2. 小吉学习了浮力知识以后,对热
气球(如图10-3-12所示)运动
产生了兴趣。以下是他对热气
球运动所做的猜想,其中正确的
是()

A.热气球加速上升时,所受浮力大小等于重
力大小
B.热气球悬在空中时,所受浮力大小大于重
力大小
C.热气球工作原理是通过改变自身重力实现
沉浮
D.热气球工作原理是通过改变浮力大小实现
沉浮
气球(如图10-3-12所示)运动
产生了兴趣。以下是他对热气
球运动所做的猜想,其中正确的
是()
A.热气球加速上升时,所受浮力大小等于重
力大小
B.热气球悬在空中时,所受浮力大小大于重
力大小
C.热气球工作原理是通过改变自身重力实现
沉浮
D.热气球工作原理是通过改变浮力大小实现
沉浮
答案
C
解析
【分析】
要解决这道题,需结合物体浮沉条件和热气球工作原理逐一分析选项:
1. 先明确浮沉条件:物体加速上升时合力向上,浮力大于重力;物体静止(悬在空中)时受力平衡,浮力等于重力。
2. 再理清热气球工作原理:热气球通过加热气囊内空气,使空气受热膨胀、密度减小,从而减小自身总重力;停止加热后空气冷却,密度增大,总重力增大,以此实现沉浮,核心是改变自身重力。
带着上述思路分析选项:
选项A:加速上升时合力向上,浮力应大于重力,A错误;
选项B:悬在空中时处于平衡状态,浮力等于重力,B错误;
选项C:热气球通过改变自身重力实现沉浮,符合工作原理,C正确;
选项D:热气球排开空气体积基本不变,空气密度变化小,浮力基本不变,并非通过改变浮力实现沉浮,D错误。
【解析】
逐一分析各选项:
A选项:热气球加速上升时,运动状态改变,合力方向向上,此时所受浮力大于重力,故A错误;
B选项:热气球悬在空中时,处于静止状态,受力平衡,所受浮力大小等于重力大小,故B错误;
C选项:热气球通过加热气囊内空气,使空气密度减小,自身总重力减小;停止加热后空气密度增大,总重力增大,以此实现沉浮,即工作原理是通过改变自身重力实现沉浮,故C正确;
D选项:热气球在运动过程中,排开空气的体积基本不变,空气密度变化很小,根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{空气}gV_{排}$,浮力大小基本不变,因此不是通过改变浮力大小实现沉浮,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
物体浮沉条件;热气球工作原理
【点评】
本题主要考查物体浮沉条件的应用及热气球的工作原理,解题关键是明确热气球是通过改变自身重力而非浮力实现沉浮,同时要准确运用浮沉条件判断不同运动状态下浮力与重力的关系。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需结合物体浮沉条件和热气球工作原理逐一分析选项:
1. 先明确浮沉条件:物体加速上升时合力向上,浮力大于重力;物体静止(悬在空中)时受力平衡,浮力等于重力。
2. 再理清热气球工作原理:热气球通过加热气囊内空气,使空气受热膨胀、密度减小,从而减小自身总重力;停止加热后空气冷却,密度增大,总重力增大,以此实现沉浮,核心是改变自身重力。
带着上述思路分析选项:
选项A:加速上升时合力向上,浮力应大于重力,A错误;
选项B:悬在空中时处于平衡状态,浮力等于重力,B错误;
选项C:热气球通过改变自身重力实现沉浮,符合工作原理,C正确;
选项D:热气球排开空气体积基本不变,空气密度变化小,浮力基本不变,并非通过改变浮力实现沉浮,D错误。
【解析】
逐一分析各选项:
A选项:热气球加速上升时,运动状态改变,合力方向向上,此时所受浮力大于重力,故A错误;
B选项:热气球悬在空中时,处于静止状态,受力平衡,所受浮力大小等于重力大小,故B错误;
C选项:热气球通过加热气囊内空气,使空气密度减小,自身总重力减小;停止加热后空气密度增大,总重力增大,以此实现沉浮,即工作原理是通过改变自身重力实现沉浮,故C正确;
