8. 如图所示,我国自主研制的全球首艘智能型无人系统科考母船“珠海云”号圆满完成各项海试目标任务,并顺利入泊母港,正式交付使用。下列关于母船的说法不正确的是(
)
A.漂浮在海面上的母船受到的浮力等于自身受到的重力
B.从母船卸货时,母船受到的浮力减小
C.若满载的母船从大海进入河流,它排开液体的体积不变
D.从母船卸货时,母船受到的浮力等于它排开液体受到的重力
A.漂浮在海面上的母船受到的浮力等于自身受到的重力
B.从母船卸货时,母船受到的浮力减小
C.若满载的母船从大海进入河流,它排开液体的体积不变
D.从母船卸货时,母船受到的浮力等于它排开液体受到的重力
答案
8.C
解析
【分析】
本题考查浮力相关知识,需结合物体浮沉条件和阿基米德原理分析各选项:漂浮的物体浮力等于自身重力,阿基米德原理为$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$。逐一判断选项的正误,找出说法错误的选项。
【解析】
1. 分析选项A:母船漂浮在海面上,根据物体浮沉条件,漂浮时物体所受浮力等于自身重力,故A说法正确,不符合题意;
2. 分析选项B:从母船卸货时,母船总重力减小,仍处于漂浮状态,浮力等于总重力,因此母船受到的浮力减小,故B说法正确,不符合题意;
3. 分析选项C:满载的母船从大海进入河流,始终漂浮,浮力等于自身重力,母船重力不变,故浮力不变;但河水密度小于海水密度,根据$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,浮力不变时,液体密度减小,排开液体的体积会变大,故C说法错误,符合题意;
4. 分析选项D:根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体受到的重力,因此母船受到的浮力等于排开液体的重力,故D说法正确,不符合题意。
【答案】
C
【知识点】
浮力、物体浮沉条件、阿基米德原理
【点评】
本题围绕母船的浮力变化展开,重点考查漂浮状态下浮力与重力的关系,以及阿基米德原理的应用,属于浮力部分的基础题型,需准确掌握相关规律才能正确判断。
【难度系数】
0.6
本题考查浮力相关知识,需结合物体浮沉条件和阿基米德原理分析各选项:漂浮的物体浮力等于自身重力,阿基米德原理为$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$。逐一判断选项的正误,找出说法错误的选项。
【解析】
1. 分析选项A:母船漂浮在海面上,根据物体浮沉条件,漂浮时物体所受浮力等于自身重力,故A说法正确,不符合题意;
2. 分析选项B:从母船卸货时,母船总重力减小,仍处于漂浮状态,浮力等于总重力,因此母船受到的浮力减小,故B说法正确,不符合题意;
3. 分析选项C:满载的母船从大海进入河流,始终漂浮,浮力等于自身重力,母船重力不变,故浮力不变;但河水密度小于海水密度,根据$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,浮力不变时,液体密度减小,排开液体的体积会变大,故C说法错误,符合题意;
4. 分析选项D:根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体受到的重力,因此母船受到的浮力等于排开液体的重力,故D说法正确,不符合题意。
【答案】
C
【知识点】
浮力、物体浮沉条件、阿基米德原理
【点评】
本题围绕母船的浮力变化展开,重点考查漂浮状态下浮力与重力的关系,以及阿基米德原理的应用,属于浮力部分的基础题型,需准确掌握相关规律才能正确判断。
【难度系数】
0.6
9.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中(如图甲),图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像(忽略液面变化),则下列说法中正确的是(

A.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9 N
B.物体的体积是500 cm³
C.物体受到的最大浮力是5 N
D.物体的密度是$2.25×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
D
)A.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9 N
B.物体的体积是500 cm³
C.物体受到的最大浮力是5 N
