10.质量相同的A、B两个正方体,在水中静止时如图所示。下列说法正确的是(

A.正方体A受到的浮力大
B.正方体B受到的浮力大
C.正方体A浸在水中的体积大
D.正方体A、B浸在水中的体积一样大
D
)A.正方体A受到的浮力大
B.正方体B受到的浮力大
C.正方体A浸在水中的体积大
D.正方体A、B浸在水中的体积一样大
答案
10.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:首先根据A、B的状态(A悬浮、B漂浮),利用浮沉条件判断两者浮力与自身重力的关系;再结合A、B质量相同,得出重力相等,进而判断浮力大小;最后根据阿基米德原理,由浮力相等推导排开液体体积(即浸在水中的体积)的关系。
【解析】
1. 判断浮力大小:
正方体A在水中悬浮,根据物体浮沉条件,悬浮时浮力等于重力,即$ F_{浮A} = G_A $;
正方体B在水中漂浮,同理,漂浮时浮力等于重力,即$ F_{浮B} = G_B $;
已知A、B质量相同,由$ G = mg $可知,$ G_A = G_B $,因此$ F_{浮A} = F_{浮B} $,故选项A、B错误。
2. 判断浸在水中的体积:
根据阿基米德原理$ F_{浮} = \rho_{水}gV_{排} $,变形可得$ V_{排} = \frac{F_{浮}}{\rho_{水}g} $;
因为$ F_{浮A} = F_{浮B} $,且水的密度$ \rho_{水} $和g均为定值,所以$ V_{排A} = V_{排B} $,即正方体A、B浸在水中的体积一样大,故选项C错误,D正确。
【答案】
D
【知识点】
物体浮沉条件、阿基米德原理
【点评】
本题考查浮力相关的基础知识点,需熟练掌握物体漂浮/悬浮时浮力等于重力,以及阿基米德原理的应用,难度不大,属于基础题型。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需结合物体浮沉条件和阿基米德原理分析:首先根据A、B的状态(A悬浮、B漂浮),利用浮沉条件判断两者浮力与自身重力的关系;再结合A、B质量相同,得出重力相等,进而判断浮力大小;最后根据阿基米德原理,由浮力相等推导排开液体体积(即浸在水中的体积)的关系。
【解析】
1. 判断浮力大小:
正方体A在水中悬浮,根据物体浮沉条件,悬浮时浮力等于重力,即$ F_{浮A} = G_A $;
正方体B在水中漂浮,同理,漂浮时浮力等于重力,即$ F_{浮B} = G_B $;
已知A、B质量相同,由$ G = mg $可知,$ G_A = G_B $,因此$ F_{浮A} = F_{浮B} $,故选项A、B错误。
2. 判断浸在水中的体积:
根据阿基米德原理$ F_{浮} = \rho_{水}gV_{排} $,变形可得$ V_{排} = \frac{F_{浮}}{\rho_{水}g} $;
因为$ F_{浮A} = F_{浮B} $,且水的密度$ \rho_{水} $和g均为定值,所以$ V_{排A} = V_{排B} $,即正方体A、B浸在水中的体积一样大,故选项C错误,D正确。
【答案】
D
【知识点】
物体浮沉条件、阿基米德原理
【点评】
本题考查浮力相关的基础知识点,需熟练掌握物体漂浮/悬浮时浮力等于重力,以及阿基米德原理的应用,难度不大,属于基础题型。
【难度系数】
0.6
11. 如图所示的圆柱体浸没在液体中,它的侧面所受的各个方向上的压力相互

平衡
,其下表面受到液体向上的压力$F_1$大于
(选填“大于”“等于”或“小于”)其上表面受到液体向下的压力$F_2$,这就是浸在液体中的物体受到浮力的原因,所以浮力的大小可表示为$F_{浮}=$$F_1-F_2$
。答案
11.平衡 大于 $F_1-F_2$
解析
