受力,M静止时受力为重力和浮力,C错误。
选项D:液体压力的方向是垂直于接触面指向被压物体,A点在洗手盆侧壁,因此A点受到水的压力方向是垂直侧壁(而非竖直向下),D错误。
【答案】
B
【知识点】
浮力产生原因、液体压力方向
【点评】
本题为浮力与液体压力的基础应用题目,需准确掌握浮力的本质、液体压力的方向,避免混淆受力分析中的重复概念,是对核心知识点的常规考查。
【难度系数】
0.5
6. 如图4所示,一个最大容积为400 mL的烧杯静止放在水槽中,烧杯内有质量为200 g的水(未装满),现将一饮料罐缓慢浸入烧杯中,从烧杯溢出水的质量为100 g,g取10 N/kg,此时饮料罐受到的浮力大小是(

A.1 N
B.2 N
C.3 N
D.4 N
C
)。A.1 N
B.2 N
C.3 N
D.4 N
答案
6.C
解析
【分析】
要计算饮料罐受到的浮力,需利用阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,关键是先求出饮料罐排开水的体积。首先根据水的密度算出烧杯内原有水的体积,结合烧杯最大容积得到烧杯剩余空间的体积,再将剩余空间体积与溢出水的体积相加,得到饮料罐排开水的总体积,最后代入阿基米德原理公式计算浮力。
【解析】
解:1. 计算烧杯内原有水的体积:
水的密度$\rho_{水}=1g/cm^3$,原有水质量$m_{水}=200g$,根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,可得原有水体积:
$V_{水}=\frac{m_{水}}{\rho_{水}}=\frac{200g}{1g/cm^3}=200cm^3$;
2. 计算烧杯的剩余容积:
烧杯最大容积$V_{烧杯}=400mL=400cm^3$,因此烧杯还能容纳的体积:
$V_{剩}=V_{烧杯}-V_{水}=400cm^3-200cm^3=200cm^3$;
3. 计算溢出的水的体积:
溢出的水质量$m_{溢}=100g$,同理可得溢出的水体积:
$V_{溢}=\frac{m_{溢}}{\rho_{水}}=\frac{100g}{1g/cm^3}=100cm^3$;
4. 计算饮料罐排开水的总体积:
饮料罐浸入烧杯时,排开的水先填满烧杯剩余空间,再溢出,因此排开体积:
$V_{排}=V_{剩}+V_{溢}=200cm^3+100cm^3=300cm^3=3×10^{-4}m^3$;
5. 根据阿基米德原理计算浮力:
$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1×10^3kg/m^3×10N/kg×3×10^{-4}m^3=3N$。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理;浮力计算;密度公式应用
【点评】
本题考查阿基米德原理的应用,核心是正确确定排开液体的体积,需注意排开体积包含烧杯剩余空间和溢出的水,是初中物理浮力部分的典型中等难度题目。
【难度系数】
0.5
要计算饮料罐受到的浮力,需利用阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,关键是先求出饮料罐排开水的体积。首先根据水的密度算出烧杯内原有水的体积,结合烧杯最大容积得到烧杯剩余空间的体积,再将剩余空间体积与溢出水的体积相加,得到饮料罐排开水的总体积,最后代入阿基米德原理公式计算浮力。
【解析】
解:1. 计算烧杯内原有水的体积:
水的密度$\rho_{水}=1g/cm^3$,原有水质量$m_{水}=200g$,根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,可得原有水体积:
$V_{水}=\frac{m_{水}}{\rho_{水}}=\frac{200g}{1g/cm^3}=200cm^3$;
2. 计算烧杯的剩余容积:
烧杯最大容积$V_{烧杯}=400mL=400cm^3$,因此烧杯还能容纳的体积:
$V_{剩}=V_{烧杯}-V_{水}=400cm^3-200cm^3=200cm^3$;
3. 计算溢出的水的体积:
溢出的水质量$m_{溢}=100g$,同理可得溢出的水体积:
$V_{溢}=\frac{m_{溢}}{\rho_{水}}=\frac{100g}{1g/cm^3}=100cm^3$;
4. 计算饮料罐排开水的总体积:
饮料罐浸入烧杯时,排开的水先填满烧杯剩余空间,再溢出,因此排开体积:
$V_{排}=V_{剩}+V_{溢}=200cm^3+100cm^3=300cm^3=3×10^{-4}m^3$;
5. 根据阿基米德原理计算浮力:
$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1×10^3kg/m^3×10N/kg×3×10^{-4}m^3=3N$。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理;浮力计算;密度公式应用
【点评】
本题考查阿基米德原理的应用,核心是正确确定排开液体的体积,需注意排开体积包含烧杯剩余空间和溢出的水,是初中物理浮力部分的典型中等难度题目。
【难度系数】
0.5
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