1. 小明用手将重1.5N、体积为1.6×10⁻⁴m³的苹果压入水中,直到苹果浸没,苹果浸没时受到的浮力大小为
1.6
N。松手后苹果最后静止,此时苹果受到的浮力大小为1.5
N。g取10N/kg。答案
1. 1.6 1.5
解析
【分析】
要解决这道题,分两步思考:首先计算苹果浸没时的浮力,此时苹果排开水的体积等于自身体积,直接利用阿基米德原理即可求解;然后判断松手后苹果的浮沉状态,通过比较浸没时的浮力与苹果重力的大小,确定苹果最终会漂浮,再根据漂浮条件得出静止时的浮力。
【解析】
1. 计算苹果浸没时受到的浮力:
已知水的密度$\rho_{水}=1.0×10^{3}kg/m^{3}$,$g=10N/kg$,苹果浸没时排开水的体积$V_{排}=V=1.6×10^{-4}m^{3}$,根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,代入数据得:
$F_{浮}=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×1.6×10^{-4}m^{3}=1.6N$。
2. 确定松手后苹果静止时的浮力:
苹果的重力$G=1.5N$,因为浸没时$F_{浮}=1.6N>G=1.5N$,所以苹果会上浮,最终静止时处于漂浮状态。根据漂浮条件,漂浮时物体受到的浮力等于自身重力,即$F_{浮}'=G=1.5N$。
【答案】
1.6;1.5
【知识点】
阿基米德原理;物体浮沉条件
【点评】
本题是对阿基米德原理和物体浮沉条件的基础应用,关键在于明确浸没时排液体积等于物体体积,以及漂浮状态下浮力与重力的等量关系,题型常规,易于掌握。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,分两步思考:首先计算苹果浸没时的浮力,此时苹果排开水的体积等于自身体积,直接利用阿基米德原理即可求解;然后判断松手后苹果的浮沉状态,通过比较浸没时的浮力与苹果重力的大小,确定苹果最终会漂浮,再根据漂浮条件得出静止时的浮力。
【解析】
1. 计算苹果浸没时受到的浮力:
已知水的密度$\rho_{水}=1.0×10^{3}kg/m^{3}$,$g=10N/kg$,苹果浸没时排开水的体积$V_{排}=V=1.6×10^{-4}m^{3}$,根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,代入数据得:
$F_{浮}=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×1.6×10^{-4}m^{3}=1.6N$。
2. 确定松手后苹果静止时的浮力:
苹果的重力$G=1.5N$,因为浸没时$F_{浮}=1.6N>G=1.5N$,所以苹果会上浮,最终静止时处于漂浮状态。根据漂浮条件,漂浮时物体受到的浮力等于自身重力,即$F_{浮}'=G=1.5N$。
【答案】
1.6;1.5
【知识点】
阿基米德原理;物体浮沉条件
【点评】
本题是对阿基米德原理和物体浮沉条件的基础应用,关键在于明确浸没时排液体积等于物体体积,以及漂浮状态下浮力与重力的等量关系,题型常规,易于掌握。
【难度系数】
0.7
2. 放飞气球后,气球会向上运动。从运动和力的知识可以得到:气球向上运动,是因为放手时气球的重力G
小于
(选填“大于”或“小于”)气球受到的空气浮力F,当气球升高到一定高度后不再上升,说明气球上升过程中受到的浮力F变小
(选填“变大”或“变小”)。答案
2. 小于 变小
解析
【分析】
首先分析气球向上运动的受力逻辑:根据力与运动的关系,当物体所受合力方向与运动方向一致时,物体会向合力方向运动。气球向上运动,说明合力向上,即空气浮力F大于重力G,因此重力G小于浮力F。
接着分析气球上升后不再上升的原因:气球上升过程中,高度越高空气密度越小。根据阿基米德原理,浮力大小与空气密度有关,在排开空气体积不变的情况下,空气密度减小会使浮力变小,当浮力减小到与重力相等时,气球受力平衡,不再上升。
【解析】
1. 气球向上运动时,依据力与运动的关系,物体在非平衡力作用下会沿合力方向运动。气球向上运动说明合力向上,即空气浮力$F$大于重力$G$,所以重力$G$小于浮力$F$,第一个空填“小于”。
2. 气球上升到一定高度后不再上升,此时气球受力平衡,浮力等于重力。随着气球上升,高度增加导致空气密度逐渐减小,根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{空气}gV_{排}$,气球排开空气的体积$V_{排}$不变,空气密度$\rho_{空气}$变小,因此浮力$F$变小,最终与重力相等不再上升,第二个空填“变小”。
