1.将一块实心物体放入盛水的烧杯中,物体静止时处于悬浮状态。若将该物体分成大小不同的两块,仍然放在盛水的烧杯中,则(
A.大块沉入杯底,小块漂在水面上
B.大块、小块都沉入杯底
C.大块、小块都漂在水面上
D.大块、小块都悬浮在水中
D
)A.大块沉入杯底,小块漂在水面上
B.大块、小块都沉入杯底
C.大块、小块都漂在水面上
D.大块、小块都悬浮在水中
答案
1.D
解析
【分析】要解决这道题,需分三步思考:第一步,明确物体悬浮的条件:实心物体悬浮在液体中时,物体的密度等于液体的密度;第二步,理解密度的特性:密度是物质的固有属性,与物体的质量、体积大小无关,因此分割后的物体密度和原物体密度一致;第三步,结合浮沉条件判断分割后物体的状态:密度等于液体密度的物体在该液体中会悬浮。
【解析】当实心物体悬浮在水中时,根据浮沉条件可知,物体的密度等于水的密度(ρ物=ρ水)。密度是物质的特性,不随质量、体积的改变而变化,将物体分成大小不同的两块后,每一块的密度仍等于水的密度。根据浮沉条件,当物体密度等于液体密度时,物体在液体中悬浮,因此大块、小块都悬浮在水中。
【答案】D
【知识点】物体浮沉条件、密度特性
【点评】本题结合浮沉条件和密度特性考查物体状态判断,核心是掌握悬浮时的密度关系及密度的属性,属于基础应用题型,需准确区分浮沉条件的应用。
【难度系数】0.5
【解析】当实心物体悬浮在水中时,根据浮沉条件可知,物体的密度等于水的密度(ρ物=ρ水)。密度是物质的特性,不随质量、体积的改变而变化,将物体分成大小不同的两块后,每一块的密度仍等于水的密度。根据浮沉条件,当物体密度等于液体密度时,物体在液体中悬浮,因此大块、小块都悬浮在水中。
【答案】D
【知识点】物体浮沉条件、密度特性
【点评】本题结合浮沉条件和密度特性考查物体状态判断,核心是掌握悬浮时的密度关系及密度的属性,属于基础应用题型,需准确区分浮沉条件的应用。
【难度系数】0.5
2. 弹簧测力计下悬挂一个钩码,将钩码从空气中慢慢浸入容器中水内部A点的过程中,钩码在水中的深度与受到的浮力的关系的图像可能是(

D
)答案
2.D
解析
【分析】
要解决这道题,需结合阿基米德原理分析钩码浸入水中过程中浮力的变化规律:钩码从空气慢慢浸入水中分为两个阶段,一是未完全浸没时,排开水的体积随浸入深度增加而增大,浮力随之变化;二是完全浸没后,排开体积不变,浮力保持稳定,据此判断对应图像。
【解析】
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,钩码浸入水中的过程:
1. 未完全浸没阶段:随着浸入水中的深度增大,钩码排开水的体积$V_{排}$逐渐变大,由于水的密度$\rho_{水}$和$g$不变,因此浮力$F_{浮}$随深度增大而线性增大,对应图像的上升段;
2. 完全浸没阶段:钩码完全浸入水中后,继续向A点下潜时,排开水的体积等于钩码自身体积,不再变化,因此浮力保持不变,对应图像的水平段。
综上,符合该规律的图像是选项D。
【答案】
D
【知识点】
阿基米德原理、浮力的变化
【点评】
本题考查浮力与排开液体体积的关系,核心是分阶段分析浸入过程中排开体积的变化,属于初中物理浮力的基础题型,需熟练掌握阿基米德原理的应用。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需结合阿基米德原理分析钩码浸入水中过程中浮力的变化规律:钩码从空气慢慢浸入水中分为两个阶段,一是未完全浸没时,排开水的体积随浸入深度增加而增大,浮力随之变化;二是完全浸没后,排开体积不变,浮力保持稳定,据此判断对应图像。
【解析】
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,钩码浸入水中的过程:
1. 未完全浸没阶段:随着浸入水中的深度增大,钩码排开水的体积$V_{排}$逐渐变大,由于水的密度$\rho_{水}$和$g$不变,因此浮力$F_{浮}$随深度增大而线性增大,对应图像的上升段;
2. 完全浸没阶段:钩码完全浸入水中后,继续向A点下潜时,排开水的体积等于钩码自身体积,不再变化,因此浮力保持不变,对应图像的水平段。
综上,符合该规律的图像是选项D。
【答案】
D
【知识点】
阿基米德原理、浮力的变化
【点评】
本题考查浮力与排开液体体积的关系,核心是分阶段分析浸入过程中排开体积的变化,属于初中物理浮力的基础题型,需熟练掌握阿基米德原理的应用。
【难度系数】
0.6
3. 潜艇从海面开始下潜,直至浸没。这一过程中它受到海水的(