D.物体的密度是$2.25×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
答案
9.D
解析
【分析】
本题需结合图乙的弹簧测力计示数与下降高度的关系图像,提取物体重力、浸没时的拉力等关键数据,再利用浮力、密度的相关公式分析各选项。解题思路:先确定物体重力,计算浸没时的最大浮力;再通过阿基米德原理求物体体积,结合重力求质量,进而计算密度;同时明确浮力的本质是上下表面压力差,逐一判断选项对错。
【解析】
1. 由图乙可知,物体未浸入水中时,弹簧测力计示数等于物体重力,即$G=9\ \mathrm{N}$;当物体完全浸没后,拉力稳定为$5\ \mathrm{N}$,此时浮力最大,最大浮力$F_{\mathrm{浮大}}=G-F_{\mathrm{拉}}=9\ \mathrm{N}-5\ \mathrm{N}=4\ \mathrm{N}$,故C选项错误。
2. 根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$,物体完全浸没时$V_{\mathrm{物}}=V_{\mathrm{排}}$,则物体体积$V_{\mathrm{物}}=\frac{F_{\mathrm{浮大}}}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\frac{4\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=4×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=400\ \mathrm{cm}^3$,故B选项错误。
3. 浮力的本质是物体上下表面受到的压力差,物体刚浸没时上表面受到水的压力为0,因此下表面受到的压力等于浮力,即$F_{\mathrm{下}}=F_{\mathrm{浮大}}=4\ \mathrm{N}$,故A选项错误。
4. 物体的质量$m=\frac{G}{g}=\frac{9\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.9\ \mathrm{kg}$,则物体的密度$\rho=\frac{m}{V_{\mathrm{物}}}=\frac{0.9\ \mathrm{kg}}{4×10^{-4}\ \mathrm{m}^3}=2.25×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,故D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
浮力计算、密度计算、阿基米德原理
【点评】
本题结合图像考查浮力与密度的综合应用,关键是从图像中提取有效数据,理解浮力的本质,熟练运用相关公式进行推导计算,属于中等难度的力学综合题。
【难度系数】
0.5
本题需结合图乙的弹簧测力计示数与下降高度的关系图像,提取物体重力、浸没时的拉力等关键数据,再利用浮力、密度的相关公式分析各选项。解题思路:先确定物体重力,计算浸没时的最大浮力;再通过阿基米德原理求物体体积,结合重力求质量,进而计算密度;同时明确浮力的本质是上下表面压力差,逐一判断选项对错。
【解析】
1. 由图乙可知,物体未浸入水中时,弹簧测力计示数等于物体重力,即$G=9\ \mathrm{N}$;当物体完全浸没后,拉力稳定为$5\ \mathrm{N}$,此时浮力最大,最大浮力$F_{\mathrm{浮大}}=G-F_{\mathrm{拉}}=9\ \mathrm{N}-5\ \mathrm{N}=4\ \mathrm{N}$,故C选项错误。
2. 根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$,物体完全浸没时$V_{\mathrm{物}}=V_{\mathrm{排}}$,则物体体积$V_{\mathrm{物}}=\frac{F_{\mathrm{浮大}}}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\frac{4\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=4×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=400\ \mathrm{cm}^3$,故B选项错误。
