5. (双选)如图所示,三个相同的容器内水面高度相同,甲容器内只有水,乙容器的水中漂浮着木块,丙容器的水中悬浮着一个小球,则下列说法正确的是( )

A.若向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力不变
B.若木块和小球体积相等,木块的质量小于小球的质量
C.若向乙容器中加入盐水,木块受到的浮力变大
D.三个容器中水对容器底面的压力大小关系为$F_{甲}= F_{乙}= F_{丙}$
A.若向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力不变
B.若木块和小球体积相等,木块的质量小于小球的质量
C.若向乙容器中加入盐水,木块受到的浮力变大
D.三个容器中水对容器底面的压力大小关系为$F_{甲}= F_{乙}= F_{丙}$
答案
BD
解析
【解析】
1. 分析A选项:向丙容器中加入酒精,液体密度减小,小球原来悬浮,此时小球下沉,排开液体体积不变,根据$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,液体密度$\rho_{液}$减小,小球受到的浮力变小,故A错误。
2. 分析B选项:木块漂浮,说明$\rho_{木}<\rho_{水}$;小球悬浮,说明$\rho_{球}=\rho_{水}$,因此$\rho_{木}<\rho_{球}$。若木块和小球体积相等,根据$m=\rho V$,可知木块的质量小于小球的质量,故B正确。
3. 分析C选项:木块在乙容器中漂浮,浮力等于木块的重力。向乙容器中加入盐水,液体密度变大,木块仍漂浮,浮力仍等于重力,所以木块受到的浮力不变,故C错误。
4. 分析D选项:三个容器水面高度相同,容器底面积相同,根据$p=\rho gh$,水对容器底的压强相等;再根据$F=pS$,可知三个容器中水对容器底面的压力大小相等,即$F_{甲}= F_{乙}= F_{丙}$,故D正确。
【答案】
BD
【知识点】
物体浮沉条件、液体压强与压力计算
【点评】
本题综合考查物体浮沉条件与液体压强、压力的计算,需结合物体浮沉状态分析浮力与重力的关系,同时熟练运用相关公式推导,注重知识的综合应用。
【难度系数】
0.6
1. 分析A选项:向丙容器中加入酒精,液体密度减小,小球原来悬浮,此时小球下沉,排开液体体积不变,根据$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,液体密度$\rho_{液}$减小,小球受到的浮力变小,故A错误。
2. 分析B选项:木块漂浮,说明$\rho_{木}<\rho_{水}$;小球悬浮,说明$\rho_{球}=\rho_{水}$,因此$\rho_{木}<\rho_{球}$。若木块和小球体积相等,根据$m=\rho V$,可知木块的质量小于小球的质量,故B正确。
3. 分析C选项:木块在乙容器中漂浮,浮力等于木块的重力。向乙容器中加入盐水,液体密度变大,木块仍漂浮,浮力仍等于重力,所以木块受到的浮力不变,故C错误。
4. 分析D选项:三个容器水面高度相同,容器底面积相同,根据$p=\rho gh$,水对容器底的压强相等;再根据$F=pS$,可知三个容器中水对容器底面的压力大小相等,即$F_{甲}= F_{乙}= F_{丙}$,故D正确。
【答案】
BD
【知识点】
物体浮沉条件、液体压强与压力计算
【点评】
本题综合考查物体浮沉条件与液体压强、压力的计算,需结合物体浮沉状态分析浮力与重力的关系,同时熟练运用相关公式推导,注重知识的综合应用。
【难度系数】
0.6
6. (双选)将茄子和西红柿分别放入甲、乙两个装有等质量水的相同容器中,茄子浮在水面上,西红柿沉底,且两容器中的液面相平,如图所示。下列说法正确的是( )

A.茄子的密度小于西红柿的密度
B.茄子受到的浮力大于西红柿受到的浮力
C.甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强
D.甲容器中水对容器底部的压强大于乙容器中水对容器底部的压强
A.茄子的密度小于西红柿的密度
B.茄子受到的浮力大于西红柿受到的浮力
C.甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强
D.甲容器中水对容器底部的压强大于乙容器中水对容器底部的压强
答案
AC
解析
【解析】
1. 分析选项A:茄子漂浮在水面上,说明茄子的密度小于水的密度;西红柿沉底,说明西红柿的密度大于水的密度,因此茄子的密度小于西红柿的密度,A正确。
2. 分析选项B:两容器液面相平,容器相同且原有水质量相等,可知茄子和西红柿排开水的体积相等,根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,二者受到的浮力相等,故B错误。
3. 分析选项C:容器对桌面的压力等于容器、水和物体的总重力。甲容器总重力$G_{甲}=G_{容}+G_{水}+G_{茄}$,乙容器总重力$G_{乙}=G_{容}+G_{水}+G_{柿}$。由浮沉条件可知$G_{茄}=F_{浮茄}$,$G_{柿}>F_{浮柿}$,且二者浮力相等,故$G_{茄}<G_{柿}$,则$G_{甲}<G_{乙}$。容器底面积相同,根据$p=\frac{F}{S}$,甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强,C正确。
4. 分析选项D:两容器液面相平,水的密度相同,根据$p=\rho gh$,甲、乙容器中水对容器底部的压强相等,D错误。
【答案】
AC
【知识点】