A.压强和浮力都不变
B.压强和浮力都增大
C.压强和浮力都减小
D.压强增大,浮力不变
B
)A.压强和浮力都不变
B.压强和浮力都增大
C.压强和浮力都减小
D.压强增大,浮力不变
答案
3.B
解析
【分析】要解决这道题,需结合液体压强和浮力的影响因素分析潜艇下潜至浸没过程中的变化:液体压强随深度增加而增大,浮力由阿基米德原理(F浮=ρ液gV排)判断,需明确潜艇下潜至浸没时排开海水体积的变化。
【解析】潜艇从海面开始下潜直至浸没的过程中:①深度h持续增大,海水密度ρ不变,根据液体压强公式p=ρgh,可知受到的海水压强不断增大;②排开海水的体积V排从0逐渐增大至等于潜艇自身的体积,海水密度ρ不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,可知受到的浮力不断增大。因此压强和浮力都增大,对应选项B。
【答案】B
【知识点】液体压强、阿基米德原理
【点评】本题考查液体压强和浮力的基础应用,核心是明确潜艇下潜至浸没过程中深度和排开液体体积的变化,属于易混淆点较少的基础题。
【难度系数】0.7
【解析】潜艇从海面开始下潜直至浸没的过程中:①深度h持续增大,海水密度ρ不变,根据液体压强公式p=ρgh,可知受到的海水压强不断增大;②排开海水的体积V排从0逐渐增大至等于潜艇自身的体积,海水密度ρ不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,可知受到的浮力不断增大。因此压强和浮力都增大,对应选项B。
【答案】B
【知识点】液体压强、阿基米德原理
【点评】本题考查液体压强和浮力的基础应用,核心是明确潜艇下潜至浸没过程中深度和排开液体体积的变化,属于易混淆点较少的基础题。
【难度系数】0.7
4.一块纯冰漂浮在一装水的烧杯中静止,当冰完全化成水后,烧杯中的水面变化情况为
(
A.升高
B.下降
C.不变
D.无法判定
(
C
)A.升高
B.下降
C.不变
D.无法判定
答案
4.C
解析
【分析】
要判断冰熔化后烧杯中水面的变化,需利用漂浮条件和阿基米德原理推导冰排开水的体积与冰熔化成水的体积的关系。首先,冰漂浮时浮力等于自身重力;冰熔化后质量不变,重力不变,结合阿基米德原理即可得出两者体积的关系,进而判断液面变化。
【解析】
1. 冰漂浮在水面上,根据物体的漂浮条件:冰受到的浮力等于冰的重力,即 $ F_{浮} = G_{冰} $。
2. 根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,即 $ F_{浮} = \rho_{水}gV_{排} $,因此可得:$ \rho_{水}gV_{排} = G_{冰} $ ①。
3. 冰完全熔化成水后,质量不变,所以熔化后水的重力等于冰的重力,即 $ G_{水} = G_{冰} $;而水的重力公式为 $ G_{水} = \rho_{水}gV_{水} $($ V_{水} $ 是冰熔化后水的体积),因此可得:$ \rho_{水}gV_{水} = G_{冰} $ ②。
4. 联立①②式,可得 $ \rho_{水}gV_{排} = \rho_{水}gV_{水} $,两边约去 $ \rho_{水}g $,得到 $ V_{排} = V_{水} $。
5. 这说明冰排开的水的体积等于冰熔化成水的体积,因此烧杯中的水面高度不变。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理、物体漂浮条件、质量守恒
【点评】
本题是浮力应用的经典题型,核心考查对漂浮条件和阿基米德原理的综合运用,关键在于推导冰排开水的体积与熔化后水的体积的等量关系,难度适中,是学生需掌握的基础浮力应用题。
【难度系数】
0.6
要判断冰熔化后烧杯中水面的变化,需利用漂浮条件和阿基米德原理推导冰排开水的体积与冰熔化成水的体积的关系。首先,冰漂浮时浮力等于自身重力;冰熔化后质量不变,重力不变,结合阿基米德原理即可得出两者体积的关系,进而判断液面变化。
【解析】
1. 冰漂浮在水面上,根据物体的漂浮条件:冰受到的浮力等于冰的重力,即 $ F_{浮} = G_{冰} $。
2. 根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,即 $ F_{浮} = \rho_{水}gV_{排} $,因此可得:$ \rho_{水}gV_{排} = G_{冰} $ ①。
