5. 质量相同的实心铝球、铁球、铜球($\rho_{铜}>\rho_{铁}>\rho_{铝}>\rho_{水}$)分别浸没在水中,关于它们受到的浮力,下列说法正确的是(
A.铝球受到的浮力最大
B.三个球受到的浮力一样大
C.铜球受到的浮力最大
D.无法判断
A
)A.铝球受到的浮力最大
B.三个球受到的浮力一样大
C.铜球受到的浮力最大
D.无法判断
答案
5. A
解析
【分析】要解决这道题,需结合阿基米德原理和密度公式分析:首先明确,物体浸没在水中时,排开水的体积等于自身的体积;已知三个球质量相同,根据密度公式可推出体积与密度的关系,再结合阿基米德原理就能比较浮力大小。
【解析】根据阿基米德原理,物体浸没在水中时受到的浮力公式为$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,且浸没时$V_{排}=V_{物}$(物体体积)。已知三个球质量$m$相同,由密度公式$\rho=\frac{m}{V}$变形得$V=\frac{m}{\rho}$,因为$\rho_{铜}>\rho_{铁}>\rho_{铝}$,所以$V_{铜}<V_{铁}<V_{铝}$(质量相同时,密度越小,体积越大)。由于三个球都浸没在水中,$V_{排}=V_{物}$,因此$V_{排铜}<V_{排铁}<V_{排铝}$。又因为$\rho_{水}$和$g$是定值,浮力$F_{浮}$与$V_{排}$成正比,所以铝球受到的浮力最大,故选项A正确。
【答案】A
【知识点】阿基米德原理、密度公式应用、浮力大小比较
【点评】本题是浮力与密度结合的基础题,核心是理解“浸没时排开液体体积等于物体体积”,再通过密度公式由质量和密度关系推导体积关系,进而比较浮力,侧重基础知识点的应用。
【难度系数】0.6
【解析】根据阿基米德原理,物体浸没在水中时受到的浮力公式为$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,且浸没时$V_{排}=V_{物}$(物体体积)。已知三个球质量$m$相同,由密度公式$\rho=\frac{m}{V}$变形得$V=\frac{m}{\rho}$,因为$\rho_{铜}>\rho_{铁}>\rho_{铝}$,所以$V_{铜}<V_{铁}<V_{铝}$(质量相同时,密度越小,体积越大)。由于三个球都浸没在水中,$V_{排}=V_{物}$,因此$V_{排铜}<V_{排铁}<V_{排铝}$。又因为$\rho_{水}$和$g$是定值,浮力$F_{浮}$与$V_{排}$成正比,所以铝球受到的浮力最大,故选项A正确。
【答案】A
【知识点】阿基米德原理、密度公式应用、浮力大小比较
【点评】本题是浮力与密度结合的基础题,核心是理解“浸没时排开液体体积等于物体体积”,再通过密度公式由质量和密度关系推导体积关系,进而比较浮力,侧重基础知识点的应用。
【难度系数】0.6
6. 把体积相同的甲、乙两个小球放入装水的杯子里,静止后,若甲球漂浮、乙球沉底,如图所示,则(

A.甲球的密度大于乙球的密度
B.甲球受到的浮力大于乙球受到的浮力
C.甲球的质量大于乙球的质量
D.甲球排开水的质量小于乙球排开水的质量
D
)A.甲球的密度大于乙球的密度
B.甲球受到的浮力大于乙球受到的浮力
C.甲球的质量大于乙球的质量
D.甲球排开水的质量小于乙球排开水的质量
答案
6. D
解析
【分析】
要解决这道题,需结合物体浮沉条件和阿基米德原理分析。已知甲、乙两球体积相同,甲漂浮、乙沉底,先确定两球排开水的体积关系,再根据浮沉条件判断密度、质量关系,结合阿基米德原理判断浮力和排开水的质量关系,逐一分析选项即可。
【解析】
已知甲、乙两球体积相等($V_甲 = V_乙$),甲球漂浮,乙球沉底:
1. 分析选项A:根据物体浮沉条件,漂浮的物体密度小于液体密度,沉底的物体密度大于液体密度,因此$\rho_甲 < \rho_水$,$\rho_乙 > \rho_水$,可得$\rho_甲 < \rho_乙$,A错误。
2. 分析选项B:根据阿基米德原理$F_浮 = \rho_水gV_排$,甲球漂浮,排开水的体积$V_{排甲} < V_甲$;乙球沉底,排开水的体积$V_{排乙} = V_乙$。结合$V_甲 = V_乙$,得$V_{排甲} < V_{排乙}$,因此$F_{浮甲} = \rho_水gV_{排甲} < F_{浮乙} = \rho_水gV_{排乙}$,B错误。
3. 分析选项C:质量公式为$m = \rho V$,两球体积$V$相同,且$\rho_甲 < \rho_乙$,所以$m_甲 = \rho_甲 V < m_乙 = \rho_乙 V$,C错误。