3. 浮力的本质是物体上下表面受到的压力差,物体刚浸没时上表面受到水的压力为0,因此下表面受到的压力等于浮力,即$F_{\mathrm{下}}=F_{\mathrm{浮大}}=4\ \mathrm{N}$,故A选项错误。
4. 物体的质量$m=\frac{G}{g}=\frac{9\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.9\ \mathrm{kg}$,则物体的密度$\rho=\frac{m}{V_{\mathrm{物}}}=\frac{0.9\ \mathrm{kg}}{4×10^{-4}\ \mathrm{m}^3}=2.25×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,故D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
浮力计算、密度计算、阿基米德原理
【点评】
本题结合图像考查浮力与密度的综合应用,关键是从图像中提取有效数据,理解浮力的本质,熟练运用相关公式进行推导计算,属于中等难度的力学综合题。
【难度系数】
0.5
10.为了航行安全,远洋轮的船体需标有国际航行载重线,即轮船满载时的
“吃水线”。如图是某船满载时在不同水域、季节时的“吃水线”,其中FW为在淡水中航行时的“吃水线”,A、B两位置则为冬、夏两季在海水中航行时的“吃水线”,冬季海水密度大。若该船在不同水域、不同季节航行时,水(海水)面正好与“吃水线”相平,则下列判断中正确的是(

A.该船在冬季航行时比夏季航行时所受浮力大
B.该船从密度小的淡水进入密度大的海水中时,排开淡水和排开海水的体积相等
C.该船在冬季海水中航行时的“吃水线”在B位置
D.“吃水线”在“FW”处时该船排开水的质量最大
“吃水线”。如图是某船满载时在不同水域、季节时的“吃水线”,其中FW为在淡水中航行时的“吃水线”,A、B两位置则为冬、夏两季在海水中航行时的“吃水线”,冬季海水密度大。若该船在不同水域、不同季节航行时,水(海水)面正好与“吃水线”相平,则下列判断中正确的是(
C
)A.该船在冬季航行时比夏季航行时所受浮力大
B.该船从密度小的淡水进入密度大的海水中时,排开淡水和排开海水的体积相等
C.该船在冬季海水中航行时的“吃水线”在B位置
D.“吃水线”在“FW”处时该船排开水的质量最大
答案
10.C
解析
【分析】
要解决本题,需利用轮船漂浮时浮力等于自身重力的规律,结合阿基米德原理分析各选项:轮船始终漂浮,所受浮力等于自身重力,浮力大小不变;根据阿基米德原理,浮力不变时,液体密度越大,排开液体体积越小,吃水线越靠下;排开液体的质量由浮力决定,与液体密度无关。
【解析】
轮船在不同水域、季节航行时均处于漂浮状态,根据漂浮条件,所受浮力始终等于自身重力,即$F_{浮}=G_{船}$,因此浮力大小不变,排开液体的质量也不变(由$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$可知,$m_{排}=\frac{G_{船}}{g}$,恒定)。
选项A:冬季和夏季船的重力不变,浮力等于重力,故冬季与夏季航行时浮力相等,A错误;
选项B:淡水密度小于海水密度,从淡水进入海水,浮力不变,由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知,$\rho_{液}$变大则$V_{排}$变小,排开淡水和海水的体积不相等,B错误;
选项C:冬季海水密度比夏季大,浮力不变,由$F_{浮}=\rho_{海水}gV_{排}$可知,$\rho_{海水}$越大,$V_{排}$越小,吃水线越靠下,故冬季海水航行时吃水线在B位置,C正确;
选项D:排开水的质量$m_{排}=\frac{G_{船}}{g}$,船的重力不变,故排开水的质量始终不变,D错误。
【答案】
C
【知识点】
浮力、漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题考查浮力的核心知识点,需掌握漂浮时浮力等于重力,结合阿基米德原理分析排开体积与液体密度的关系,是初中物理浮力部分的典型基础题。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需利用轮船漂浮时浮力等于自身重力的规律,结合阿基米德原理分析各选项:轮船始终漂浮,所受浮力等于自身重力,浮力大小不变;根据阿基米德原理,浮力不变时,液体密度越大,排开液体体积越小,吃水线越靠下;排开液体的质量由浮力决定,与液体密度无关。
【解析】