D选项:热气球在运动过程中,排开空气的体积基本不变,空气密度变化很小,根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{空气}gV_{排}$,浮力大小基本不变,因此不是通过改变浮力大小实现沉浮,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
物体浮沉条件;热气球工作原理
【点评】
本题主要考查物体浮沉条件的应用及热气球的工作原理,解题关键是明确热气球是通过改变自身重力而非浮力实现沉浮,同时要准确运用浮沉条件判断不同运动状态下浮力与重力的关系。
【难度系数】
0.6
3. 中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高
度。在进行战备训练时,下列关于核潜艇的
说法中正确的是()
A.改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B.在水面下匀速下潜过程中,受到的浮力增大
C.从长江潜行进入东海时,需要往水舱内注水
D.从长江潜行进入东海时,受到的浮力会
变小
度。在进行战备训练时,下列关于核潜艇的
说法中正确的是()
A.改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B.在水面下匀速下潜过程中,受到的浮力增大
C.从长江潜行进入东海时,需要往水舱内注水
D.从长江潜行进入东海时,受到的浮力会
变小
答案
C
解析
【分析】
解题时首先明确核潜艇的浮沉原理:核潜艇通过向水舱注水或排水改变自身重力实现上浮与下沉,其外壳刚性,排开水的体积基本不变。再结合阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}$和物体浮沉条件分析各选项:
1. 分析A选项:判断核潜艇浮沉的原理是否为改变排开水的体积;
2. 分析B选项:水面下匀速下潜时,排开水的体积和水的密度不变,根据阿基米德原理判断浮力变化;
3. 分析C、D选项:长江到东海,液体密度变大,潜行时$V_{排}$不变,由阿基米德原理判断浮力变化,再根据悬浮条件(浮力等于重力)分析是否需要注水。
【解析】
A选项:核潜艇的外壳为刚性结构,排开水的体积基本固定,它是通过向水舱注水或排水改变自身重力来实现上浮与下沉的,并非改变排开水的体积,因此A错误。
B选项:在水面下匀速下潜过程中,核潜艇排开水的体积$V_{排}$不变,水的密度$ρ_{液}$不变,根据阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}$,受到的浮力大小不变,因此B错误。
C选项:从长江潜行进入东海时,海水的密度大于江水的密度,核潜艇潜行时排开液体的体积$V_{排}$不变,由$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}$可知,浮力会变大。由于核潜艇潜行时处于悬浮状态,浮力等于自身重力,为保持悬浮,需要往水舱内注水增大自身重力,使重力等于变大的浮力,因此C正确。
D选项:由上述分析可知,从长江潜行进入东海时,液体密度$ρ_{液}$变大,$V_{排}$不变,根据$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}$,受到的浮力会变大,因此D错误。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理,物体浮沉条件
【点评】
本题考查阿基米德原理和物体浮沉条件在核潜艇中的实际应用,核心是明确核潜艇的浮沉机制为改变自身重力,且潜行时排开液体体积不变,需结合液体密度变化准确分析浮力与重力的关系,区分“改变自身重力浮沉”与“改变排开体积浮沉”的不同应用场景。
【难度系数】
0.6
解题时首先明确核潜艇的浮沉原理:核潜艇通过向水舱注水或排水改变自身重力实现上浮与下沉,其外壳刚性,排开水的体积基本不变。再结合阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}$和物体浮沉条件分析各选项:
1. 分析A选项:判断核潜艇浮沉的原理是否为改变排开水的体积;
2. 分析B选项:水面下匀速下潜时,排开水的体积和水的密度不变,根据阿基米德原理判断浮力变化;
3. 分析C、D选项:长江到东海,液体密度变大,潜行时$V_{排}$不变,由阿基米德原理判断浮力变化,再根据悬浮条件(浮力等于重力)分析是否需要注水。
【解析】
A选项:核潜艇的外壳为刚性结构,排开水的体积基本固定,它是通过向水舱注水或排水改变自身重力来实现上浮与下沉的,并非改变排开水的体积,因此A错误。
B选项:在水面下匀速下潜过程中,核潜艇排开水的体积$V_{排}$不变,水的密度$ρ_{液}$不变,根据阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}$,受到的浮力大小不变,因此B错误。
C选项:从长江潜行进入东海时,海水的密度大于江水的密度,核潜艇潜行时排开液体的体积$V_{排}$不变,由$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}$可知,浮力会变大。由于核潜艇潜行时处于悬浮状态,浮力等于自身重力,为保持悬浮,需要往水舱内注水增大自身重力,使重力等于变大的浮力,因此C正确。
D选项:由上述分析可知,从长江潜行进入东海时,液体密度$ρ_{液}$变大,$V_{排}$不变,根据$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}$,受到的浮力会变大,因此D错误。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理,物体浮沉条件
【点评】
本题考查阿基米德原理和物体浮沉条件在核潜艇中的实际应用,核心是明确核潜艇的浮沉机制为改变自身重力,且潜行时排开液体体积不变,需结合液体密度变化准确分析浮力与重力的关系,区分“改变自身重力浮沉”与“改变排开体积浮沉”的不同应用场景。
【难度系数】
0.6
4. “青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是
4800吨,表示它浮在海面上,排开的海水质
量是4800吨,此时驱逐舰所受的浮力是
N,当驱逐舰从海洋驶入长江时,所
受浮力(选填“变大”“变小”或“不
变”)。($\rho_{海水}>\rho_{江水}$,$g$取10 N/kg)
4800吨,表示它浮在海面上,排开的海水质
量是4800吨,此时驱逐舰所受的浮力是
N,当驱逐舰从海洋驶入长江时,所
受浮力(选填“变大”“变小”或“不
变”)。($\rho_{海水}>\rho_{江水}$,$g$取10 N/kg)
答案
$4.8×10^{7}$
不变
不变
解析
【分析】
第一空:根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到的浮力等于排开液体的重力,即$F_{浮}=G_{排}$。已知驱逐舰的排水量(排开海水的质量),先将质量单位换算为千克,再利用$G=mg$计算排开海水的重力,即可得到驱逐舰受到的浮力。
第二空:驱逐舰在海洋和长江中都处于漂浮状态,漂浮时物体所受浮力等于自身重力。驱逐舰的重力不变,因此无论驶入密度更小的江水,所受浮力都保持不变。
【解析】
1. 计算驱逐舰所受浮力:
已知排开海水的质量$m_{排}=4800$吨$=4800×10^3\ \mathrm{kg}=4.8×10^6\ \mathrm{kg}$,
根据阿基米德原理$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$,
代入数据得:$F_{浮}=4.8×10^6\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=4.8×10^7\ \mathrm{N}$。
2. 分析驶入长江时的浮力变化:
驱逐舰在海洋和长江中均处于漂浮状态,根据漂浮条件$F_{浮}=G_{舰}$,
