6. 如图所示为“北耕兼种”的农具简图,《天工开物》中描述为:“其服牛起土者,耒不用耜,并列两铁于横木之上,其具方语曰耩。耩中间盛一小斗,储麦种于内,其斗底空梅花眼,牛行摇动,种子即从眼中撒下。”关于图中的说法中,正确的是(

A.耩使用铁尖是为了增大压强,便于“起土”
B.牛对绳的拉力和绳对牛的拉力是一对平衡力
C.绳对耩的拉力大于耩对绳的拉力时,耩才会被牛拉动
D.“牛行摇动”说明力是维持物体运动的原因
A
)。A.耩使用铁尖是为了增大压强,便于“起土”
B.牛对绳的拉力和绳对牛的拉力是一对平衡力
C.绳对耩的拉力大于耩对绳的拉力时,耩才会被牛拉动
D.“牛行摇动”说明力是维持物体运动的原因
答案
6. A 【点拨】本题考查增大压强的方法及生活中的实例、力可以改变物体的运动状态及平衡力和相互作用力的辨析。
【解析】A. 耩使用铁尖,是在压力一定时减小受力面积,从而增大压强,便于“起土”,故A正确;B. 绳对牛的拉力和牛对绳的拉力是一对相互作用力,故B错误;C. 绳对耩的拉力与耩对绳的拉力是一对相互作用力,大小相等,故C错误;D. “牛行摇动”,说明力是改变物体运动状态的原因,故D错误。
【解析】A. 耩使用铁尖,是在压力一定时减小受力面积,从而增大压强,便于“起土”,故A正确;B. 绳对牛的拉力和牛对绳的拉力是一对相互作用力,故B错误;C. 绳对耩的拉力与耩对绳的拉力是一对相互作用力,大小相等,故C错误;D. “牛行摇动”,说明力是改变物体运动状态的原因,故D错误。
解析
【分析】本题是力学综合选择题,需结合压强、平衡力与相互作用力、力和运动的关系等知识点逐一分析选项。首先明确相关概念:压强与压力和受力面积有关,压力一定时,减小受力面积可增大压强;平衡力需满足“同物、等大、反向、共线”,相互作用力是“异物、等大、反向、共线”;力是改变物体运动状态的原因,而非维持物体运动的原因。
【解析】
A选项:耩使用铁尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,便于“起土”,该选项正确。
B选项:牛对绳的拉力和绳对牛的拉力,作用在不同物体上,是一对相互作用力,不是平衡力,该选项错误。
C选项:绳对耩的拉力与耩对绳的拉力是一对相互作用力,大小始终相等,与耩是否被拉动无关,该选项错误。
D选项:“牛行摇动”说明力是改变物体运动状态的原因,而非维持物体运动的原因,该选项错误。
【答案】A
【知识点】增大压强的方法、平衡力与相互作用力的辨析、力与运动的关系
【点评】本题考查力学基础概念的应用,需准确区分平衡力和相互作用力,理解压强的影响因素及力的作用效果,属于基础综合题,难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】
A选项:耩使用铁尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,便于“起土”,该选项正确。
B选项:牛对绳的拉力和绳对牛的拉力,作用在不同物体上,是一对相互作用力,不是平衡力,该选项错误。
C选项:绳对耩的拉力与耩对绳的拉力是一对相互作用力,大小始终相等,与耩是否被拉动无关,该选项错误。
D选项:“牛行摇动”说明力是改变物体运动状态的原因,而非维持物体运动的原因,该选项错误。
【答案】A
【知识点】增大压强的方法、平衡力与相互作用力的辨析、力与运动的关系
【点评】本题考查力学基础概念的应用,需准确区分平衡力和相互作用力,理解压强的影响因素及力的作用效果,属于基础综合题,难度适中。
【难度系数】0.6
7. 小乐到中国科技馆参观,看到了一个有趣的科学实验,如图所示,一辆小火车在平直轨道上匀速行驶,当火车将要从“∩”形框架的下方通过时,突然从火车顶部的小孔中竖直向上弹出一小球,该小球越过框架后,又与通过框架的火车相遇,并恰好落回原来的孔中。下列说法中正确的是(

A.以车为参照物,小球的运动状态不变
B.小球能落回小孔是因为小球始终受水平向前的推力
C.当小球到达最高点时,如果所有力都消失,小球会在空中做匀速直线运动
D.因为小球刚被弹出时,惯性比重力大,所以小球会继续上升
C