轮船在不同水域、季节航行时均处于漂浮状态,根据漂浮条件,所受浮力始终等于自身重力,即$F_{浮}=G_{船}$,因此浮力大小不变,排开液体的质量也不变(由$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$可知,$m_{排}=\frac{G_{船}}{g}$,恒定)。
选项A:冬季和夏季船的重力不变,浮力等于重力,故冬季与夏季航行时浮力相等,A错误;
选项B:淡水密度小于海水密度,从淡水进入海水,浮力不变,由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知,$\rho_{液}$变大则$V_{排}$变小,排开淡水和海水的体积不相等,B错误;
选项C:冬季海水密度比夏季大,浮力不变,由$F_{浮}=\rho_{海水}gV_{排}$可知,$\rho_{海水}$越大,$V_{排}$越小,吃水线越靠下,故冬季海水航行时吃水线在B位置,C正确;
选项D:排开水的质量$m_{排}=\frac{G_{船}}{g}$,船的重力不变,故排开水的质量始终不变,D错误。
【答案】
C
【知识点】
浮力、漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题考查浮力的核心知识点,需掌握漂浮时浮力等于重力,结合阿基米德原理分析排开体积与液体密度的关系,是初中物理浮力部分的典型基础题。
【难度系数】
0.5
11.弹簧测力计下吊着重为14.7 N的正方体金属块,当它浸没在水中时,弹簧测力计的示数为9.8 N,则金属块排开水的重力为
4.9
N。若金属块上表面所受水的压力为19.6 N,则金属块下表面所受水的压力为24.5
N。答案
11.4.9 24.5
解析
【分析】
本题考查浮力的相关计算,解题思路分为两步:第一步,利用称重法求出金属块浸没时受到的浮力,再根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,即可得到第一个空的答案;第二步,根据浮力产生的原因(浮力等于物体上下表面受到的液体压力差),结合已知的上表面压力和浮力,计算出下表面受到的水的压力,得到第二个空的答案。
【解析】
1. 计算金属块排开水的重力:
根据称重法,金属块浸没在水中时受到的浮力 $ F_{浮} = G - F_{示} = 14.7\,\mathrm{N} - 9.8\,\mathrm{N} = 4.9\,\mathrm{N} $。
根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,因此金属块排开水的重力 $ G_{排} = F_{浮} = 4.9\,\mathrm{N} $。
2. 计算金属块下表面所受水的压力:
浮力产生的原因是物体上下表面受到的液体压力差,即 $ F_{浮} = F_{下} - F_{上} $,变形可得 $ F_{下} = F_{浮} + F_{上} $。
已知上表面压力 $ F_{上} = 19.6\,\mathrm{N} $,代入得 $ F_{下} = 4.9\,\mathrm{N} + 19.6\,\mathrm{N} = 24.5\,\mathrm{N} $。
【答案】
4.9;24.5
【知识点】
阿基米德原理、浮力产生的原因
【点评】
本题是浮力计算的基础题型,直接考查称重法、阿基米德原理和浮力产生原因的应用,属于对核心概念的基础考查,难度较低。
【难度系数】
0.8
本题考查浮力的相关计算,解题思路分为两步:第一步,利用称重法求出金属块浸没时受到的浮力,再根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,即可得到第一个空的答案;第二步,根据浮力产生的原因(浮力等于物体上下表面受到的液体压力差),结合已知的上表面压力和浮力,计算出下表面受到的水的压力,得到第二个空的答案。
【解析】
1. 计算金属块排开水的重力:
根据称重法,金属块浸没在水中时受到的浮力 $ F_{浮} = G - F_{示} = 14.7\,\mathrm{N} - 9.8\,\mathrm{N} = 4.9\,\mathrm{N} $。
根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,因此金属块排开水的重力 $ G_{排} = F_{浮} = 4.9\,\mathrm{N} $。
2. 计算金属块下表面所受水的压力:
