1 体育、娱乐活动用到的热气球,充的是被加热而体积膨胀的热空气。要使已经升空的热气球下降,下列说法正确的是(
A.加大火力对热空气加热,使浮力变小
B.加大火力对热空气加热,使重力变大
C.减小火力对热空气加热,使浮力变小
D.减小火力对热空气加热,使重力变大
D
)A.加大火力对热空气加热,使浮力变小
B.加大火力对热空气加热,使重力变大
C.减小火力对热空气加热,使浮力变小
D.减小火力对热空气加热,使重力变大
答案
1.D
解析
【分析】要使热气球下降,需结合阿基米德原理和浮沉条件分析:热气球升空时浮力大于总重力,要下降则需总重力大于浮力。加热时内部空气温度升高、密度减小,会使浮力增大、总重力减小,利于上升;减小火力时,内部空气温度降低、密度增大,总重力变大,当总重力大于浮力时热气球下降。据此分析各选项即可。
【解析】根据阿基米德原理,热气球所受浮力F浮=ρ空气gV排(V排为热气球排开空气的体积,等于热气球体积),总重力G总为气囊、吊篮及内部空气的重力之和。热气球升空的条件是F浮>G总,要使其下降,需满足G总>F浮。
选项A:加大火力加热,内部空气温度升高,体积膨胀,V排增大,F浮增大;同时内部空气密度减小,质量减小,G总减小,此时F浮>G总,热气球上升,A错误。
选项B:加大火力加热,内部空气密度减小,质量减小,G总变小,并非变大,B错误。
选项C:减小火力加热,虽V排减小使F浮变小,但核心是内部空气密度增大导致G总变大,并非浮力变小使热气球下降,C错误。
选项D:减小火力加热,内部空气温度降低,密度增大,内部空气质量增大,G总变大,当G总>F浮时,热气球下降,D正确。
【答案】D
【知识点】阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】本题以生活中的热气球为载体,考查浮力相关原理的应用,需明确加热对内部空气密度及总重力的影响,属于基础题型,难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】根据阿基米德原理,热气球所受浮力F浮=ρ空气gV排(V排为热气球排开空气的体积,等于热气球体积),总重力G总为气囊、吊篮及内部空气的重力之和。热气球升空的条件是F浮>G总,要使其下降,需满足G总>F浮。
选项A:加大火力加热,内部空气温度升高,体积膨胀,V排增大,F浮增大;同时内部空气密度减小,质量减小,G总减小,此时F浮>G总,热气球上升,A错误。
选项B:加大火力加热,内部空气密度减小,质量减小,G总变小,并非变大,B错误。
选项C:减小火力加热,虽V排减小使F浮变小,但核心是内部空气密度增大导致G总变大,并非浮力变小使热气球下降,C错误。
选项D:减小火力加热,内部空气温度降低,密度增大,内部空气质量增大,G总变大,当G总>F浮时,热气球下降,D正确。
【答案】D
【知识点】阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】本题以生活中的热气球为载体,考查浮力相关原理的应用,需明确加热对内部空气密度及总重力的影响,属于基础题型,难度适中。
【难度系数】0.6
2 一艘轮船从长江驶入大海,以下说法正确的是(
A.轮船所受的浮力不变
B.轮船所受的浮力变大
C.轮船排开液体的体积不变
D.轮船排开液体的体积变大
A
)A.轮船所受的浮力不变
B.轮船所受的浮力变大
C.轮船排开液体的体积不变
D.轮船排开液体的体积变大
答案
2.A
解析
【分析】
本题考查浮力相关知识,轮船从长江驶入大海始终处于漂浮状态,需结合漂浮条件和阿基米德原理分析浮力、排开液体体积的变化。首先明确漂浮时浮力等于物体自身重力,再根据液体密度变化,利用阿基米德原理判断排开液体体积的变化,进而选出正确选项。
【解析】
轮船在长江和大海中均处于漂浮状态,根据物体的漂浮条件:$F_{浮}=G_{物}$,轮船的重力$G$不变,因此所受浮力$F_{浮}$不变,故A正确,B错误;
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,变形可得$V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{液}g}$。由于$F_{浮}$不变,$g$为常量,且海水密度$\rho_{海水}$大于江水密度$\rho_{江水}$,所以轮船排开液体的体积$V_{排}$会变小,故C、D错误。