)。A.以车为参照物,小球的运动状态不变
B.小球能落回小孔是因为小球始终受水平向前的推力
C.当小球到达最高点时,如果所有力都消失,小球会在空中做匀速直线运动
D.因为小球刚被弹出时,惯性比重力大,所以小球会继续上升
答案
7. C 【点拨】本题考查根据牛顿第一定律判断物体的运动状态,生活中的惯性现象及参照物的选取。
【解析】A. 以车为参照物,小球的运动状态是改变的,故A错误;B. 小球能落回小孔是因为小球具有惯性,小球从车顶弹出后,在水平方向上不受力的作用,由于惯性要保持原来的运动状态向前运动,所以会落回小孔,故B错误;C. 小球到达最高点时,具有水平的速度,此时所有力消失,根据牛顿第一定律可知,小球将做匀速直线运动,故C正确;D. 小球被弹出时,由于惯性,要保持原来的运动状态不变,所以继续向上运动,故D错误。
【解析】A. 以车为参照物,小球的运动状态是改变的,故A错误;B. 小球能落回小孔是因为小球具有惯性,小球从车顶弹出后,在水平方向上不受力的作用,由于惯性要保持原来的运动状态向前运动,所以会落回小孔,故B错误;C. 小球到达最高点时,具有水平的速度,此时所有力消失,根据牛顿第一定律可知,小球将做匀速直线运动,故C正确;D. 小球被弹出时,由于惯性,要保持原来的运动状态不变,所以继续向上运动,故D错误。
解析
【分析】
本题是运动和力的综合题,需结合参照物的判断、惯性的概念、牛顿第一定律的内容,逐个分析选项的正误,明确每个选项对应的物理原理,从而选出正确答案。
【解析】
A选项:以车为参照物,小球在竖直方向做变速运动,水平方向虽与车速度相同,但相对于车的位置不断变化,因此小球的运动状态是改变的,A错误;
B选项:小球从车顶弹出后,水平方向不受推力,能落回小孔是因为小球具有惯性,在水平方向保持与火车相同的速度,并非受水平向前的推力,B错误;
C选项:小球到达最高点时,竖直方向速度为0,水平方向仍有速度,根据牛顿第一定律,若此时所有力都消失,小球会保持水平方向的速度做匀速直线运动,C正确;
D选项:惯性是物体的固有属性,不是力,不能与重力比较大小,小球继续上升是因为惯性,保持原来的运动状态,D错误。
【答案】
C
【知识点】
参照物、惯性、牛顿第一定律
【点评】
本题考查运动和力的基础知识点,需准确区分惯性与力的概念,理解参照物判断运动状态的方法,是常见的基础题型,侧重对核心概念的应用。
【难度系数】
0.6
本题是运动和力的综合题,需结合参照物的判断、惯性的概念、牛顿第一定律的内容,逐个分析选项的正误,明确每个选项对应的物理原理,从而选出正确答案。
【解析】
A选项:以车为参照物,小球在竖直方向做变速运动,水平方向虽与车速度相同,但相对于车的位置不断变化,因此小球的运动状态是改变的,A错误;
B选项:小球从车顶弹出后,水平方向不受推力,能落回小孔是因为小球具有惯性,在水平方向保持与火车相同的速度,并非受水平向前的推力,B错误;
C选项:小球到达最高点时,竖直方向速度为0,水平方向仍有速度,根据牛顿第一定律,若此时所有力都消失,小球会保持水平方向的速度做匀速直线运动,C正确;
D选项:惯性是物体的固有属性,不是力,不能与重力比较大小,小球继续上升是因为惯性,保持原来的运动状态,D错误。
【答案】
C
【知识点】
参照物、惯性、牛顿第一定律
【点评】
本题考查运动和力的基础知识点,需准确区分惯性与力的概念,理解参照物判断运动状态的方法,是常见的基础题型,侧重对核心概念的应用。
【难度系数】
0.6
8. 如图所示,A、B两个实心正方体平放在同一水平沙面上时,陷下的深度恰好相等,已知正方体A的棱长为5 cm,质量为1 kg。由图可估算正方体B的密度最接近于(

A.$0.8×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$
B.$0.2×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$
C.$4.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$
D.$6.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$