【分析】要解决本题,需结合液体压强的特点和浮力产生的原因逐步分析:1. 圆柱体浸没在液体中时,侧面各部分处于同一深度,根据液体压强规律,同一深度液体向各个方向的压强相等,侧面相对的两个面受力面积相同,因此侧面所受各个方向的压力大小相等、方向相反,相互平衡;2. 圆柱体下表面所处深度大于上表面,由液体压强公式p=ρgh可知,下表面受到的液体压强大于上表面,又因为上下表面受力面积相同,根据F=pS,可得下表面向上的压力F₁大于上表面向下的压力F₂;3. 浮力的本质是液体对物体上下表面的压力差,因此浮力大小等于上下表面的压力之差。
【解析】1. 侧面压力分析:圆柱体侧面各点在液体中深度相同,液体向侧面各方向的压强相等,且相对侧面的受力面积相等,故侧面所受各方向压力大小相等、方向相反,相互平衡。2. 上下表面压力比较:设上表面深度为h₂,下表面深度为h₁,显然h₁>h₂,根据液体压强公式p=ρgh,下表面压强p₁=ρgh₁,上表面压强p₂=ρgh₂,因此p₁>p₂;上下表面受力面积S相同,由F=pS得,F₁=p₁S,F₂=p₂S,故F₁>F₂。3. 浮力大小推导:浸在液体中的物体受到的浮力,是液体对物体向上与向下的压力差,因此F浮=F₁-F₂。
【答案】平衡 大于 F₁-F₂
【知识点】液体压强、浮力产生原因
【点评】本题考查浮力产生的原理,核心是利用液体压强与深度的关系分析压力差,属于基础概念题,侧重对基础知识的理解与应用。
【难度系数】0.3
【解析】1. 侧面压力分析:圆柱体侧面各点在液体中深度相同,液体向侧面各方向的压强相等,且相对侧面的受力面积相等,故侧面所受各方向压力大小相等、方向相反,相互平衡。2. 上下表面压力比较:设上表面深度为h₂,下表面深度为h₁,显然h₁>h₂,根据液体压强公式p=ρgh,下表面压强p₁=ρgh₁,上表面压强p₂=ρgh₂,因此p₁>p₂;上下表面受力面积S相同,由F=pS得,F₁=p₁S,F₂=p₂S,故F₁>F₂。3. 浮力大小推导:浸在液体中的物体受到的浮力,是液体对物体向上与向下的压力差,因此F浮=F₁-F₂。
【答案】平衡 大于 F₁-F₂
【知识点】液体压强、浮力产生原因
【点评】本题考查浮力产生的原理,核心是利用液体压强与深度的关系分析压力差,属于基础概念题,侧重对基础知识的理解与应用。
【难度系数】0.3
12.元宵节是中国的传统节日,在这一天,小莉计划帮姥姥煮汤圆,她发现,当生汤圆放入锅中时,由于浮力
小于
重力会下沉;煮汤圆时,汤圆受热膨胀,致使在锅底的汤圆浮力大于
重力,因此上浮到水面。(均选填“大于”“小于”或“等于”)答案
12.小于 大于
解析
【分析】
要解答本题,需明确物体的浮沉条件:当浸没在液体中的物体,浮力小于重力时会下沉,浮力大于重力时会上浮。首先分析生汤圆的状态:生汤圆体积小,排开水的体积小,浮力较小,此时浮力小于重力,所以下沉;煮汤圆时,汤圆受热膨胀,排开水的体积变大,根据阿基米德原理,浮力随之增大,当浮力大于重力时,汤圆就会上浮到水面。
【解析】
根据物体浮沉条件:生汤圆放入锅中时,排开液体的体积小,浮力小于重力,因此下沉;煮汤圆时,汤圆受热膨胀,排开液体的体积增大,浮力变大,此时浮力大于重力,所以上浮到水面。故两个空依次填小于、大于。
【答案】
小于 大于
【知识点】
物体的浮沉条件
【点评】
本题考查物体浮沉条件的应用,属于初中物理基础知识点,难度较小,只要掌握浮沉条件的基本内容即可正确解答。
【难度系数】
0.4
要解答本题,需明确物体的浮沉条件:当浸没在液体中的物体,浮力小于重力时会下沉,浮力大于重力时会上浮。首先分析生汤圆的状态:生汤圆体积小,排开水的体积小,浮力较小,此时浮力小于重力,所以下沉;煮汤圆时,汤圆受热膨胀,排开水的体积变大,根据阿基米德原理,浮力随之增大,当浮力大于重力时,汤圆就会上浮到水面。
【解析】
根据物体浮沉条件:生汤圆放入锅中时,排开液体的体积小,浮力小于重力,因此下沉;煮汤圆时,汤圆受热膨胀,排开液体的体积增大,浮力变大,此时浮力大于重力,所以上浮到水面。故两个空依次填小于、大于。
【答案】
小于 大于
【知识点】
物体的浮沉条件
【点评】
本题考查物体浮沉条件的应用,属于初中物理基础知识点,难度较小,只要掌握浮沉条件的基本内容即可正确解答。
【难度系数】
0.4