【答案】
A
【知识点】
物体的漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题是浮力应用的基础题型,核心是利用漂浮条件判断浮力不变,结合阿基米德原理分析排开液体体积的变化,考查学生对基础浮力公式的掌握和应用能力。
【难度系数】
0.6
本题考查浮力相关知识,轮船从长江驶入大海始终处于漂浮状态,需结合漂浮条件和阿基米德原理分析浮力、排开液体体积的变化。首先明确漂浮时浮力等于物体自身重力,再根据液体密度变化,利用阿基米德原理判断排开液体体积的变化,进而选出正确选项。
【解析】
轮船在长江和大海中均处于漂浮状态,根据物体的漂浮条件:$F_{浮}=G_{物}$,轮船的重力$G$不变,因此所受浮力$F_{浮}$不变,故A正确,B错误;
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,变形可得$V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{液}g}$。由于$F_{浮}$不变,$g$为常量,且海水密度$\rho_{海水}$大于江水密度$\rho_{江水}$,所以轮船排开液体的体积$V_{排}$会变小,故C、D错误。
【答案】
A
【知识点】
物体的漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题是浮力应用的基础题型,核心是利用漂浮条件判断浮力不变,结合阿基米德原理分析排开液体体积的变化,考查学生对基础浮力公式的掌握和应用能力。
【难度系数】
0.6
3 如图所示,飞艇由巨大的流线型艇体、吊舱、主气囊(内充氦气,氦气密度比空气小很多)、副气囊(内充空气)和推进装置组成,在调整过程中气囊体积不变。下述操作能实现飞艇由上升状态变为悬停状态的是 (

A.将副气囊内的部分空气排出
B.将空气压缩进副气囊内
C.将吊舱内的部分配重往外扔
D.将副气囊内的空气加热
B
)A.将副气囊内的部分空气排出
B.将空气压缩进副气囊内
C.将吊舱内的部分配重往外扔
D.将副气囊内的空气加热
答案
3.B
解析
【分析】要实现飞艇由上升状态变为悬停状态,需明确悬停的条件是浮力等于总重力,而上升时浮力大于总重力。本题中气囊体积不变,根据阿基米德原理,飞艇受到的浮力大小由空气密度和气囊体积决定,因此浮力保持不变。要使上升的飞艇变为悬停,需要增大飞艇的总重力,让总重力等于浮力。接下来分析各选项对总重力的影响:
【解析】根据阿基米德原理,气囊体积不变时,飞艇排开空气的体积不变,因此受到的浮力大小不变。飞艇上升时浮力大于总重力,要变为悬停需增大总重力,使总重力等于浮力:
选项A:排出副气囊内的部分空气,会使飞艇总重力减小,浮力仍大于重力,飞艇会继续上升,不符合要求;
选项B:将空气压缩进副气囊内,副气囊内空气质量增加,飞艇总重力增大,当总重力等于浮力时,飞艇悬停,符合要求;
选项C:将吊舱内的部分配重往外扔,总重力减小,浮力大于重力,飞艇继续上升,不符合要求;
选项D:加热副气囊内的空气,空气密度减小,副气囊内空气质量减少,总重力减小,浮力大于重力,飞艇继续上升,不符合要求。
【答案】B
【知识点】阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】本题结合飞艇的实际结构,考查物体浮沉条件的应用,关键是明确气囊体积不变时浮力不变,需通过调整总重力实现状态变化,属于中等难度的应用类题目。
【难度系数】0.5
【解析】根据阿基米德原理,气囊体积不变时,飞艇排开空气的体积不变,因此受到的浮力大小不变。飞艇上升时浮力大于总重力,要变为悬停需增大总重力,使总重力等于浮力:
选项A:排出副气囊内的部分空气,会使飞艇总重力减小,浮力仍大于重力,飞艇会继续上升,不符合要求;
选项B:将空气压缩进副气囊内,副气囊内空气质量增加,飞艇总重力增大,当总重力等于浮力时,飞艇悬停,符合要求;
选项C:将吊舱内的部分配重往外扔,总重力减小,浮力大于重力,飞艇继续上升,不符合要求;
选项D:加热副气囊内的空气,空气密度减小,副气囊内空气质量减少,总重力减小,浮力大于重力,飞艇继续上升,不符合要求。
【答案】B