C
)。A.$0.8×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$
B.$0.2×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$
C.$4.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$
D.$6.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$
答案
8. C 【点拨】本题考查密度公式、压强公式的简单应用。
【解析】正方体A的棱长为5 cm,质量为1 kg,则正方体A的密度为ρ_A = m_A/V_A = m_A/l_A³ = 1 kg/(0.05 m)³ = 8 × 10³ kg/m³,A、B两个实心正方体平放在同一水平沙面上时,压强分别为p_A = m_A g / S_A = ρ_A l_A³ g / l_A² = ρ_A l_A g,p_B = m_B g / S_B = ρ_B l_B³ g / l_B² = ρ_B l_B g,由于A、B两个实心正方体陷下的深度恰好相等,说明压力的作用效果相同,即产生的压强相等,则p_A = p_B,即ρ_A l_A g = ρ_B l_B g 即ρ_A l_A = ρ_B l_B,由图可知l_A ≈ 1/2 l_B,则ρ_B ≈ 1/2 ρ_A = 1/2 × 8 × 10³ kg/m³ = 4 × 10³ kg/m³,故C符合题意。
【解析】正方体A的棱长为5 cm,质量为1 kg,则正方体A的密度为ρ_A = m_A/V_A = m_A/l_A³ = 1 kg/(0.05 m)³ = 8 × 10³ kg/m³,A、B两个实心正方体平放在同一水平沙面上时,压强分别为p_A = m_A g / S_A = ρ_A l_A³ g / l_A² = ρ_A l_A g,p_B = m_B g / S_B = ρ_B l_B³ g / l_B² = ρ_B l_B g,由于A、B两个实心正方体陷下的深度恰好相等,说明压力的作用效果相同,即产生的压强相等,则p_A = p_B,即ρ_A l_A g = ρ_B l_B g 即ρ_A l_A = ρ_B l_B,由图可知l_A ≈ 1/2 l_B,则ρ_B ≈ 1/2 ρ_A = 1/2 × 8 × 10³ kg/m³ = 4 × 10³ kg/m³,故C符合题意。
解析
【分析】
两个正方体在沙面陷下深度相同,说明它们对沙面的压力作用效果相同,即压强相等。对于水平放置的实心正方体,对接触面的压强可推导为$ p=\rho gh $($ h $为正方体棱长),因此可利用压强相等建立A、B密度与棱长的关系,再结合图中A、B的棱长比例,计算B的密度。
【解析】
1. 计算正方体A的体积:A的棱长$ l_A=5\ \mathrm{cm}=0.05\ \mathrm{m} $,体积$ V_A=l_A^3=(0.05\ \mathrm{m})^3=1.25×10^{-4}\ \mathrm{m}^3 $;
2. 计算A的密度:$ \rho_A=\frac{m_A}{V_A}=\frac{1\ \mathrm{kg}}{1.25×10^{-4}\ \mathrm{m}^3}=8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 $;
3. 推导正方体对沙面的压强:水平面上的正方体对沙面的压力等于重力,压强$ p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{mg}{S}=\frac{\rho Vg}{S}=\frac{\rho Shg}{S}=\rho gh $,因此$ p_A=\rho_A l_A g $,$ p_B=\rho_B l_B g $;
4. 利用压强相等关系:由题意,陷下深度相同,说明$ p_A=p_B $,即$ \rho_A l_A g=\rho_B l_B g $,化简得$ \rho_A l_A=\rho_B l_B $;