3. 冰完全熔化成水后,质量不变,所以熔化后水的重力等于冰的重力,即 $ G_{水} = G_{冰} $;而水的重力公式为 $ G_{水} = \rho_{水}gV_{水} $($ V_{水} $ 是冰熔化后水的体积),因此可得:$ \rho_{水}gV_{水} = G_{冰} $ ②。
4. 联立①②式,可得 $ \rho_{水}gV_{排} = \rho_{水}gV_{水} $,两边约去 $ \rho_{水}g $,得到 $ V_{排} = V_{水} $。
5. 这说明冰排开的水的体积等于冰熔化成水的体积,因此烧杯中的水面高度不变。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理、物体漂浮条件、质量守恒
【点评】
本题是浮力应用的经典题型,核心考查对漂浮条件和阿基米德原理的综合运用,关键在于推导冰排开水的体积与熔化后水的体积的等量关系,难度适中,是学生需掌握的基础浮力应用题。
【难度系数】
0.6
5.正常行驶的船会漂浮在水面上,风若将船吹翻后船很快就会沉入水底,这是因为船翻后浮力
减小
的缘故。(选填“增大”或“减小”)答案
5.减小
解析
【分析】
要解决这道题,需结合阿基米德原理和物体浮沉条件分析。浮力的大小由液体密度和排开液体的体积决定(公式为$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$)。船正常行驶时是空心结构,漂浮时排开水的体积较大,浮力等于船的总重力;当船被吹翻后,船身进水,排开水的体积减小,导致浮力变小,当浮力小于船的总重力时,船就会沉入水底,因此此处应填“减小”。
【解析】
根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到的浮力等于排开液体所受的重力,即$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$。正常行驶的船为空心结构,漂浮时排开水的体积较大,浮力等于船的总重力;当船被吹翻后,船身进水,排开水的体积$V_{排}$减小,而水的密度$\rho_{液}$和$g$不变,因此船受到的浮力减小。当浮力小于船的总重力时,船就会沉入水底,故答案为减小。
【答案】
减小
【知识点】
浮力、阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题结合生活中的常见现象,考查浮力的影响因素及浮沉条件的应用,属于基础概念题,难度较低,学生掌握相关知识点即可解答。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,需结合阿基米德原理和物体浮沉条件分析。浮力的大小由液体密度和排开液体的体积决定(公式为$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$)。船正常行驶时是空心结构,漂浮时排开水的体积较大,浮力等于船的总重力;当船被吹翻后,船身进水,排开水的体积减小,导致浮力变小,当浮力小于船的总重力时,船就会沉入水底,因此此处应填“减小”。
【解析】
根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到的浮力等于排开液体所受的重力,即$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$。正常行驶的船为空心结构,漂浮时排开水的体积较大,浮力等于船的总重力;当船被吹翻后,船身进水,排开水的体积$V_{排}$减小,而水的密度$\rho_{液}$和$g$不变,因此船受到的浮力减小。当浮力小于船的总重力时,船就会沉入水底,故答案为减小。
【答案】
减小
【知识点】
浮力、阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题结合生活中的常见现象,考查浮力的影响因素及浮沉条件的应用,属于基础概念题,难度较低,学生掌握相关知识点即可解答。
【难度系数】
0.7
6. 停在海里的小游艇总重 $2.06× 10^{4}\ \mathrm{N}$,它受到的浮力大小为
$2.06×10^4$
N,它排开海水的体积为 2
m³。($\rho_{\mathrm{海水}}=1.03× 10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$,$g$ 取 $10\ \mathrm{N/kg}$)答案
6.$2.06×10^4$ 2
解析
【分析】