【知识点】阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】本题结合飞艇的实际结构,考查物体浮沉条件的应用,关键是明确气囊体积不变时浮力不变,需通过调整总重力实现状态变化,属于中等难度的应用类题目。
【难度系数】0.5
4 小明同学在一根细木棒的下端缠绕了一些铁丝,然后将它分别置于甲、乙两杯液体中,静止时的状态如图所示,下列说法正确的是(

A.甲杯液体的密度较大
B.乙杯液体的密度较大
C.木棒在甲杯液体中受到的浮力较大
D.木棒在乙杯液体中受到的浮力较大
B
)A.甲杯液体的密度较大
B.乙杯液体的密度较大
C.木棒在甲杯液体中受到的浮力较大
D.木棒在乙杯液体中受到的浮力较大
答案
4.B
解析
【分析】
细木棒在甲、乙两杯液体中均处于漂浮状态,根据漂浮条件可知,物体漂浮时所受浮力等于自身重力,由此可判断两次浮力大小关系;再结合阿基米德原理,通过排开液体体积的大小关系,分析液体密度的大小,进而选出正确选项。
【解析】
细木棒在甲、乙两杯液体中静止,均处于漂浮状态。根据漂浮条件:物体漂浮时,受到的浮力等于自身的重力,因此$F_{浮甲}=G$,$F_{浮乙}=G$,可得$F_{浮甲}=F_{浮乙}$,所以选项C、D错误。
根据阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}$,变形得$ρ_{液}=\frac{F_{浮}}{gV_{排}}$。由于两次浮力$F_{浮}$相等,$g$为常量,所以液体密度$ρ_{液}$与排开液体的体积$V_{排}$成反比。观察题图可知,甲中木棒排开液体的体积$V_{排甲}>V_{排乙}$,因此$ρ_{液甲}<ρ_{液乙}$,即乙杯液体的密度较大,选项A错误,B正确。
【答案】
B
【知识点】
物体漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题是浮力的基础应用题,核心是利用漂浮条件判断浮力大小,再结合阿基米德原理分析液体密度,需掌握漂浮时浮力等于重力这一关键规律,难度适中。
【难度系数】
0.5
细木棒在甲、乙两杯液体中均处于漂浮状态,根据漂浮条件可知,物体漂浮时所受浮力等于自身重力,由此可判断两次浮力大小关系;再结合阿基米德原理,通过排开液体体积的大小关系,分析液体密度的大小,进而选出正确选项。
【解析】
细木棒在甲、乙两杯液体中静止,均处于漂浮状态。根据漂浮条件:物体漂浮时,受到的浮力等于自身的重力,因此$F_{浮甲}=G$,$F_{浮乙}=G$,可得$F_{浮甲}=F_{浮乙}$,所以选项C、D错误。
根据阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}$,变形得$ρ_{液}=\frac{F_{浮}}{gV_{排}}$。由于两次浮力$F_{浮}$相等,$g$为常量,所以液体密度$ρ_{液}$与排开液体的体积$V_{排}$成反比。观察题图可知,甲中木棒排开液体的体积$V_{排甲}>V_{排乙}$,因此$ρ_{液甲}<ρ_{液乙}$,即乙杯液体的密度较大,选项A错误,B正确。
【答案】
B
【知识点】
物体漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题是浮力的基础应用题,核心是利用漂浮条件判断浮力大小,再结合阿基米德原理分析液体密度,需掌握漂浮时浮力等于重力这一关键规律,难度适中。
【难度系数】
0.5
5 新趋势 教材 P182 练习与应用 T9 改编 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,潜水员用钢索把它们拴在沉船两侧,打捞船上的机器开动,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。下列说法正确的是 (
A.船沉到水底静止时,船受到的浮力等于船的重力
B.浮筒浸没后,随着深度的增加,所受的浮力增大
C.把空气压进浮筒后,浮筒受到的浮力大于自身重力
D.船和浮筒浮在水面时,它们受到的浮力大于它们的总重力
C
)A.船沉到水底静止时,船受到的浮力等于船的重力
B.浮筒浸没后,随着深度的增加,所受的浮力增大
C.把空气压进浮筒后,浮筒受到的浮力大于自身重力
D.船和浮筒浮在水面时,它们受到的浮力大于它们的总重力
答案
5.C
解析
【分析】
本题考查浮力相关知识,需结合阿基米德原理和物体浮沉条件逐一分析选项:
1. 分析选项A:船沉到水底静止时,受重力、浮力和水底的支持力,根据受力平衡,船的重力等于浮力与支持力之和,因此浮力小于重力,A错误。
2. 分析选项B:浮筒浸没后,排开水的体积$V_{排}$不变,水的密度$\rho_{液}$不变,由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知,浮力与深度无关,B错误。
3. 分析选项C:压入空气排出浮筒内的水后,浮筒重力减小,浮筒要带动沉船上浮,需满足浮筒受到的浮力大于自身重力,C正确。
4. 分析选项D:船和浮筒浮在水面时处于漂浮状态,根据漂浮条件,总浮力等于总重力,D错误。
【解析】
逐一分析各选项:
A选项:船沉底静止时,受力平衡,$G_{船}=F_{浮}+F_{支持}$,故$F_{浮}<G_{船}$,A错误;
B选项:浮筒浸没后,$V_{排}$不变,$\rho_{水}$不变,由$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,浮力与深度无关,B错误;
C选项:压入空气排出浮筒内水,浮筒重力减小,浮筒上浮时需$F_{浮筒}>G_{筒}$,C正确;
D选项:漂浮时,总浮力等于总重力,D错误。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题结合浮筒打捞法考查浮力的基本应用,需掌握阿基米德原理和物体浮沉条件的应用,属于基础题,难度适中。
【难度系数】
0.6
本题考查浮力相关知识,需结合阿基米德原理和物体浮沉条件逐一分析选项:
1. 分析选项A:船沉到水底静止时,受重力、浮力和水底的支持力,根据受力平衡,船的重力等于浮力与支持力之和,因此浮力小于重力,A错误。
2. 分析选项B:浮筒浸没后,排开水的体积$V_{排}$不变,水的密度$\rho_{液}$不变,由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知,浮力与深度无关,B错误。
3. 分析选项C:压入空气排出浮筒内的水后,浮筒重力减小,浮筒要带动沉船上浮,需满足浮筒受到的浮力大于自身重力,C正确。
4. 分析选项D:船和浮筒浮在水面时处于漂浮状态,根据漂浮条件,总浮力等于总重力,D错误。
【解析】
逐一分析各选项:
A选项:船沉底静止时,受力平衡,$G_{船}=F_{浮}+F_{支持}$,故$F_{浮}<G_{船}$,A错误;
B选项:浮筒浸没后,$V_{排}$不变,$\rho_{水}$不变,由$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,浮力与深度无关,B错误;
C选项:压入空气排出浮筒内水,浮筒重力减小,浮筒上浮时需$F_{浮筒}>G_{筒}$,C正确;
D选项:漂浮时,总浮力等于总重力,D错误。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题结合浮筒打捞法考查浮力的基本应用,需掌握阿基米德原理和物体浮沉条件的应用,属于基础题,难度适中。
【难度系数】
0.6
6 古人利用质地极轻的材料做成薄壳灯笼,当在其下面点燃蜡烛后,灯笼便会腾空而起,后人称其为“孔明灯”。“孔明灯”之所以能腾空而起是因为热空气密度较小,使它所受的浮力
大于
它的重力;如果要使它返回地面,可以停止加热,现代的热气球
就是根据这一原理制成的。答案
大于 热气球
解析
【分析】
要解决这道题,需明确孔明灯升空的核心原理:点燃蜡烛后,孔明灯内部空气受热,密度减小,自身重力随之降低;根据浮力规律,孔明灯受到的空气浮力等于排开空气的重力,当浮力大于自身重力时,灯笼会向上腾空。停止加热后,灯内空气温度下降,密度增大,重力增加,浮力小于重力时灯笼下落。现代的热气球正是利用这一原理制成的。
【解析】
孔明灯内空气受热膨胀,密度变小,自身重力减小;根据阿基米德原理,孔明灯所受浮力等于排开空气的重力,当浮力大于孔明灯的重力时,合力向上,灯笼腾空而起。停止加热后,灯内空气温度降低,密度增大,重力增大,此时浮力小于重力,灯笼下落。现代的热气球通过加热气囊内的空气,改变气囊内气体密度,调整浮力与重力的关系,实现升空与降落,利用了该原理。
【答案】
大于 热气球
【知识点】
浮力与重力的关系、密度与温度的关系、浮力的应用
【点评】
本题结合古代孔明灯与现代热气球,考查基础物理知识,贴近生活实际,难度较低,需理解热空气密度变化对浮力和重力的影响,掌握常见浮力应用实例。