5. 结合图中棱长比例:由图可知,B的棱长约为A的2倍,即$ l_B\approx2l_A $;
6. 计算B的密度:代入关系得$ \rho_B=\frac{\rho_A l_A}{l_B}=\frac{8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3× l_A}{2l_A}=4×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 $。
【答案】C
【知识点】密度计算、压强公式应用
【点评】本题结合实际情境考查压强与密度的综合应用,关键是理解“陷下深度相同”对应压强相等,推导正方体压强的简化公式,结合图中棱长比例即可求解,需注意物理公式的灵活变形。
【难度系数】0.5
两个正方体在沙面陷下深度相同,说明它们对沙面的压力作用效果相同,即压强相等。对于水平放置的实心正方体,对接触面的压强可推导为$ p=\rho gh $($ h $为正方体棱长),因此可利用压强相等建立A、B密度与棱长的关系,再结合图中A、B的棱长比例,计算B的密度。
【解析】
1. 计算正方体A的体积:A的棱长$ l_A=5\ \mathrm{cm}=0.05\ \mathrm{m} $,体积$ V_A=l_A^3=(0.05\ \mathrm{m})^3=1.25×10^{-4}\ \mathrm{m}^3 $;
2. 计算A的密度:$ \rho_A=\frac{m_A}{V_A}=\frac{1\ \mathrm{kg}}{1.25×10^{-4}\ \mathrm{m}^3}=8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 $;
3. 推导正方体对沙面的压强:水平面上的正方体对沙面的压力等于重力,压强$ p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{mg}{S}=\frac{\rho Vg}{S}=\frac{\rho Shg}{S}=\rho gh $,因此$ p_A=\rho_A l_A g $,$ p_B=\rho_B l_B g $;
4. 利用压强相等关系:由题意,陷下深度相同,说明$ p_A=p_B $,即$ \rho_A l_A g=\rho_B l_B g $,化简得$ \rho_A l_A=\rho_B l_B $;
5. 结合图中棱长比例:由图可知,B的棱长约为A的2倍,即$ l_B\approx2l_A $;
6. 计算B的密度:代入关系得$ \rho_B=\frac{\rho_A l_A}{l_B}=\frac{8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3× l_A}{2l_A}=4×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 $。
【答案】C
【知识点】密度计算、压强公式应用
【点评】本题结合实际情境考查压强与密度的综合应用,关键是理解“陷下深度相同”对应压强相等,推导正方体压强的简化公式,结合图中棱长比例即可求解,需注意物理公式的灵活变形。
【难度系数】0.5
9. 用细线将两个半径相同的实心小球A和B连接在一起,放入水中静止后状态如图所示,线已绷紧。下列判断正确的是(

A.$F_{浮A}=G_A$
B.$F_{浮A}>F_{浮B}$
C.$G_A<G_B$
D.$\rho_{B}=\rho_{水}$
C
)。A.$F_{浮A}=G_A$
B.$F_{浮A}>F_{浮B}$
C.$G_A<G_B$
D.$\rho_{B}=\rho_{水}$
答案
9. C 【点拨】本题考查根据物体的浮沉状态判断密度大小,物体沉浮状态与力的关系。