本题考查浮力相关知识,首先明确游艇漂浮时的受力特点,再结合阿基米德原理计算排开海水的体积。第一步,根据物体漂浮时浮力等于自身重力,可直接得出浮力大小;第二步,利用阿基米德原理公式变形,代入已知量计算排开海水的体积。
【解析】
1. 游艇停在海里处于漂浮状态,根据漂浮条件:物体漂浮时,受到的浮力等于自身重力,因此浮力大小 $ F_{\mathrm{浮}} = G = 2.06×10^4\ \mathrm{N} $;
2. 根据阿基米德原理 $ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{海水}}gV_{\mathrm{排}} $,变形可得排开海水的体积 $ V_{\mathrm{排}} = \frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{海水}}g} $,代入已知数值:
$ V_{\mathrm{排}} = \frac{2.06×10^4\ \mathrm{N}}{1.03×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg}} = 2\ \mathrm{m}^3 $。
【答案】
$ 2.06×10^4 $;$ 2 $
【知识点】
物体的漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题为浮力基础应用题,核心是利用漂浮条件简化浮力计算,再结合阿基米德原理求排开液体体积,只要掌握相关公式即可快速解答,属于常规易错题。
【难度系数】
0.8
本题考查浮力相关知识,首先明确游艇漂浮时的受力特点,再结合阿基米德原理计算排开海水的体积。第一步,根据物体漂浮时浮力等于自身重力,可直接得出浮力大小;第二步,利用阿基米德原理公式变形,代入已知量计算排开海水的体积。
【解析】
1. 游艇停在海里处于漂浮状态,根据漂浮条件:物体漂浮时,受到的浮力等于自身重力,因此浮力大小 $ F_{\mathrm{浮}} = G = 2.06×10^4\ \mathrm{N} $;
2. 根据阿基米德原理 $ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{海水}}gV_{\mathrm{排}} $,变形可得排开海水的体积 $ V_{\mathrm{排}} = \frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{海水}}g} $,代入已知数值:
$ V_{\mathrm{排}} = \frac{2.06×10^4\ \mathrm{N}}{1.03×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg}} = 2\ \mathrm{m}^3 $。
【答案】
$ 2.06×10^4 $;$ 2 $
【知识点】
物体的漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题为浮力基础应用题,核心是利用漂浮条件简化浮力计算,再结合阿基米德原理求排开液体体积,只要掌握相关公式即可快速解答,属于常规易错题。
【难度系数】
0.8
7. 铁块的体积是20 cm³,若将它浸没在水中,则它受到的浮力为
0.2
N;若将它的$\frac{4}{5}$浸入水中,则它受到的浮力为0.16
N。(g取10 N/kg)答案
7.0.2 0.16
解析
【分析】
要解决这道题,需利用阿基米德原理计算浮力,关键是确定铁块排开水的体积:铁块浸没时排开体积等于自身体积,部分浸入时排开体积为浸入比例对应的体积,再代入浮力公式计算即可。
【解析】
根据阿基米德原理,浮力公式为 $ F_{浮} = \rho_{液}gV_{排} $:
1. 铁块浸没在水中时,排开水的体积 $ V_{排1} = V_{铁} = 20\ \mathrm{cm}^3 = 2 × 10^{-5}\ \mathrm{m}^3 $,
则浮力:$ F_{浮1} = \rho_{水}gV_{排1} = 1 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 2 × 10^{-5}\ \mathrm{m}^3 = 0.2\ \mathrm{N} $;
2. 铁块$\frac{4}{5}$浸入水中时,排开水的体积 $ V_{排2} = \frac{4}{5}V_{铁} = 16\ \mathrm{cm}^3 = 1.6 × 10^{-5}\ \mathrm{m}^3 $,