物体浮沉条件、压强的计算
【点评】
本题结合物体浮沉条件与压强知识综合考查,需明确固体压强与液体压强的不同分析思路,同时结合阿基米德原理判断浮力与重力的关系,对知识的综合应用能力要求较高。
【难度系数】
0.6
1. 分析选项A:茄子漂浮在水面上,说明茄子的密度小于水的密度;西红柿沉底,说明西红柿的密度大于水的密度,因此茄子的密度小于西红柿的密度,A正确。
2. 分析选项B:两容器液面相平,容器相同且原有水质量相等,可知茄子和西红柿排开水的体积相等,根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,二者受到的浮力相等,故B错误。
3. 分析选项C:容器对桌面的压力等于容器、水和物体的总重力。甲容器总重力$G_{甲}=G_{容}+G_{水}+G_{茄}$,乙容器总重力$G_{乙}=G_{容}+G_{水}+G_{柿}$。由浮沉条件可知$G_{茄}=F_{浮茄}$,$G_{柿}>F_{浮柿}$,且二者浮力相等,故$G_{茄}<G_{柿}$,则$G_{甲}<G_{乙}$。容器底面积相同,根据$p=\frac{F}{S}$,甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强,C正确。
4. 分析选项D:两容器液面相平,水的密度相同,根据$p=\rho gh$,甲、乙容器中水对容器底部的压强相等,D错误。
【答案】
AC
【知识点】
物体浮沉条件、压强的计算
【点评】
本题结合物体浮沉条件与压强知识综合考查,需明确固体压强与液体压强的不同分析思路,同时结合阿基米德原理判断浮力与重力的关系,对知识的综合应用能力要求较高。
【难度系数】
0.6
7. 为庆祝人民海军成立 75 周年,我国海军在青岛市组织了舰艇开放日活动,不少市民登上石家庄舰参加了军民联欢活动。石家庄舰满载排水量约 7500 t,吃水深度 6 m。石家庄舰满载时受到的浮力________,石家庄舰达到吃水深度 6 m 时,船底受到的海水压强为________。($g$取 10 N/kg,海水密度取$\rho = 1.05×10^{3}kg/m^{3}$)
答案
$7.5×10^{7}\ \mathrm{N}$
$6.3×10^{4}\ \mathrm{Pa}$
$6.3×10^{4}\ \mathrm{Pa}$
解析
【解析】
1. 计算满载时受到的浮力:
根据阿基米德原理,$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$,
已知满载排水量$m_{排}=7500t=7.5×10^{6}kg$,$g=10N/kg$,
代入得:$F_{浮}=7.5×10^{6}kg×10N/kg=7.5×10^{7}N$。
2. 计算船底受到的海水压强:
根据液体压强公式$p=\rho gh$,
已知$\rho=1.05×10^{3}kg/m^{3}$,$g=10N/kg$,$h=6m$,
代入得:$p=1.05×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×6m=6.3×10^{4}Pa$。
【答案】
$7.5×10^{7}\ \mathrm{N}$;$6.3×10^{4}\ \mathrm{Pa}$
【知识点】
阿基米德原理、液体压强公式
【点评】
本题考查浮力与液体压强的基础计算,需熟练掌握阿基米德原理和液体压强公式,注意单位换算的准确性,属于基础题型。
【难度系数】
0.8
1. 计算满载时受到的浮力:
根据阿基米德原理,$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$,
已知满载排水量$m_{排}=7500t=7.5×10^{6}kg$,$g=10N/kg$,
代入得:$F_{浮}=7.5×10^{6}kg×10N/kg=7.5×10^{7}N$。
2. 计算船底受到的海水压强:
根据液体压强公式$p=\rho gh$,
已知$\rho=1.05×10^{3}kg/m^{3}$,$g=10N/kg$,$h=6m$,
代入得:$p=1.05×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×6m=6.3×10^{4}Pa$。
【答案】
$7.5×10^{7}\ \mathrm{N}$;$6.3×10^{4}\ \mathrm{Pa}$
【知识点】
阿基米德原理、液体压强公式
【点评】
本题考查浮力与液体压强的基础计算,需熟练掌握阿基米德原理和液体压强公式,注意单位换算的准确性,属于基础题型。
【难度系数】
0.8
8. 水平桌面上有一装满水的溢水杯,杯底面积为 100 cm^2,将重为 4.8 N 的圆柱体$A$用细线悬挂在弹簧测力计下缓慢浸入水中。当$A$的一半浸入水中时弹簧测力计的示数如图甲所示,此时$A$受到的浮力为________N。剪断细线,$A$缓慢沉入水底,静止时如图乙所示($A$与杯底不密合),与图甲相比,溢水杯对桌面的压强增加了________Pa。

答案
1
280
280
解析
【解析】
1. 当A的一半浸入水中时,由图甲可知弹簧测力计示数为3.8N,根据称重法测浮力公式$F_{浮}=G-F_{示}$,可得此时A受到的浮力:
$F_{浮}=4.8N - 3.8N = 1N$。
2. 剪断细线后,A沉底,完全浸没时受到的浮力$F_{浮}'=2F_{浮}=2×1N=2N$。
图甲中,溢水杯对桌面的压力$F_{1}=G_{杯}+G_{水总}$;图乙中,溢水杯对桌面的压力$F_{2}=G_{杯}+G_{水总}-F_{浮}'+G_{A}$,则压力变化量$\Delta F=G_{A}-F_{浮}'=4.8N - 2N=2.8N$。