【解析】A. 线已绷紧,说明绳子有拉力,B对A的拉力和A对B的拉力是一对相互作用力,大小相等。小球A受到重力、浮力和绳的拉力,A处于静止状态,受到的力是平衡力,所以有F浮A = G_A + F拉,故A错误;B. 两个小球的体积相同,都浸没水中,排开水的体积相同,由F浮 = ρ水gV排可知,A、B小球受到的浮力相等,即F浮A = F浮B,故B错误;C. 对于A,F浮A = G_A + F拉,即G_A = F浮A - F拉。小球B受到重力、浮力和绳的拉力,B处于静止状态,受到的力是平衡力,所以G_B = F浮B + F拉,又因为A、B小球受到的浮力相等,所以G_A < G_B,故C正确;D. 对于B,F浮B = G_B - F拉,则B浸没时的浮力小于重力,则ρ_B > ρ水,故D错误。
【解析】A. 线已绷紧,说明绳子有拉力,B对A的拉力和A对B的拉力是一对相互作用力,大小相等。小球A受到重力、浮力和绳的拉力,A处于静止状态,受到的力是平衡力,所以有F浮A = G_A + F拉,故A错误;B. 两个小球的体积相同,都浸没水中,排开水的体积相同,由F浮 = ρ水gV排可知,A、B小球受到的浮力相等,即F浮A = F浮B,故B错误;C. 对于A,F浮A = G_A + F拉,即G_A = F浮A - F拉。小球B受到重力、浮力和绳的拉力,B处于静止状态,受到的力是平衡力,所以G_B = F浮B + F拉,又因为A、B小球受到的浮力相等,所以G_A < G_B,故C正确;D. 对于B,F浮B = G_B - F拉,则B浸没时的浮力小于重力,则ρ_B > ρ水,故D错误。
解析
【分析】要解决这道题,需对A、B两球分别进行受力分析,结合阿基米德原理和平衡条件判断各选项。首先,两球体积相同且都浸没在水中,根据阿基米德原理可知它们受到的浮力相等;线绷紧说明绳子存在拉力,需明确拉力对两球受力的影响,再结合平衡条件推导重力关系和密度关系。
【解析】
1. 分析选项A:小球A静止,受力平衡,受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和绳子向下的拉力(线绷紧,A有上浮趋势,绳子对A的拉力向下),平衡时满足$F_{浮A}=G_A + F_{拉}$,因此$F_{浮A}>G_A$,A错误。
2. 分析选项B:两球体积相同,且都浸没在水中,排开水的体积$V_{排A}=V_{排B}=V_{球}$,根据阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{水}gV_{排}$,可得$F_{浮A}=F_{浮B}$,B错误。
3. 分析选项C:对小球A,由平衡条件得$G_A=F_{浮A}-F_{拉}$;对小球B,B静止,受力平衡,受到竖直向上的浮力、竖直向上的绳子拉力、竖直向下的重力,平衡时满足$G_B=F_{浮B}+F_{拉}$。因为$F_{浮A}=F_{浮B}$,所以$G_A<G_B$,C正确。
4. 分析选项D:由选项C的推导,$G_B=F_{浮B}+F_{拉}$,即$F_{浮B}=G_B - F_{拉}$,说明B的重力大于自身浮力,根据浮沉条件,B的密度$\rho_B>\rho_{水}$,D错误。
【答案】C
【知识点】浮力、物体浮沉条件、受力平衡
【点评】本题结合受力分析、阿基米德原理和物体浮沉条件,考查浮力知识的综合应用,关键是明确绳子绷紧时拉力的方向,避免受力分析错误,属于中等难度的浮力综合题。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 分析选项A:小球A静止,受力平衡,受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和绳子向下的拉力(线绷紧,A有上浮趋势,绳子对A的拉力向下),平衡时满足$F_{浮A}=G_A + F_{拉}$,因此$F_{浮A}>G_A$,A错误。
2. 分析选项B:两球体积相同,且都浸没在水中,排开水的体积$V_{排A}=V_{排B}=V_{球}$,根据阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{水}gV_{排}$,可得$F_{浮A}=F_{浮B}$,B错误。
3. 分析选项C:对小球A,由平衡条件得$G_A=F_{浮A}-F_{拉}$;对小球B,B静止,受力平衡,受到竖直向上的浮力、竖直向上的绳子拉力、竖直向下的重力,平衡时满足$G_B=F_{浮B}+F_{拉}$。因为$F_{浮A}=F_{浮B}$,所以$G_A<G_B$,C正确。