【难度系数】
0.8
要解决这道题,需明确孔明灯升空的核心原理:点燃蜡烛后,孔明灯内部空气受热,密度减小,自身重力随之降低;根据浮力规律,孔明灯受到的空气浮力等于排开空气的重力,当浮力大于自身重力时,灯笼会向上腾空。停止加热后,灯内空气温度下降,密度增大,重力增加,浮力小于重力时灯笼下落。现代的热气球正是利用这一原理制成的。
【解析】
孔明灯内空气受热膨胀,密度变小,自身重力减小;根据阿基米德原理,孔明灯所受浮力等于排开空气的重力,当浮力大于孔明灯的重力时,合力向上,灯笼腾空而起。停止加热后,灯内空气温度降低,密度增大,重力增大,此时浮力小于重力,灯笼下落。现代的热气球通过加热气囊内的空气,改变气囊内气体密度,调整浮力与重力的关系,实现升空与降落,利用了该原理。
【答案】
大于 热气球
【知识点】
浮力与重力的关系、密度与温度的关系、浮力的应用
【点评】
本题结合古代孔明灯与现代热气球,考查基础物理知识,贴近生活实际,难度较低,需理解热空气密度变化对浮力和重力的影响,掌握常见浮力应用实例。
【难度系数】
0.8
7 如图所示,将生鸡蛋浸没在装有适量白醋的烧杯中,反应产生的气泡会附着在蛋壳表面,随着表面气泡的增加,鸡蛋慢慢上浮。请分析说明附着大量气泡的鸡蛋上浮的原因。(不考虑白醋密度和鸡蛋质量的变化)

答案
反应后,气泡不断附着在蛋壳表面,整体的V排增大,ρ液不变,由F浮=ρ液gV排可知,F浮增大,G蛋不变,当F浮>G蛋时,鸡蛋上浮
解析
【分析】
要分析附着气泡的鸡蛋上浮的原因,需结合阿基米德原理和物体浮沉条件思考:鸡蛋浸没在白醋中时,反应产生的气泡附着在蛋壳表面,会改变鸡蛋排开白醋的体积;白醋密度不变,根据阿基米德原理可判断浮力变化,再结合鸡蛋重力不变,通过浮力与重力的大小关系判断鸡蛋的运动状态。
【解析】
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,白醋的密度$\rho_{液}$不变,反应产生的气泡附着在蛋壳表面,使鸡蛋排开白醋的总体积$V_{排}$增大,因此鸡蛋受到的浮力$F_{浮}$增大;鸡蛋的重力$G_{蛋}$不变,当$F_{浮}>G_{蛋}$时,鸡蛋所受合力向上,所以鸡蛋会上浮。
【答案】
反应后,气泡不断附着在蛋壳表面,整体的$V_{排}$增大,$\rho_{液}$不变,由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知,$F_{浮}$增大,$G_{蛋}$不变,当$F_{浮}>G_{蛋}$时,鸡蛋上浮
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题结合生活中的实验现象,考查浮力知识的应用,要求学生将物理原理与实际现象结合分析,理解排开液体体积对浮力的影响,以及浮沉条件的应用。
【难度系数】
0.7
要分析附着气泡的鸡蛋上浮的原因,需结合阿基米德原理和物体浮沉条件思考:鸡蛋浸没在白醋中时,反应产生的气泡附着在蛋壳表面,会改变鸡蛋排开白醋的体积;白醋密度不变,根据阿基米德原理可判断浮力变化,再结合鸡蛋重力不变,通过浮力与重力的大小关系判断鸡蛋的运动状态。
【解析】
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,白醋的密度$\rho_{液}$不变,反应产生的气泡附着在蛋壳表面,使鸡蛋排开白醋的总体积$V_{排}$增大,因此鸡蛋受到的浮力$F_{浮}$增大;鸡蛋的重力$G_{蛋}$不变,当$F_{浮}>G_{蛋}$时,鸡蛋所受合力向上,所以鸡蛋会上浮。
【答案】
反应后,气泡不断附着在蛋壳表面,整体的$V_{排}$增大,$\rho_{液}$不变,由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知,$F_{浮}$增大,$G_{蛋}$不变,当$F_{浮}>G_{蛋}$时,鸡蛋上浮
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题结合生活中的实验现象,考查浮力知识的应用,要求学生将物理原理与实际现象结合分析,理解排开液体体积对浮力的影响,以及浮沉条件的应用。
【难度系数】
0.7
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