13.小申用一个弹簧测力计竖直悬空拉着一个物体静止,此时弹簧测力计的示数为3.0 N。他将物体浸没在水中,此时弹簧测力计的示数变为2.0 N,则浮力的大小是
1.0
N,方向为竖直向上
;若将物体继续向下移动,则弹簧测力计的示数大小不变
(选填“变大”“不变”或“变小”)。答案
13.1.0 竖直向上 不变
解析
【分析】首先,物体静止时弹簧测力计的示数等于自身重力,由此确定物体重力;将物体浸没在水中时,利用称重法可计算浮力大小,浮力方向始终竖直向上;当物体继续向下移动时,因已完全浸没,排开水的体积不再变化,结合阿基米德原理可判断浮力是否变化,进而确定弹簧测力计示数的变化。
【解析】解:物体静止时,弹簧测力计示数等于重力,即$ G = 3.0\ \mathrm{N} $。根据称重法,浸没在水中的浮力$ F_{\mathrm{浮}} = G - F_{\mathrm{拉}} = 3.0\ \mathrm{N} - 2.0\ \mathrm{N} = 1.0\ \mathrm{N} $;浮力的方向为竖直向上。当物体继续向下移动时,物体完全浸没在水中,排开水的体积$ V_{\mathrm{排}} $不变,水的密度$ \rho_{\mathrm{水}} $不变,由阿基米德原理$ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}} $可知,浮力大小不变,因此弹簧测力计的示数$ F = G - F_{\mathrm{浮}} $,大小不变。
【答案】1.0 竖直向上 不变
【知识点】浮力的计算、阿基米德原理
【点评】本题考查称重法测浮力、浮力方向及阿基米德原理的应用,属于基础题型,关键是明确物体完全浸没后排开液体体积不变,浮力不随深度变化。
【难度系数】0.8
【解析】解:物体静止时,弹簧测力计示数等于重力,即$ G = 3.0\ \mathrm{N} $。根据称重法,浸没在水中的浮力$ F_{\mathrm{浮}} = G - F_{\mathrm{拉}} = 3.0\ \mathrm{N} - 2.0\ \mathrm{N} = 1.0\ \mathrm{N} $;浮力的方向为竖直向上。当物体继续向下移动时,物体完全浸没在水中,排开水的体积$ V_{\mathrm{排}} $不变,水的密度$ \rho_{\mathrm{水}} $不变,由阿基米德原理$ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}} $可知,浮力大小不变,因此弹簧测力计的示数$ F = G - F_{\mathrm{浮}} $,大小不变。
【答案】1.0 竖直向上 不变
【知识点】浮力的计算、阿基米德原理
【点评】本题考查称重法测浮力、浮力方向及阿基米德原理的应用,属于基础题型,关键是明确物体完全浸没后排开液体体积不变,浮力不随深度变化。
【难度系数】0.8
14.有一个木块,把它浸在盛满水的溢水杯中时,从杯中溢出10 g水,若把它浸在盛满酒精的溢水杯中,会从杯中溢出
10
g酒精,木块所受的浮力是0.1
N。(酒精的密度是$0.8×10^3$ kg/m³,木块的密度是$0.5×10^3$ kg/m³)。答案
14.10 0.1
解析
【分析】首先判断木块在水和酒精中的状态:木块密度小于水和酒精,因此在两种液体中均漂浮;根据漂浮条件,漂浮时浮力等于木块重力,结合阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,可推出排开液体的质量等于木块质量,进而算出溢出酒精的质量;再通过排开水的质量计算浮力。
【解析】已知ρ木=0.5×10³kg/m³,ρ水=1×10³kg/m³,ρ酒精=0.8×10³kg/m³,因此ρ木<ρ水、ρ木<ρ酒精,木块在水和酒精中均漂浮。根据漂浮条件:F浮=G木,结合阿基米德原理:F浮=G排液,可得G木=G排水=G排酒精,即m木=m排水=m排酒精=10g,故溢出酒精的质量为10g;浮力F浮=G排水=m排水g=0.01kg×10N/kg=0.1N。