浮力产生的原因是物体上下表面受到的液体压力差,即 $ F_{浮} = F_{下} - F_{上} $,变形可得 $ F_{下} = F_{浮} + F_{上} $。
已知上表面压力 $ F_{上} = 19.6\,\mathrm{N} $,代入得 $ F_{下} = 4.9\,\mathrm{N} + 19.6\,\mathrm{N} = 24.5\,\mathrm{N} $。
【答案】
4.9;24.5
【知识点】
阿基米德原理、浮力产生的原因
【点评】
本题是浮力计算的基础题型,直接考查称重法、阿基米德原理和浮力产生原因的应用,属于对核心概念的基础考查,难度较低。
【难度系数】
0.8
12.如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力$F_{向左}$和$F_{向右}$的大小关系是$F_{向左}$ 
等于
(选填“大于”“等于”或“小于”)$F_{向右}$;当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力$F_{向上}$和$F_{向下}$的大小关系是$F_{向上}$ 大于
(选填“大于”“等于”或“小于”)$F_{向下}$;通过以上探究,你认为浮力产生的原因是液体对物体上、下表面的压力差
。答案
12.等于 大于 液体对物体上、下表面的压力差
解析
【分析】
要解决这道题,需结合液体压强的特点:液体内部压强随深度增加而增大,同一深度处液体向各个方向的压强相等;压力公式为$F = pS$($p$为压强,$S$为受力面积)。首先分析水平放置时,两端橡皮膜的深度相同,压强相等,受力面积相同,故压力相等;再分析竖直放置时,上下两端橡皮膜深度不同,下方深度大,压强更大,受力面积相同,因此向上的压力大于向下的压力,进而理解浮力产生的原因。
【解析】
1. 当玻璃圆筒沿水平方向放置时,两端的橡皮膜处于水中的同一深度,根据液体压强特点,同一深度液体向各个方向的压强相等,即$p_{向左}=p_{向右}$。又因为两端橡皮膜的受力面积$S$相同,由压力公式$F = pS$可得,$F_{向左}=F_{向右}$。
2. 当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,下端橡皮膜的深度大于上端橡皮膜的深度,根据液体压强特点,液体压强随深度增加而增大,即$p_{向上}>p_{向下}$。两端橡皮膜的受力面积$S$相同,由$F = pS$可得,$F_{向上}>F_{向下}$。
3. 浮力的本质就是液体对物体上下表面的压力差,因此浮力产生的原因是液体对物体上、下表面的压力差。
【答案】
等于;大于;液体对物体上、下表面的压力差
【知识点】
液体压强;压力计算;浮力产生原因
【点评】
本题通过实验探究液体压强特点与浮力产生的原因,结合压力与压强的关系分析,难度适中,帮助学生理解浮力的本质。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需结合液体压强的特点:液体内部压强随深度增加而增大,同一深度处液体向各个方向的压强相等;压力公式为$F = pS$($p$为压强,$S$为受力面积)。首先分析水平放置时,两端橡皮膜的深度相同,压强相等,受力面积相同,故压力相等;再分析竖直放置时,上下两端橡皮膜深度不同,下方深度大,压强更大,受力面积相同,因此向上的压力大于向下的压力,进而理解浮力产生的原因。
【解析】
1. 当玻璃圆筒沿水平方向放置时,两端的橡皮膜处于水中的同一深度,根据液体压强特点,同一深度液体向各个方向的压强相等,即$p_{向左}=p_{向右}$。又因为两端橡皮膜的受力面积$S$相同,由压力公式$F = pS$可得,$F_{向左}=F_{向右}$。
2. 当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,下端橡皮膜的深度大于上端橡皮膜的深度,根据液体压强特点,液体压强随深度增加而增大,即$p_{向上}>p_{向下}$。两端橡皮膜的受力面积$S$相同,由$F = pS$可得,$F_{向上}>F_{向下}$。
3. 浮力的本质就是液体对物体上下表面的压力差,因此浮力产生的原因是液体对物体上、下表面的压力差。
【答案】
等于;大于;液体对物体上、下表面的压力差
【知识点】
液体压强;压力计算;浮力产生原因
【点评】
本题通过实验探究液体压强特点与浮力产生的原因,结合压力与压强的关系分析,难度适中,帮助学生理解浮力的本质。
【难度系数】
0.6
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