驱逐舰的自身重力$G_{舰}$不变,所以所受浮力不变。
【答案】
$4.8×10^{7}$;不变
【知识点】
阿基米德原理;物体的漂浮条件
【点评】
本题考查阿基米德原理和漂浮条件的综合应用,核心是理解排水量的物理意义,以及漂浮状态下浮力与物体重力的等量关系,需注意质量单位的正确换算。
【难度系数】
0.7
第一空:根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到的浮力等于排开液体的重力,即$F_{浮}=G_{排}$。已知驱逐舰的排水量(排开海水的质量),先将质量单位换算为千克,再利用$G=mg$计算排开海水的重力,即可得到驱逐舰受到的浮力。
第二空:驱逐舰在海洋和长江中都处于漂浮状态,漂浮时物体所受浮力等于自身重力。驱逐舰的重力不变,因此无论驶入密度更小的江水,所受浮力都保持不变。
【解析】
1. 计算驱逐舰所受浮力:
已知排开海水的质量$m_{排}=4800$吨$=4800×10^3\ \mathrm{kg}=4.8×10^6\ \mathrm{kg}$,
根据阿基米德原理$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$,
代入数据得:$F_{浮}=4.8×10^6\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=4.8×10^7\ \mathrm{N}$。
2. 分析驶入长江时的浮力变化:
驱逐舰在海洋和长江中均处于漂浮状态,根据漂浮条件$F_{浮}=G_{舰}$,
驱逐舰的自身重力$G_{舰}$不变,所以所受浮力不变。
【答案】
$4.8×10^{7}$;不变
【知识点】
阿基米德原理;物体的漂浮条件
【点评】
本题考查阿基米德原理和漂浮条件的综合应用,核心是理解排水量的物理意义,以及漂浮状态下浮力与物体重力的等量关系,需注意质量单位的正确换算。
【难度系数】
0.7
5. 如图10-3-13所示为一种自制简易密度计,它
是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的。用它
来测量液体的密度时,该密度计(选
填“悬浮”“漂浮”或“沉底”)在被测液体中。
将其分别放入装有密度为$\rho_{1}$和$\rho_{2}$的液体的
两个烧杯中,可以判断:$\rho_{1}\_\_\_\_\_\_\rho_{2}$;若该
密度计两次测量中排开液体所受的重力分别
为$G_{1}$、$G_{2}$,则$G_{1}\_\_\_\_\_\_G_{2}$。(后两空均选
填“>”“<”或“=”)

是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的。用它
来测量液体的密度时,该密度计(选
填“悬浮”“漂浮”或“沉底”)在被测液体中。
将其分别放入装有密度为$\rho_{1}$和$\rho_{2}$的液体的
两个烧杯中,可以判断:$\rho_{1}\_\_\_\_\_\_\rho_{2}$;若该
密度计两次测量中排开液体所受的重力分别
为$G_{1}$、$G_{2}$,则$G_{1}\_\_\_\_\_\_G_{2}$。(后两空均选
填“>”“<”或“=”)
答案
漂浮
<
=
<
=
解析
【分析】
首先,密度计的工作核心是利用物体的漂浮条件,所以它会漂浮在被测液体表面。接下来分析两次测量的情况:
1. 密度计在两种液体中均处于漂浮状态,根据漂浮条件,浮力始终等于自身重力,因此两次受到的浮力相等;
2. 根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,在浮力相等时,排开液体的体积越大,液体密度越小,从图中可看出密度计在$\rho_{1}$中排开液体的体积更大,故$\rho_{1}$更小;
3. 再结合阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,由于两次浮力相等,所以排开液体的重力也相等。
【解析】