则浮力:$ F_{浮2} = \rho_{水}gV_{排2} = 1 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 1.6 × 10^{-5}\ \mathrm{m}^3 = 0.16\ \mathrm{N} $。
【答案】
0.2;0.16
【知识点】
阿基米德原理、浮力计算
【点评】
本题考查阿基米德原理的基础应用,核心是正确转换排开体积的单位,计算难度低,是浮力部分的基础题型。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需利用阿基米德原理计算浮力,关键是确定铁块排开水的体积:铁块浸没时排开体积等于自身体积,部分浸入时排开体积为浸入比例对应的体积,再代入浮力公式计算即可。
【解析】
根据阿基米德原理,浮力公式为 $ F_{浮} = \rho_{液}gV_{排} $:
1. 铁块浸没在水中时,排开水的体积 $ V_{排1} = V_{铁} = 20\ \mathrm{cm}^3 = 2 × 10^{-5}\ \mathrm{m}^3 $,
则浮力:$ F_{浮1} = \rho_{水}gV_{排1} = 1 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 2 × 10^{-5}\ \mathrm{m}^3 = 0.2\ \mathrm{N} $;
2. 铁块$\frac{4}{5}$浸入水中时,排开水的体积 $ V_{排2} = \frac{4}{5}V_{铁} = 16\ \mathrm{cm}^3 = 1.6 × 10^{-5}\ \mathrm{m}^3 $,
则浮力:$ F_{浮2} = \rho_{水}gV_{排2} = 1 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 1.6 × 10^{-5}\ \mathrm{m}^3 = 0.16\ \mathrm{N} $。
【答案】
0.2;0.16
【知识点】
阿基米德原理、浮力计算
【点评】
本题考查阿基米德原理的基础应用,核心是正确转换排开体积的单位,计算难度低,是浮力部分的基础题型。
【难度系数】
0.6
8. 在火车站或地铁站的站台上,人必须站在安全线以外的位置等车。这是因为当火车驶近时,靠近火车的地方空气流速
大
,气体压强小
,气体压力差会将人推向火车,易引发事故。答案
8.大 小
解析
【分析】
本题考查流体压强与流速的关系,解题思路:首先回忆流体压强的基本规律——流体中流速越大的位置压强越小;当火车驶近站台时,火车会带动周围空气流动,使靠近火车处的空气流速加快,根据规律此处气体压强减小,人外侧流速慢、压强大,压力差会将人推向火车,由此可确定两个空的答案。
【解析】
根据流体压强与流速的关系:在气体和液体这类流体中,流速越大的位置,压强越小。当火车驶近站台时,靠近火车的区域空气被火车带动,空气流速变大,因此该区域的气体压强变小;人远离火车一侧的空气流速小、压强大,内外形成的压力差会将人推向火车,引发事故。因此两个空依次填“大”“小”。
【答案】
大 小
【知识点】
流体压强与流速的关系
【点评】
本题结合火车站安全线的生活常识,直接考查流体压强与流速关系的基础知识点,贴近生活,体现了物理知识在实际安全场景中的应用,难度较低。
【难度系数】
0.8
本题考查流体压强与流速的关系,解题思路:首先回忆流体压强的基本规律——流体中流速越大的位置压强越小;当火车驶近站台时,火车会带动周围空气流动,使靠近火车处的空气流速加快,根据规律此处气体压强减小,人外侧流速慢、压强大,压力差会将人推向火车,由此可确定两个空的答案。
【解析】
根据流体压强与流速的关系:在气体和液体这类流体中,流速越大的位置,压强越小。当火车驶近站台时,靠近火车的区域空气被火车带动,空气流速变大,因此该区域的气体压强变小;人远离火车一侧的空气流速小、压强大,内外形成的压力差会将人推向火车,引发事故。因此两个空依次填“大”“小”。
【答案】
大 小
【知识点】
流体压强与流速的关系
【点评】
本题结合火车站安全线的生活常识,直接考查流体压强与流速关系的基础知识点,贴近生活,体现了物理知识在实际安全场景中的应用,难度较低。
【难度系数】
0.8
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