4. 分析选项D:由选项C的推导,$G_B=F_{浮B}+F_{拉}$,即$F_{浮B}=G_B - F_{拉}$,说明B的重力大于自身浮力,根据浮沉条件,B的密度$\rho_B>\rho_{水}$,D错误。
【答案】C
【知识点】浮力、物体浮沉条件、受力平衡
【点评】本题结合受力分析、阿基米德原理和物体浮沉条件,考查浮力知识的综合应用,关键是明确绳子绷紧时拉力的方向,避免受力分析错误,属于中等难度的浮力综合题。
【难度系数】0.5
10. 如图所示,水平放置的容器中装有适量的液体,用细线将木块底部与容器底面相连。现增大容器内液体的密度,下列表示木块所受浮力$F_{浮}$、细线的拉力$F$随液体密度$\rho_{液}$变化的关系图线中,正确的是(

D
)。答案
10. D 【点拨】本题考查阿基米德原理与受力分析等多力平衡问题。
【解析】AB. 由阿基米德原理可知,木块受到的浮力为F浮 = ρ液gV排,由于木块浸没在水中,所以V排一定,木块受到的浮力与液体密度成正比,ρ液等于0时木块受到的浮力也等于0,因此图像是一条过原点的直线,故A、B错误;CD. 木块在液体中处于静止状态,受到的浮力大小等于木块的重力和细线对木块的拉力之和,即F浮 = G + F,即F = F浮 - G = ρ液gV排 - G,由于木块浸没在水中,所以V排一定,细线对木块的拉力与液体密度成正比,当拉力F为0时,浮力大小等于重力,故C错误,D正确。
【解析】AB. 由阿基米德原理可知,木块受到的浮力为F浮 = ρ液gV排,由于木块浸没在水中,所以V排一定,木块受到的浮力与液体密度成正比,ρ液等于0时木块受到的浮力也等于0,因此图像是一条过原点的直线,故A、B错误;CD. 木块在液体中处于静止状态,受到的浮力大小等于木块的重力和细线对木块的拉力之和,即F浮 = G + F,即F = F浮 - G = ρ液gV排 - G,由于木块浸没在水中,所以V排一定,细线对木块的拉力与液体密度成正比,当拉力F为0时,浮力大小等于重力,故C错误,D正确。
解析
【分析】
要解决本题,需结合阿基米德原理和受力平衡分析浮力、拉力随液体密度的变化规律。首先,木块浸没在液体中,排开液体体积$V_{排}$不变,根据阿基米德原理判断浮力与液体密度的关系;再对木块受力分析,结合平衡条件推导拉力与液体密度的关系,进而判断图像是否正确。
【解析】
1. 浮力$F_{浮}$与$\rho_{液}$的关系分析:
根据阿基米德原理,木块浸没时$V_{排}$固定,因此$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,$F_{浮}$与$\rho_{液}$成正比;当$\rho_{液}=0$时,液体不存在,浮力$F_{浮}=0$,故$F_{浮}-\rho_{液}$图像应为过原点的直线。选项A的图像从$\rho$轴某点开始($\rho_{液}$不为0时浮力才产生),不符合;选项B的图像在$\rho_{液}=0$时浮力不为0,也不符合,因此A、B错误。
2. 细线拉力$F$与$\rho_{液}$的关系分析:
对木块受力分析,木块受向上的浮力$F_{浮}$、向下的重力$G$,以及细线的拉力$F$:
当$F_{浮}≤ G$时,细线拉力向上,平衡条件为$F + F_{浮}=G$,即$F=G-\rho_{液}gV_{排}$,此时$F$随$\rho_{液}$增大而减小;
当$F_{浮}>G$时,细线拉力向下,平衡条件为$F_{浮}=G + F$,即$F=\rho_{液}gV_{排}-G$,此时$F$随$\rho_{液}$增大而增大,且当$F=0$时,$\rho_{液}$满足$\rho_{液}gV_{排}=G$,拉力图像从$\rho$轴某点开始上升。
选项C的图像在$\rho_{液}=0$时拉力就有值,不符合推导;选项D的图像符合上述规律,故C错误,D正确。
【答案】
D
【知识点】
阿基米德原理、受力平衡
【点评】