1. 自制简易密度计是利用漂浮原理工作的,因此它漂浮在被测液体中;
2. 密度计在$\rho_{1}$和$\rho_{2}$的液体中均处于漂浮状态,根据漂浮条件:$F_{浮}=G_{物}$,可知两次受到的浮力相等,即$F_{浮1}=F_{浮2}=G_{密度计}$;
3. 根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,因为$F_{浮1}=F_{浮2}$,$g$为定值,且从图中观察到$V_{排1}>V_{排2}$,所以可得$\rho_{1}<\rho_{2}$;
4. 由阿基米德原理可知,浮力等于排开液体的重力,即$F_{浮1}=G_{1}$,$F_{浮2}=G_{2}$,又因为$F_{浮1}=F_{浮2}$,所以$G_{1}=G_{2}$。
【答案】
漂浮;<;=
【知识点】
物体的漂浮条件;阿基米德原理
【点评】
本题紧密结合密度计的工作原理,考查漂浮条件与阿基米德原理的综合应用,解题关键是抓住“密度计始终漂浮,浮力等于自身重力”这一核心,再通过公式推导分析液体密度和排开液体重力的关系。
【难度系数】
0.6
首先,密度计的工作核心是利用物体的漂浮条件,所以它会漂浮在被测液体表面。接下来分析两次测量的情况:
1. 密度计在两种液体中均处于漂浮状态,根据漂浮条件,浮力始终等于自身重力,因此两次受到的浮力相等;
2. 根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,在浮力相等时,排开液体的体积越大,液体密度越小,从图中可看出密度计在$\rho_{1}$中排开液体的体积更大,故$\rho_{1}$更小;
3. 再结合阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,由于两次浮力相等,所以排开液体的重力也相等。
【解析】
1. 自制简易密度计是利用漂浮原理工作的,因此它漂浮在被测液体中;
2. 密度计在$\rho_{1}$和$\rho_{2}$的液体中均处于漂浮状态,根据漂浮条件:$F_{浮}=G_{物}$,可知两次受到的浮力相等,即$F_{浮1}=F_{浮2}=G_{密度计}$;
3. 根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,因为$F_{浮1}=F_{浮2}$,$g$为定值,且从图中观察到$V_{排1}>V_{排2}$,所以可得$\rho_{1}<\rho_{2}$;
4. 由阿基米德原理可知,浮力等于排开液体的重力,即$F_{浮1}=G_{1}$,$F_{浮2}=G_{2}$,又因为$F_{浮1}=F_{浮2}$,所以$G_{1}=G_{2}$。
【答案】
漂浮;<;=
【知识点】
物体的漂浮条件;阿基米德原理
【点评】
本题紧密结合密度计的工作原理,考查漂浮条件与阿基米德原理的综合应用,解题关键是抓住“密度计始终漂浮,浮力等于自身重力”这一核心,再通过公式推导分析液体密度和排开液体重力的关系。
【难度系数】
0.6
1. 以下表述错误的是()
A.飞艇和飞机获得升力的原理相同
B.氦气球在空中上升过程中受气压影响体积
会变大
C.热气球充的是加热后体积膨胀的热空气
D.潜水艇工作时是通过改变自身重力的方式
来实现浮沉的
A.飞艇和飞机获得升力的原理相同
B.氦气球在空中上升过程中受气压影响体积
会变大
C.热气球充的是加热后体积膨胀的热空气
D.潜水艇工作时是通过改变自身重力的方式
来实现浮沉的
答案
A
解析
【分析】
要找出错误表述,需逐个分析各选项对应的物理原理:
1. 分析A选项:飞艇获得升力是利用阿基米德原理,依靠内部填充的密度小于空气的气体,使整体浮力大于重力实现升空;而飞机的升力是利用流体压强与流速的关系,机翼上下表面空气流速不同产生压强差,从而获得升力,二者原理不同,该选项表述错误。
2. 分析B选项:氦气球上升过程中,外界大气压随高度增加而减小,气球内部气压大于外界气压,气球会因内部气压作用体积变大,该选项表述正确。