【答案】10;0.1
【知识点】物体的漂浮条件、阿基米德原理
【点评】本题核心是利用漂浮条件判断木块在两种液体中的状态,简化排开液体质量与木块质量的关系,结合阿基米德原理计算,属于基础应用题型。
【难度系数】0.5
【解析】已知ρ木=0.5×10³kg/m³,ρ水=1×10³kg/m³,ρ酒精=0.8×10³kg/m³,因此ρ木<ρ水、ρ木<ρ酒精,木块在水和酒精中均漂浮。根据漂浮条件:F浮=G木,结合阿基米德原理:F浮=G排液,可得G木=G排水=G排酒精,即m木=m排水=m排酒精=10g,故溢出酒精的质量为10g;浮力F浮=G排水=m排水g=0.01kg×10N/kg=0.1N。
【答案】10;0.1
【知识点】物体的漂浮条件、阿基米德原理
【点评】本题核心是利用漂浮条件判断木块在两种液体中的状态,简化排开液体质量与木块质量的关系,结合阿基米德原理计算,属于基础应用题型。
【难度系数】0.5
15.体积相同的实心铜球和实心铁球($\rho_{铜}>\rho_{铁}$),质量较大的是
铜
球,将它们全部浸没在水里,铜球受到的浮力等于
铁球受到的浮力。把质量相等的实心铜球和实心铁球全部浸没在水里,铜球受到的浮力小于
铁球受到的浮力。(后两空均选填“大于”“等于”或“小于”)答案
15.铜 等于 小于
解析
【分析】
首先,根据密度公式ρ=m/V,当体积V相同时,质量m与密度ρ成正比,已知ρ铜>ρ铁,可判断体积相同的实心铜球和铁球的质量大小;其次,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,物体全部浸没时V排等于自身体积,结合体积关系判断浮力大小;最后,当质量相等时,由V=m/ρ可知体积与密度成反比,再结合阿基米德原理判断浮力关系。
【解析】
1. 体积相同的实心铜球和铁球,由密度公式ρ=m/V得m=ρV,因为ρ铜>ρ铁、V相同,所以m铜>m铁,质量较大的是铜球;
2. 两球全部浸没在水中,V排=V物,体积相同则V排相同,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排,ρ水和g相同,所以F浮铜=F浮铁,即铜球受到的浮力等于铁球受到的浮力;
3. 质量相等的实心铜球和铁球,由V=m/ρ,m相同,ρ铜>ρ铁,所以V铜<V铁,浸没时V排铜<V排铁,根据F浮=ρ水gV排,所以F浮铜<F浮铁,即铜球受到的浮力小于铁球受到的浮力。
【答案】
铜 等于 小于
【知识点】
密度公式、阿基米德原理
【点评】
本题考查密度公式和阿基米德原理的基础应用,需熟练掌握公式中物理量的关系,是力学常规基础题,难度适中。
【难度系数】
0.6
首先,根据密度公式ρ=m/V,当体积V相同时,质量m与密度ρ成正比,已知ρ铜>ρ铁,可判断体积相同的实心铜球和铁球的质量大小;其次,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,物体全部浸没时V排等于自身体积,结合体积关系判断浮力大小;最后,当质量相等时,由V=m/ρ可知体积与密度成反比,再结合阿基米德原理判断浮力关系。
【解析】
1. 体积相同的实心铜球和铁球,由密度公式ρ=m/V得m=ρV,因为ρ铜>ρ铁、V相同,所以m铜>m铁,质量较大的是铜球;
2. 两球全部浸没在水中,V排=V物,体积相同则V排相同,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排,ρ水和g相同,所以F浮铜=F浮铁,即铜球受到的浮力等于铁球受到的浮力;
3. 质量相等的实心铜球和铁球,由V=m/ρ,m相同,ρ铜>ρ铁,所以V铜<V铁,浸没时V排铜<V排铁,根据F浮=ρ水gV排,所以F浮铜<F浮铁,即铜球受到的浮力小于铁球受到的浮力。
【答案】
铜 等于 小于
【知识点】
密度公式、阿基米德原理
【点评】
本题考查密度公式和阿基米德原理的基础应用,需熟练掌握公式中物理量的关系,是力学常规基础题,难度适中。
【难度系数】
0.6
16.