4. 分析选项D:排开水的质量$m_排 = \rho_水 V_排$,由$V_{排甲} < V_{排乙}$,可得$m_{排甲} = \rho_水 V_{排甲} < m_{排乙} = \rho_水 V_{排乙}$,D正确。
【答案】
D
【知识点】
物体浮沉条件、阿基米德原理、密度与质量的关系
【点评】
本题考查浮力相关基础知识点,核心是利用浮沉条件判断物体与液体的密度关系,结合阿基米德原理分析排开液体体积、浮力、排开液体质量的关联,需准确掌握各物理量的逻辑关系,难度适中。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,需结合物体浮沉条件和阿基米德原理分析。已知甲、乙两球体积相同,甲漂浮、乙沉底,先确定两球排开水的体积关系,再根据浮沉条件判断密度、质量关系,结合阿基米德原理判断浮力和排开水的质量关系,逐一分析选项即可。
【解析】
已知甲、乙两球体积相等($V_甲 = V_乙$),甲球漂浮,乙球沉底:
1. 分析选项A:根据物体浮沉条件,漂浮的物体密度小于液体密度,沉底的物体密度大于液体密度,因此$\rho_甲 < \rho_水$,$\rho_乙 > \rho_水$,可得$\rho_甲 < \rho_乙$,A错误。
2. 分析选项B:根据阿基米德原理$F_浮 = \rho_水gV_排$,甲球漂浮,排开水的体积$V_{排甲} < V_甲$;乙球沉底,排开水的体积$V_{排乙} = V_乙$。结合$V_甲 = V_乙$,得$V_{排甲} < V_{排乙}$,因此$F_{浮甲} = \rho_水gV_{排甲} < F_{浮乙} = \rho_水gV_{排乙}$,B错误。
3. 分析选项C:质量公式为$m = \rho V$,两球体积$V$相同,且$\rho_甲 < \rho_乙$,所以$m_甲 = \rho_甲 V < m_乙 = \rho_乙 V$,C错误。
4. 分析选项D:排开水的质量$m_排 = \rho_水 V_排$,由$V_{排甲} < V_{排乙}$,可得$m_{排甲} = \rho_水 V_{排甲} < m_{排乙} = \rho_水 V_{排乙}$,D正确。
【答案】
D
【知识点】
物体浮沉条件、阿基米德原理、密度与质量的关系
【点评】
本题考查浮力相关基础知识点,核心是利用浮沉条件判断物体与液体的密度关系,结合阿基米德原理分析排开液体体积、浮力、排开液体质量的关联,需准确掌握各物理量的逻辑关系,难度适中。
【难度系数】
0.7
7. 一艘轮船的排水量为1 000 t,满载时船身受到的浮力为
$9.8×10^6$
N。它从某处海域驶入海水密度更小的海域,受到的浮力不变
,排开水的体积变大
。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)答案
7. $9.8×10^6$ 不变 变大
解析
【分析】
要解决这道题,需掌握漂浮条件和阿基米德原理:①轮船满载时处于漂浮状态,浮力等于排开水的重力,也等于自身重力;②阿基米德原理公式为$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}$。首先根据排水量计算满载浮力,再结合漂浮条件判断浮力变化,最后利用阿基米德原理分析排开体积的变化。
【解析】
1. 计算满载时的浮力:
轮船的排水量是满载时排开水的质量,即$m_{排}=1000t=1×10^6kg$。根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,因此$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g=1×10^6kg×9.8N/kg=9.8×10^6N$。
2. 判断浮力变化:
轮船始终漂浮,根据漂浮条件,浮力等于自身重力($F_{浮}=G_{船}$),轮船重力不变,所以从密度大的海域驶入密度小的海域时,受到的浮力不变。
3. 判断排开水的体积变化:
由阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}$变形得$V_{排}=\frac{F_{浮}}{ρ_{液}g}$,由于浮力$F_{浮}$不变,海水密度$ρ_{液}$变小,因此排开水的体积$V_{排}$变大。
【答案】
$9.8×10^6$ 不变 变大
【知识点】