3. 分析C选项:热气球通过加热空气,使热空气体积膨胀、密度减小,当热气球整体浮力大于自身重力时升空,该选项表述正确。
4. 分析D选项:潜水艇工作时,通过水舱吸水或排水改变自身重力,当重力大于浮力时下沉,重力小于浮力时上浮,以此实现浮沉,该选项表述正确。
综上,错误的表述是A选项。
【解析】
A选项:飞艇利用阿基米德原理(浮力)升空,飞机利用流体压强与流速的关系获得升力,原理不同,表述错误;
B选项:氦气球上升时,外界气压降低,内部气压大于外界,体积变大,表述正确;
C选项:热气球充入加热后膨胀的热空气,热空气密度小,依靠浮力升空,表述正确;
D选项:潜水艇通过改变自身重力实现浮沉,表述正确。
因此,表述错误的是A。
【答案】
A
【知识点】
1. 浮力的应用
2. 流体压强与流速的关系
3. 大气压与高度的关系
【点评】
本题综合考查了力学中多个易混淆的知识点,需要准确区分不同装置的工作原理,对基础知识的掌握和辨析能力有一定要求,能帮助学生理清浮力与流体压强升力的本质区别。
【难度系数】
0.6
要找出错误表述,需逐个分析各选项对应的物理原理:
1. 分析A选项:飞艇获得升力是利用阿基米德原理,依靠内部填充的密度小于空气的气体,使整体浮力大于重力实现升空;而飞机的升力是利用流体压强与流速的关系,机翼上下表面空气流速不同产生压强差,从而获得升力,二者原理不同,该选项表述错误。
2. 分析B选项:氦气球上升过程中,外界大气压随高度增加而减小,气球内部气压大于外界气压,气球会因内部气压作用体积变大,该选项表述正确。
3. 分析C选项:热气球通过加热空气,使热空气体积膨胀、密度减小,当热气球整体浮力大于自身重力时升空,该选项表述正确。
4. 分析D选项:潜水艇工作时,通过水舱吸水或排水改变自身重力,当重力大于浮力时下沉,重力小于浮力时上浮,以此实现浮沉,该选项表述正确。
综上,错误的表述是A选项。
【解析】
A选项:飞艇利用阿基米德原理(浮力)升空,飞机利用流体压强与流速的关系获得升力,原理不同,表述错误;
B选项:氦气球上升时,外界气压降低,内部气压大于外界,体积变大,表述正确;
C选项:热气球充入加热后膨胀的热空气,热空气密度小,依靠浮力升空,表述正确;
D选项:潜水艇通过改变自身重力实现浮沉,表述正确。
因此,表述错误的是A。
【答案】
A
【知识点】
1. 浮力的应用
2. 流体压强与流速的关系
3. 大气压与高度的关系
【点评】
本题综合考查了力学中多个易混淆的知识点,需要准确区分不同装置的工作原理,对基础知识的掌握和辨析能力有一定要求,能帮助学生理清浮力与流体压强升力的本质区别。
【难度系数】
0.6
2. 以下有关热气球的说法正确的是()
A.为使静止的热气球下降,必须继续给热气
球中的空气加热
B.为使静止的热气球下降,只需把热气球上
的物体抛掉一部分
C.正在匀速下降的热气球,假如有一物体从
热气球上掉下,热气球将立即上升
D.正在匀速下降的热气球,假如有一物体从
热气球上掉下,热气球将先下降后上升
A.为使静止的热气球下降,必须继续给热气
球中的空气加热
B.为使静止的热气球下降,只需把热气球上
的物体抛掉一部分
C.正在匀速下降的热气球,假如有一物体从
热气球上掉下,热气球将立即上升
D.正在匀速下降的热气球,假如有一物体从
热气球上掉下,热气球将先下降后上升
答案
D
解析
【分析】
要解决这道题,需结合热气球的浮沉原理(浮力与总重力的关系)以及惯性、力与运动的关系来分析每个选项:
1. 静止的热气球,浮力等于总重力。要使它下降,需让总重力大于浮力:
选项A中,加热空气会使球内空气密度减小,总重力减小,浮力大于重力,热气球会上升,不符合下降要求;
选项B中,抛掉物体使总重力减小,浮力大于重力,热气球会上升,也无法下降。
2. 匀速下降的热气球,浮力等于总重力。当物体掉下后,浮力不变、总重力减小,此时浮力大于重力,但热气球原本有向下的运动速度:
由于惯性,热气球会先保持向下的运动状态,同时在向上的合力作用下,向下的速度逐渐减小,直到速度为0后才会向上运动,因此不会立即上升。
【解析】
逐个分析选项:
A选项:静止的热气球满足$F_{浮}=G_{总}$。给球内空气加热时,空气温度升高、密度减小,总重力$G_{总}$减小,此时$F_{浮}>G_{总}$,热气球会上升,而非下降,A错误。
B选项:抛掉部分物体后,总重力$G_{总}$减小,$F_{浮}>G_{总}$,热气球会上升,无法实现下降,B错误。
C、D选项:匀速下降的热气球,$F_{浮}=G_{总}$。当物体掉下,瞬间浮力$F_{浮}$不变,总重力$G_{总}'<G_{总}$,故$F_{浮}>G_{总}'$。但热气球原本具有向下的速度,由于惯性,它会先保持向下运动,同时向上的合力使向下的速度逐渐减小,当速度减为0后,再向上运动,因此热气球将先下降后上升,C错误,D正确。
【答案】
D
【知识点】
浮沉条件应用、惯性的理解、力与运动的关系
【点评】
本题结合热气球的实际场景,考查浮沉条件、惯性及力与运动的综合应用。学生易忽略物体原有的运动状态,误以为重力减小就立即上升,需准确分析浮力与重力的变化,同时结合惯性判断运动状态的变化过程。
【难度系数】
0.4
要解决这道题,需结合热气球的浮沉原理(浮力与总重力的关系)以及惯性、力与运动的关系来分析每个选项:
1. 静止的热气球,浮力等于总重力。要使它下降,需让总重力大于浮力:
选项A中,加热空气会使球内空气密度减小,总重力减小,浮力大于重力,热气球会上升,不符合下降要求;
选项B中,抛掉物体使总重力减小,浮力大于重力,热气球会上升,也无法下降。
2. 匀速下降的热气球,浮力等于总重力。当物体掉下后,浮力不变、总重力减小,此时浮力大于重力,但热气球原本有向下的运动速度:
由于惯性,热气球会先保持向下的运动状态,同时在向上的合力作用下,向下的速度逐渐减小,直到速度为0后才会向上运动,因此不会立即上升。
【解析】
逐个分析选项:
A选项:静止的热气球满足$F_{浮}=G_{总}$。给球内空气加热时,空气温度升高、密度减小,总重力$G_{总}$减小,此时$F_{浮}>G_{总}$,热气球会上升,而非下降,A错误。
B选项:抛掉部分物体后,总重力$G_{总}$减小,$F_{浮}>G_{总}$,热气球会上升,无法实现下降,B错误。
C、D选项:匀速下降的热气球,$F_{浮}=G_{总}$。当物体掉下,瞬间浮力$F_{浮}$不变,总重力$G_{总}'<G_{总}$,故$F_{浮}>G_{总}'$。但热气球原本具有向下的速度,由于惯性,它会先保持向下运动,同时向上的合力使向下的速度逐渐减小,当速度减为0后,再向上运动,因此热气球将先下降后上升,C错误,D正确。
【答案】
D
【知识点】
浮沉条件应用、惯性的理解、力与运动的关系
【点评】
本题结合热气球的实际场景,考查浮沉条件、惯性及力与运动的综合应用。学生易忽略物体原有的运动状态,误以为重力减小就立即上升,需准确分析浮力与重力的变化,同时结合惯性判断运动状态的变化过程。
【难度系数】
0.4
3. 人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船,做法是将几
个灌满水的浮筒沉到水底并拴在沉船两旁,把
空气压进浮筒将浮筒里的水排出,沉船随着浮
筒一起浮起。下列说法中正确的是()
A.沉船在河底时,受到的浮力等于重力
B.将浮筒充满气后,受到的浮力大于重力
C.沉船在水下上浮时,受到的浮力逐渐变小
D.船和浮筒浮在水面时,受到的浮力大于重
力
个灌满水的浮筒沉到水底并拴在沉船两旁,把
空气压进浮筒将浮筒里的水排出,沉船随着浮
筒一起浮起。下列说法中正确的是()
A.沉船在河底时,受到的浮力等于重力
B.将浮筒充满气后,受到的浮力大于重力
C.沉船在水下上浮时,受到的浮力逐渐变小
D.船和浮筒浮在水面时,受到的浮力大于重
力
答案
B
解析
【分析】
要解决这道题,需结合物体的浮沉条件和阿基米德原理,对每个选项对应的物理情景逐一分析:
1. 分析沉船在河底的受力:沉船静止在河底时,除了重力和浮力,还受到河底的支持力,根据受力平衡判断浮力与重力的关系;
2. 分析充气后浮筒的受力:浮筒充气排水后,重力减小,而排开水的体积不变,浮力不变,据此判断浮力与重力的大小关系;