【答案】
小于;变小
【知识点】
力与运动的关系、阿基米德原理
【点评】
本题将力与运动的关系和阿基米德原理结合,联系空气密度随高度变化的实际情况,考查物理知识在生活现象中的应用,注重对知识理解和应用能力的考查。
【难度系数】
0.7
首先分析气球向上运动的受力逻辑:根据力与运动的关系,当物体所受合力方向与运动方向一致时,物体会向合力方向运动。气球向上运动,说明合力向上,即空气浮力F大于重力G,因此重力G小于浮力F。
接着分析气球上升后不再上升的原因:气球上升过程中,高度越高空气密度越小。根据阿基米德原理,浮力大小与空气密度有关,在排开空气体积不变的情况下,空气密度减小会使浮力变小,当浮力减小到与重力相等时,气球受力平衡,不再上升。
【解析】
1. 气球向上运动时,依据力与运动的关系,物体在非平衡力作用下会沿合力方向运动。气球向上运动说明合力向上,即空气浮力$F$大于重力$G$,所以重力$G$小于浮力$F$,第一个空填“小于”。
2. 气球上升到一定高度后不再上升,此时气球受力平衡,浮力等于重力。随着气球上升,高度增加导致空气密度逐渐减小,根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{空气}gV_{排}$,气球排开空气的体积$V_{排}$不变,空气密度$\rho_{空气}$变小,因此浮力$F$变小,最终与重力相等不再上升,第二个空填“变小”。
【答案】
小于;变小
【知识点】
力与运动的关系、阿基米德原理
【点评】
本题将力与运动的关系和阿基米德原理结合,联系空气密度随高度变化的实际情况,考查物理知识在生活现象中的应用,注重对知识理解和应用能力的考查。
【难度系数】
0.7
3. 将物体投入液体中,受力情况如图10.3 - 2所示,四个物体中将会下沉的是(

A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
A
)。A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
答案
3. A
解析
【分析】
要判断物体是否下沉,需根据物体的浮沉条件分析:当物体受到的浮力小于自身重力($F_{浮}<G$)时,物体将会下沉。我们需要逐一分析四个图中浮力与重力的大小关系,找出符合下沉条件的物体。
【解析】
根据物体的浮沉条件:
甲图:物体受到的浮力$F_{浮}$小于重力$G$,满足$F_{浮}<G$,物体将会下沉;
乙图:$F_{浮}=G$,物体处于悬浮状态;
丙图:$F_{浮}=G$,物体处于悬浮状态;
丁图:$F_{浮}>G$,物体将会上浮。
综上,将会下沉的是甲,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
物体的浮沉条件
【点评】
本题考查对物体浮沉条件的理解与应用,解题关键是通过受力示意图判断浮力和重力的大小关系,进而确定物体的运动状态,属于基础题型,侧重对基础知识的考查。
【难度系数】
0.8
要判断物体是否下沉,需根据物体的浮沉条件分析:当物体受到的浮力小于自身重力($F_{浮}<G$)时,物体将会下沉。我们需要逐一分析四个图中浮力与重力的大小关系,找出符合下沉条件的物体。
【解析】
根据物体的浮沉条件:
甲图:物体受到的浮力$F_{浮}$小于重力$G$,满足$F_{浮}<G$,物体将会下沉;
乙图:$F_{浮}=G$,物体处于悬浮状态;
丙图:$F_{浮}=G$,物体处于悬浮状态;
丁图:$F_{浮}>G$,物体将会上浮。
综上,将会下沉的是甲,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
物体的浮沉条件
【点评】
本题考查对物体浮沉条件的理解与应用,解题关键是通过受力示意图判断浮力和重力的大小关系,进而确定物体的运动状态,属于基础题型,侧重对基础知识的考查。
【难度系数】
0.8
4. 在西亚有一个面积约为810km²的内陆盐湖,湖水中含有高浓度的盐分,致使水中没有鱼虾、水草,人们称之为“死海”。令人惊叹的是即使不会游泳的人也能浮在水面上。一个成人漂浮在“死海”上,其所受浮力大小约为(
A.6N
B.60N
C.600N
D.6000N
C
)。A.6N
B.60N
C.600N
D.6000N
答案
4. C