浮力的漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题考查浮力在轮船中的实际应用,核心是利用漂浮时浮力等于重力的特点,结合阿基米德原理分析排开体积的变化,属于浮力部分的基础应用,需熟练掌握相关公式和条件。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需掌握漂浮条件和阿基米德原理:①轮船满载时处于漂浮状态,浮力等于排开水的重力,也等于自身重力;②阿基米德原理公式为$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}$。首先根据排水量计算满载浮力,再结合漂浮条件判断浮力变化,最后利用阿基米德原理分析排开体积的变化。
【解析】
1. 计算满载时的浮力:
轮船的排水量是满载时排开水的质量,即$m_{排}=1000t=1×10^6kg$。根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,因此$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g=1×10^6kg×9.8N/kg=9.8×10^6N$。
2. 判断浮力变化:
轮船始终漂浮,根据漂浮条件,浮力等于自身重力($F_{浮}=G_{船}$),轮船重力不变,所以从密度大的海域驶入密度小的海域时,受到的浮力不变。
3. 判断排开水的体积变化:
由阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}$变形得$V_{排}=\frac{F_{浮}}{ρ_{液}g}$,由于浮力$F_{浮}$不变,海水密度$ρ_{液}$变小,因此排开水的体积$V_{排}$变大。
【答案】
$9.8×10^6$ 不变 变大
【知识点】
浮力的漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题考查浮力在轮船中的实际应用,核心是利用漂浮时浮力等于重力的特点,结合阿基米德原理分析排开体积的变化,属于浮力部分的基础应用,需熟练掌握相关公式和条件。
【难度系数】
0.6
8. 取一只空牙膏皮,第一次将它挤瘪,第二次将它撑开,两次都拧紧盖子后,放入同一杯水中。图甲中空牙膏皮在水中沉底,图乙中空牙膏皮在水中漂浮。不计空牙膏皮内空气的质量,不计空牙膏皮拿出时带出的水,两次空牙膏皮的质量$m_甲$

=
$m_乙$,所受的浮力$F_甲$<
$F_乙$。(均选填“>”“<”或“=”)答案
8. = <
解析
【分析】
首先,质量是物体所含物质的多少,属于物体的固有属性,与物体的形状无关,因此同一个空牙膏皮挤瘪和撑开后,质量不变,故m甲与m乙相等。接着分析浮力:根据物体浮沉条件,甲图中牙膏皮沉底,此时浮力小于自身重力,即F甲 < G;乙图中牙膏皮漂浮,此时浮力等于自身重力,即F乙 = G。由于两次牙膏皮的重力G相同,因此F甲 < F乙。
【解析】
1. 质量判断:质量是物体的固有属性,不随物体的形状改变而变化。两次操作的是同一个空牙膏皮,仅形状发生改变,所含物质的多少未发生变化,因此m甲 = m乙。
2. 浮力判断:根据浮沉条件,沉底时物体受到的浮力小于自身重力,即F甲 < G;漂浮时物体受到的浮力等于自身重力,即F乙 = G。因为两次牙膏皮的重力G相等,所以F甲 < F乙。
【答案】
= <
【知识点】
质量的属性、物体浮沉条件
【点评】
本题结合质量的属性和浮沉条件考查浮力与重力的关系,属于基础题型,关键是明确质量与形状无关,以及不同浮沉状态下浮力和重力的大小关系。
【难度系数】
0.6
首先,质量是物体所含物质的多少,属于物体的固有属性,与物体的形状无关,因此同一个空牙膏皮挤瘪和撑开后,质量不变,故m甲与m乙相等。接着分析浮力:根据物体浮沉条件,甲图中牙膏皮沉底,此时浮力小于自身重力,即F甲 < G;乙图中牙膏皮漂浮,此时浮力等于自身重力,即F乙 = G。由于两次牙膏皮的重力G相同,因此F甲 < F乙。
【解析】
1. 质量判断:质量是物体的固有属性,不随物体的形状改变而变化。两次操作的是同一个空牙膏皮,仅形状发生改变,所含物质的多少未发生变化,因此m甲 = m乙。
2. 浮力判断:根据浮沉条件,沉底时物体受到的浮力小于自身重力,即F甲 < G;漂浮时物体受到的浮力等于自身重力,即F乙 = G。因为两次牙膏皮的重力G相等,所以F甲 < F乙。
【答案】
= <
【知识点】
质量的属性、物体浮沉条件
【点评】
本题结合质量的属性和浮沉条件考查浮力与重力的关系,属于基础题型,关键是明确质量与形状无关,以及不同浮沉状态下浮力和重力的大小关系。
【难度系数】
0.6
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