3. 分析沉船水下上浮时的浮力变化:沉船在水下上浮且未露出水面时,排开水的体积不变,根据阿基米德原理判断浮力是否变化;
4. 分析船和浮筒漂浮时的受力:漂浮状态下,物体受到的浮力等于总重力,据此判断。
【解析】
A. 沉船在河底时,处于静止状态,受到重力、浮力和河底的支持力,根据受力平衡有 $ G_{\mathrm{船}} = F_{\mathrm{浮}} + F_{\mathrm{支}} $,因此 $ F_{\mathrm{浮}} < G_{\mathrm{船}} $,A错误;
B. 将浮筒充满气后,浮筒内的水被排出,浮筒的重力减小,浮筒排开水的体积不变(仍浸没在水中),由阿基米德原理 $ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}} $ 可知,浮筒受到的浮力不变,此时浮筒受到的浮力大于自身重力,B正确;
C. 沉船在水下上浮时,若未露出水面,排开水的体积 $ V_{\mathrm{排}} $ 不变,水的密度 $ \rho_{\mathrm{水}} $ 不变,根据 $ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}} $,浮力大小不变,C错误;
D. 船和浮筒浮在水面时,处于漂浮状态,根据漂浮条件,此时受到的浮力等于船和浮筒的总重力,D错误。
【答案】
B
【知识点】
物体的浮沉条件、阿基米德原理
【点评】
本题考查浮力的实际应用,核心是运用物体浮沉条件和阿基米德原理分析不同状态下的受力情况,需准确理解浮筒打捞过程中各阶段重力、浮力的变化及排开液体体积对浮力的影响,属于对基础知识点的综合应用。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,需结合物体的浮沉条件和阿基米德原理,对每个选项对应的物理情景逐一分析:
1. 分析沉船在河底的受力:沉船静止在河底时,除了重力和浮力,还受到河底的支持力,根据受力平衡判断浮力与重力的关系;
2. 分析充气后浮筒的受力:浮筒充气排水后,重力减小,而排开水的体积不变,浮力不变,据此判断浮力与重力的大小关系;
3. 分析沉船水下上浮时的浮力变化:沉船在水下上浮且未露出水面时,排开水的体积不变,根据阿基米德原理判断浮力是否变化;
4. 分析船和浮筒漂浮时的受力:漂浮状态下,物体受到的浮力等于总重力,据此判断。
【解析】
A. 沉船在河底时,处于静止状态,受到重力、浮力和河底的支持力,根据受力平衡有 $ G_{\mathrm{船}} = F_{\mathrm{浮}} + F_{\mathrm{支}} $,因此 $ F_{\mathrm{浮}} < G_{\mathrm{船}} $,A错误;
B. 将浮筒充满气后,浮筒内的水被排出,浮筒的重力减小,浮筒排开水的体积不变(仍浸没在水中),由阿基米德原理 $ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}} $ 可知,浮筒受到的浮力不变,此时浮筒受到的浮力大于自身重力,B正确;
C. 沉船在水下上浮时,若未露出水面,排开水的体积 $ V_{\mathrm{排}} $ 不变,水的密度 $ \rho_{\mathrm{水}} $ 不变,根据 $ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}} $,浮力大小不变,C错误;
D. 船和浮筒浮在水面时,处于漂浮状态,根据漂浮条件,此时受到的浮力等于船和浮筒的总重力,D错误。
【答案】
B
【知识点】
物体的浮沉条件、阿基米德原理
【点评】
本题考查浮力的实际应用,核心是运用物体浮沉条件和阿基米德原理分析不同状态下的受力情况,需准确理解浮筒打捞过程中各阶段重力、浮力的变化及排开液体体积对浮力的影响,属于对基础知识点的综合应用。
【难度系数】
0.7
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