杯底面积$S=100cm^2=0.01m^2$,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,可得溢水杯对桌面增加的压强:
$\Delta p=\frac{\Delta F}{S}=\frac{2.8N}{0.01m^2}=280Pa$。
【答案】
1;280
【知识点】
称重法测浮力;压强的计算
【点评】
本题综合考查浮力与压强的计算,需明确压力变化的实质,熟练运用相关公式解题。
【难度系数】
0.6
1. 当A的一半浸入水中时,由图甲可知弹簧测力计示数为3.8N,根据称重法测浮力公式$F_{浮}=G-F_{示}$,可得此时A受到的浮力:
$F_{浮}=4.8N - 3.8N = 1N$。
2. 剪断细线后,A沉底,完全浸没时受到的浮力$F_{浮}'=2F_{浮}=2×1N=2N$。
图甲中,溢水杯对桌面的压力$F_{1}=G_{杯}+G_{水总}$;图乙中,溢水杯对桌面的压力$F_{2}=G_{杯}+G_{水总}-F_{浮}'+G_{A}$,则压力变化量$\Delta F=G_{A}-F_{浮}'=4.8N - 2N=2.8N$。
杯底面积$S=100cm^2=0.01m^2$,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,可得溢水杯对桌面增加的压强:
$\Delta p=\frac{\Delta F}{S}=\frac{2.8N}{0.01m^2}=280Pa$。
【答案】
1;280
【知识点】
称重法测浮力;压强的计算
【点评】
本题综合考查浮力与压强的计算,需明确压力变化的实质,熟练运用相关公式解题。
【难度系数】
0.6
9. 春节期间,小红一家在赣州涌金门码头乘坐“翠浪二号”(如图所示)游览赣江风光。“翠浪二号”与乘客的总质量约为$7.5×10^{5}kg$,吃水深度约为 0.8 m。(江水的密度取$1.0×10^{3}kg/m^{3}$,$g$取 10 N/kg)
(1)“翠浪二号”漂浮在江面上所受浮力约为多少?
(2)“翠浪二号”船底受到江水的压强为多少?

(1)“翠浪二号”漂浮在江面上所受浮力约为多少?
(2)“翠浪二号”船底受到江水的压强为多少?
答案
(1) 由于物体漂浮,则:
$ F_{\mathrm{浮}}=G=mg=7.5×10^{5}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=7.5×10^{6}\ \mathrm{N}$
(2)“翠浪二号”船底受到江水的压强:
$ p=\rho gh=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.8\ \mathrm{m}=8×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
解析
【解析】
(1) 由于“翠浪二号”漂浮在江面上,根据物体漂浮条件,所受浮力等于总重力,即$F_{\mathrm{浮}}=G$。
总重力$G=mg$,代入数据计算:
$F_{\mathrm{浮}}=mg=7.5×10^{5}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=7.5×10^{6}\ \mathrm{N}$。
(2) 根据液体压强公式$p=\rho gh$,代入江水密度、$g$和吃水深度的数值,可得船底受到江水的压强:
$p=\rho gh=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.8\ \mathrm{m}=8×10^{3}\ \mathrm{Pa}$。
【答案】
(1) $7.5×10^{6}\ \mathrm{N}$
(2) $8×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
【知识点】
漂浮条件的应用、液体压强的计算
【点评】
本题结合实际游船场景,考查漂浮条件和液体压强公式的应用,属于基础计算题,侧重对基础知识的掌握与应用能力的考查。
【难度系数】
0.8
(1) 由于“翠浪二号”漂浮在江面上,根据物体漂浮条件,所受浮力等于总重力,即$F_{\mathrm{浮}}=G$。
总重力$G=mg$,代入数据计算:
$F_{\mathrm{浮}}=mg=7.5×10^{5}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=7.5×10^{6}\ \mathrm{N}$。
(2) 根据液体压强公式$p=\rho gh$,代入江水密度、$g$和吃水深度的数值,可得船底受到江水的压强:
$p=\rho gh=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.8\ \mathrm{m}=8×10^{3}\ \mathrm{Pa}$。
【答案】
(1) $7.5×10^{6}\ \mathrm{N}$
(2) $8×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
【知识点】
漂浮条件的应用、液体压强的计算
【点评】
本题结合实际游船场景,考查漂浮条件和液体压强公式的应用,属于基础计算题,侧重对基础知识的掌握与应用能力的考查。
【难度系数】
0.8
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