解析
【分析】
要解决这道题,核心思路是利用物体的漂浮条件:当物体漂浮在液面上时,所受浮力等于自身重力。首先需要合理估算一个成年人的质量,通常成年人质量约为60kg,再通过重力公式计算出成人的重力,该重力大小就等于漂浮时受到的浮力,最后对比选项得出答案。
【解析】
1. 依据漂浮条件:物体漂浮时,受到的浮力等于自身重力,即$F_{浮}=G_{人}$。
2. 估算成人质量:一个成年人的质量约为$m = 60kg$。
3. 计算成人重力:根据重力公式$G=mg$(取$g=10N/kg$),可得$G_{人}=mg=60kg×10N/kg=600N$。
4. 推导浮力大小:由$F_{浮}=G_{人}$,可知浮力$F_{浮}=600N$,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
漂浮条件;重力计算
【点评】
本题结合实际场景考查漂浮条件与重力估算,解题关键是掌握漂浮时浮力等于重力,同时能合理估算成年人的质量,属于基础应用型题目,贴近生活,便于理解。
【难度系数】
0.8
要解决这道题,核心思路是利用物体的漂浮条件:当物体漂浮在液面上时,所受浮力等于自身重力。首先需要合理估算一个成年人的质量,通常成年人质量约为60kg,再通过重力公式计算出成人的重力,该重力大小就等于漂浮时受到的浮力,最后对比选项得出答案。
【解析】
1. 依据漂浮条件:物体漂浮时,受到的浮力等于自身重力,即$F_{浮}=G_{人}$。
2. 估算成人质量:一个成年人的质量约为$m = 60kg$。
3. 计算成人重力:根据重力公式$G=mg$(取$g=10N/kg$),可得$G_{人}=mg=60kg×10N/kg=600N$。
4. 推导浮力大小:由$F_{浮}=G_{人}$,可知浮力$F_{浮}=600N$,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
漂浮条件;重力计算
【点评】
本题结合实际场景考查漂浮条件与重力估算,解题关键是掌握漂浮时浮力等于重力,同时能合理估算成年人的质量,属于基础应用型题目,贴近生活,便于理解。
【难度系数】
0.8
5. 把重5N、体积为600cm³的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是(
A.物体漂浮,Fₚ = 6N
B.物体悬浮,Fₚ = 5N
C.物体漂浮,Fₚ = 5N
D.物体沉在水底,Fₚ = 6N
C
)。A.物体漂浮,Fₚ = 6N
B.物体悬浮,Fₚ = 5N
C.物体漂浮,Fₚ = 5N
D.物体沉在水底,Fₚ = 6N
答案
5. C
解析
物体体积$V=600\,\mathrm{cm}^3=6×10^{-4}\,\mathrm{m}^3$。
假设物体完全浸没水中,所受浮力$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}=1.0×10^3\,\mathrm{kg/m}^3×10\,\mathrm{N/kg}×6×10^{-4}\,\mathrm{m}^3=6\,\mathrm{N}$。
物体重力$G=5\,\mathrm{N}$,因为$F_{\mathrm{浮}}>G$,物体将上浮,最终静止时漂浮,此时$F_{\mathrm{浮}}=G=5\,\mathrm{N}$。
C
假设物体完全浸没水中,所受浮力$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}=1.0×10^3\,\mathrm{kg/m}^3×10\,\mathrm{N/kg}×6×10^{-4}\,\mathrm{m}^3=6\,\mathrm{N}$。
物体重力$G=5\,\mathrm{N}$,因为$F_{\mathrm{浮}}>G$,物体将上浮,最终静止时漂浮,此时$F_{\mathrm{浮}}=G=5\,\mathrm{N}$。
C
6. 如图10.3 - 3所示,甲、乙两个完全相同的烧杯,分别盛有密度为ρₐ和ρᵦ的盐水放在水平桌面上。将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中,当鸡蛋静止时,两烧杯中液面恰好相平。若甲、乙两杯盐水对容器底的压强分别为pₐ和pᵦ,鸡蛋排开盐水的质量分别为mₐ和mᵦ,受到的浮力分别为Fₐ和Fᵦ,则下列判断正确的是(

A.Fₐ < Fᵦ
B.ρₐ > ρᵦ
C.mₐ = mᵦ
D.pₐ > pᵦ
C