为一种自制的简易密度计,在测量过程中,该密度计漂浮在被测液体中。将其分别放入装有液体甲和液体乙的两个烧杯中,由可知液体密度ρ甲
小于
ρ乙;若该密度计两次测量中排开甲、乙液体的质量分别为m甲和m乙,则m甲 等于
m乙。(均选填“大于”“等于”或“小于”)答案
16.小于 等于
解析
【分析】
要解决该问题,需利用密度计的工作原理:密度计在液体中漂浮时,所受浮力等于自身重力。首先判断密度计在甲、乙液体中的浮力关系,再结合阿基米德原理分析液体密度和排开液体质量的关系。
1. 密度计在甲、乙液体中均处于漂浮状态,根据漂浮条件,两次受到的浮力都等于密度计的重力,因此浮力相等;
2. 根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,由此可推出排开液体的重力相等,进而得到排开液体的质量关系;
3. 观察图中密度计浸入液体的体积,比较排开液体体积的大小,再结合浮力相等,利用$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$判断液体密度的大小。
【解析】
1. 密度计在甲、乙两种液体中均漂浮,根据漂浮条件:$F_{浮}=G$($G$为密度计的重力),因此$F_{浮甲}=F_{浮乙}=G$;
2. 根据阿基米德原理,$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$,由于$F_{浮甲}=F_{浮乙}$,所以$m_{排甲}g=m_{排乙}g$,即$m_{甲}=m_{乙}$;
3. 由图可知,密度计在甲液体中排开液体的体积$V_{排甲}$大于在乙液体中排开的体积$V_{排乙}$,根据$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,当$F_{浮}$相同时,$V_{排}$越大,液体密度越小,因此$\rho_{甲}<\rho_{乙}$。
【答案】
小于;等于
【知识点】
物体的浮沉条件(漂浮);阿基米德原理
【点评】
本题考查密度计的工作原理,核心是利用漂浮时浮力等于重力,结合阿基米德原理分析,属于基础应用类题目,难度不大。
【难度系数】
0.7
要解决该问题,需利用密度计的工作原理:密度计在液体中漂浮时,所受浮力等于自身重力。首先判断密度计在甲、乙液体中的浮力关系,再结合阿基米德原理分析液体密度和排开液体质量的关系。
1. 密度计在甲、乙液体中均处于漂浮状态,根据漂浮条件,两次受到的浮力都等于密度计的重力,因此浮力相等;
2. 根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,由此可推出排开液体的重力相等,进而得到排开液体的质量关系;
3. 观察图中密度计浸入液体的体积,比较排开液体体积的大小,再结合浮力相等,利用$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$判断液体密度的大小。
【解析】
1. 密度计在甲、乙两种液体中均漂浮,根据漂浮条件:$F_{浮}=G$($G$为密度计的重力),因此$F_{浮甲}=F_{浮乙}=G$;
2. 根据阿基米德原理,$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$,由于$F_{浮甲}=F_{浮乙}$,所以$m_{排甲}g=m_{排乙}g$,即$m_{甲}=m_{乙}$;
3. 由图可知,密度计在甲液体中排开液体的体积$V_{排甲}$大于在乙液体中排开的体积$V_{排乙}$,根据$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,当$F_{浮}$相同时,$V_{排}$越大,液体密度越小,因此$\rho_{甲}<\rho_{乙}$。
【答案】
小于;等于
【知识点】
物体的浮沉条件(漂浮);阿基米德原理
【点评】
本题考查密度计的工作原理,核心是利用漂浮时浮力等于重力,结合阿基米德原理分析,属于基础应用类题目,难度不大。
【难度系数】
0.7
登录