本题结合阿基米德原理与受力平衡分析变力问题,核心是明确木块浸没时$V_{排}$不变,以及拉力随液体密度变化的两种受力情况,需理清平衡条件与图像的对应关系,属于中等难度的力学综合题。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需结合阿基米德原理和受力平衡分析浮力、拉力随液体密度的变化规律。首先,木块浸没在液体中,排开液体体积$V_{排}$不变,根据阿基米德原理判断浮力与液体密度的关系;再对木块受力分析,结合平衡条件推导拉力与液体密度的关系,进而判断图像是否正确。
【解析】
1. 浮力$F_{浮}$与$\rho_{液}$的关系分析:
根据阿基米德原理,木块浸没时$V_{排}$固定,因此$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,$F_{浮}$与$\rho_{液}$成正比;当$\rho_{液}=0$时,液体不存在,浮力$F_{浮}=0$,故$F_{浮}-\rho_{液}$图像应为过原点的直线。选项A的图像从$\rho$轴某点开始($\rho_{液}$不为0时浮力才产生),不符合;选项B的图像在$\rho_{液}=0$时浮力不为0,也不符合,因此A、B错误。
2. 细线拉力$F$与$\rho_{液}$的关系分析:
对木块受力分析,木块受向上的浮力$F_{浮}$、向下的重力$G$,以及细线的拉力$F$:
当$F_{浮}≤ G$时,细线拉力向上,平衡条件为$F + F_{浮}=G$,即$F=G-\rho_{液}gV_{排}$,此时$F$随$\rho_{液}$增大而减小;
当$F_{浮}>G$时,细线拉力向下,平衡条件为$F_{浮}=G + F$,即$F=\rho_{液}gV_{排}-G$,此时$F$随$\rho_{液}$增大而增大,且当$F=0$时,$\rho_{液}$满足$\rho_{液}gV_{排}=G$,拉力图像从$\rho$轴某点开始上升。
选项C的图像在$\rho_{液}=0$时拉力就有值,不符合推导;选项D的图像符合上述规律,故C错误,D正确。
【答案】
D
【知识点】
阿基米德原理、受力平衡
【点评】
本题结合阿基米德原理与受力平衡分析变力问题,核心是明确木块浸没时$V_{排}$不变,以及拉力随液体密度变化的两种受力情况,需理清平衡条件与图像的对应关系,属于中等难度的力学综合题。
【难度系数】
0.5
11. 如图甲所示,一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上,对长木板施加一个水平向右的推力F,使木板沿着桌面缓慢做水平向右的直线运动,直到木板长度的四分之一伸出桌面时停止运动。此过程中木板对桌面的压强p与木板被推动距离s的关系图像如图乙所示。已知木板宽为0.2 m,下列说法中正确的是(

A.长木板的底面积为$0.2\ \mathrm{m}^2$
B.当$s=0.25\ \mathrm{m}$时,木板对桌面的压力为8 N
C.当$s=0.2\ \mathrm{m}$时,木板对桌面的压强为48 Pa
D.移动过程中,木板对桌面的压力先不变后增大
C
)。A.长木板的底面积为$0.2\ \mathrm{m}^2$
B.当$s=0.25\ \mathrm{m}$时,木板对桌面的压力为8 N
C.当$s=0.2\ \mathrm{m}$时,木板对桌面的压强为48 Pa
D.移动过程中,木板对桌面的压力先不变后增大
答案
11. C 【点拨】本题考查压力的概念、压强公式的简单应用。
【解析】A. 木板的长度的1/4伸出桌面时停止运动,由图乙可知,木板伸出桌面的长度为0.25 m - 0.1 m = 0.15 m,木板的长度l = 0.15 m × 4 = 0.6 m,长木板的底面积为S = 0.6 m × 0.2 m = 0.12 m²,故A错误;BD. 由图乙可知,木板没有伸出桌面时对桌面的压强是40 Pa,木板对桌面的压力F = pS = 40 Pa × 0.12 m² = 4.8 N,在移动过程中,木板对桌面的压力大小等于重力,木板重力不变,木板对桌面的压力不变,所以当s = 0.25 m时,木板对桌面的压力为4.8 N,故B、D错误;C. 当s = 0.2 m时,受力面积为S1 = (0.6 m - 0.2 m + 0.1 m) × 0.2 m = 0.1 m²,木板对桌面的压强p = F/S1 = 4.8 N / 0.1 m² = 48 Pa,故C正确。