)。A.Fₐ < Fᵦ
B.ρₐ > ρᵦ
C.mₐ = mᵦ
D.pₐ > pᵦ
答案
6. C 解析 因为鸡蛋在甲中悬浮、乙中漂浮,所以浮力都等于自身的重力,即鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力相等,根据阿基米德原理可知$F_{浮}=G_{排}$,故$G_{排}$也相等,$m_{排}$也相等;根据浮沉条件可知,甲杯中鸡蛋悬浮,因此$ρ_{甲}=ρ_{物}$,乙杯中鸡蛋漂浮,故$ρ_{乙}>ρ_{物}$,由于两杯中鸡蛋一样,故$ρ_{物}$相等,因此$ρ_{甲}<ρ_{乙}$;当鸡蛋静止时,两杯中的液面恰好相平,由$p=ρgh$可知,$p_{甲}<p_{乙}$。
解析
【分析】
首先观察鸡蛋在两杯盐水中的状态:甲中鸡蛋悬浮,乙中鸡蛋漂浮。根据物体浮沉条件,悬浮和漂浮时浮力都等于自身重力,可先判断浮力大小;再利用阿基米德原理$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$,推导排开盐水的质量关系;接着根据浮沉条件判断两种盐水的密度大小;最后结合液面高度相同,用液体压强公式$p=ρgh$判断容器底的压强大小,对各选项逐一分析。
【解析】
1. 判断浮力大小
鸡蛋在甲杯中悬浮,根据浮沉条件可知:$F_{a}=G_{鸡蛋}$;
鸡蛋在乙杯中漂浮,根据浮沉条件可知:$F_{b}=G_{鸡蛋}$;
因此$F_{a}=F_{b}$,选项A错误。
2. 判断排开盐水的质量
根据阿基米德原理$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$,由于$F_{a}=F_{b}$,则$G_{排a}=G_{排b}$,即$m_{a}g=m_{b}g$,可得$m_{a}=m_{b}$,选项C正确。
3. 判断盐水密度大小
鸡蛋在甲杯中悬浮,说明$ρ_{a}=ρ_{鸡蛋}$;
鸡蛋在乙杯中漂浮,说明$ρ_{b}>ρ_{鸡蛋}$;
因此$ρ_{a}<ρ_{b}$,选项B错误。
4. 判断容器底的压强
两烧杯中液面恰好相平,即$h_{a}=h_{b}$,根据液体压强公式$p=ρgh$,因为$ρ_{a}<ρ_{b}$、$h$相同,所以$p_{a}<p_{b}$,选项D错误。
【答案】
C
【知识点】
物体浮沉条件、阿基米德原理、液体压强公式
【点评】
本题综合考查物体浮沉条件、阿基米德原理和液体压强公式的应用,核心是根据鸡蛋的状态准确判断浮力、液体密度的关系,再结合已知条件分析各物理量的大小。
【难度系数】
0.6
首先观察鸡蛋在两杯盐水中的状态:甲中鸡蛋悬浮,乙中鸡蛋漂浮。根据物体浮沉条件,悬浮和漂浮时浮力都等于自身重力,可先判断浮力大小;再利用阿基米德原理$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$,推导排开盐水的质量关系;接着根据浮沉条件判断两种盐水的密度大小;最后结合液面高度相同,用液体压强公式$p=ρgh$判断容器底的压强大小,对各选项逐一分析。
【解析】
1. 判断浮力大小
鸡蛋在甲杯中悬浮,根据浮沉条件可知:$F_{a}=G_{鸡蛋}$;
鸡蛋在乙杯中漂浮,根据浮沉条件可知:$F_{b}=G_{鸡蛋}$;
因此$F_{a}=F_{b}$,选项A错误。
2. 判断排开盐水的质量
根据阿基米德原理$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$,由于$F_{a}=F_{b}$,则$G_{排a}=G_{排b}$,即$m_{a}g=m_{b}g$,可得$m_{a}=m_{b}$,选项C正确。
3. 判断盐水密度大小
鸡蛋在甲杯中悬浮,说明$ρ_{a}=ρ_{鸡蛋}$;
鸡蛋在乙杯中漂浮,说明$ρ_{b}>ρ_{鸡蛋}$;
因此$ρ_{a}<ρ_{b}$,选项B错误。
4. 判断容器底的压强
两烧杯中液面恰好相平,即$h_{a}=h_{b}$,根据液体压强公式$p=ρgh$,因为$ρ_{a}<ρ_{b}$、$h$相同,所以$p_{a}<p_{b}$,选项D错误。
【答案】
C
【知识点】
物体浮沉条件、阿基米德原理、液体压强公式
【点评】
本题综合考查物体浮沉条件、阿基米德原理和液体压强公式的应用,核心是根据鸡蛋的状态准确判断浮力、液体密度的关系,再结合已知条件分析各物理量的大小。
【难度系数】
0.6
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