【解析】A. 木板的长度的1/4伸出桌面时停止运动,由图乙可知,木板伸出桌面的长度为0.25 m - 0.1 m = 0.15 m,木板的长度l = 0.15 m × 4 = 0.6 m,长木板的底面积为S = 0.6 m × 0.2 m = 0.12 m²,故A错误;BD. 由图乙可知,木板没有伸出桌面时对桌面的压强是40 Pa,木板对桌面的压力F = pS = 40 Pa × 0.12 m² = 4.8 N,在移动过程中,木板对桌面的压力大小等于重力,木板重力不变,木板对桌面的压力不变,所以当s = 0.25 m时,木板对桌面的压力为4.8 N,故B、D错误;C. 当s = 0.2 m时,受力面积为S1 = (0.6 m - 0.2 m + 0.1 m) × 0.2 m = 0.1 m²,木板对桌面的压强p = F/S1 = 4.8 N / 0.1 m² = 48 Pa,故C正确。
解析
【分析】要解决本题,需结合图像乙分析木板的运动状态:当推动距离s≤0.1m时,木板未伸出桌面,受力面积不变,压强不变;当s>0.1m时,木板开始伸出桌面,受力面积减小,压强增大。解题时先根据图像确定木板的总长度,再利用压强公式p=F/S分析压力、受力面积和压强的变化,逐一判断选项。
【解析】1. 计算木板总长度:由图乙可知,木板长度的1/4伸出桌面时,s=0.25m,此时木板刚好开始伸出桌面的位置是s=0.1m,故伸出桌面的长度为0.25m -0.1m=0.15m,因此木板总长度l=0.15m×4=0.6m。
2. 判断选项A:长木板的底面积S=l×宽=0.6m×0.2m=0.12m²≠0.2m²,故A错误。
3. 判断选项B、D:木板对桌面的压力等于自身重力,整个过程中重力不变,所以压力始终不变。当s≤0.1m时,压强p=40Pa,压力F=pS=40Pa×0.12m²=4.8N,因此s=0.25m时压力仍为4.8N,且压力不会增大,故B、D错误。
4. 判断选项C:当s=0.2m时,木板伸出桌面的长度为0.2m -0.1m=0.1m,此时受力面积S1=(l - 伸出长度)×宽=(0.6m -0.1m)×0.2m=0.1m²,压强p=F/S1=4.8N/0.1m²=48Pa,故C正确。
【答案】C
【知识点】压强公式应用、压力与重力的关系
【点评】本题结合p-s图像考查压强的计算,核心是理解图像中s与木板伸出长度的对应关系,明确压力不变、受力面积变化的特点,需准确提取图像信息并灵活运用压强公式,难度中等。
【难度系数】0.5
【解析】1. 计算木板总长度:由图乙可知,木板长度的1/4伸出桌面时,s=0.25m,此时木板刚好开始伸出桌面的位置是s=0.1m,故伸出桌面的长度为0.25m -0.1m=0.15m,因此木板总长度l=0.15m×4=0.6m。
2. 判断选项A:长木板的底面积S=l×宽=0.6m×0.2m=0.12m²≠0.2m²,故A错误。
3. 判断选项B、D:木板对桌面的压力等于自身重力,整个过程中重力不变,所以压力始终不变。当s≤0.1m时,压强p=40Pa,压力F=pS=40Pa×0.12m²=4.8N,因此s=0.25m时压力仍为4.8N,且压力不会增大,故B、D错误。
4. 判断选项C:当s=0.2m时,木板伸出桌面的长度为0.2m -0.1m=0.1m,此时受力面积S1=(l - 伸出长度)×宽=(0.6m -0.1m)×0.2m=0.1m²,压强p=F/S1=4.8N/0.1m²=48Pa,故C正确。
【答案】C
【知识点】压强公式应用、压力与重力的关系
【点评】本题结合p-s图像考查压强的计算,核心是理解图像中s与木板伸出长度的对应关系,明确压力不变、受力面积变化的特点,需准确提取图像信息并灵活运用压强公式,难度中等。
【难度系数】0.5
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