7.如图所示的是世界上最大的货轮“长范号”,其长度约为400 m,宽度为62 m,甲板的大小和四个足球场差不多,满载时排水量650 000 t,该货轮在海上航行时受到的浮力

等于
(选填“大于”“小于”或“等于”)重力,满载时所受浮力为$6.5×10^9$
N。(g取10 N/kg)答案
7. 等于 $6.5×10^9$
解析
【分析】
要解决这道题,首先明确货轮在海上航行时处于漂浮状态,根据物体的漂浮条件,漂浮的物体所受浮力等于自身重力;其次,满载时的排水量是指货轮满载时排开水的质量,利用阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,据此可计算出满载时的浮力。
【解析】
1. 货轮在海上航行时处于漂浮状态,根据物体的漂浮条件:漂浮物体所受浮力等于自身重力,因此该货轮受到的浮力等于重力。
2. 已知满载时排水量$ m_{排}=650000t=6.5×10^8kg $,根据阿基米德原理,满载时货轮所受浮力$ F_{浮}=G_{排}=m_{排}g $,代入$ g=10N/kg $,可得:
$ F_{浮}=6.5×10^8kg×10N/kg=6.5×10^9N $。
【答案】
等于;$ 6.5×10^9 $
【知识点】
物体的漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题考查漂浮条件和阿基米德原理的应用,属于力学基础题,关键是理解排水量的含义,难度较低。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,首先明确货轮在海上航行时处于漂浮状态,根据物体的漂浮条件,漂浮的物体所受浮力等于自身重力;其次,满载时的排水量是指货轮满载时排开水的质量,利用阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,据此可计算出满载时的浮力。
【解析】
1. 货轮在海上航行时处于漂浮状态,根据物体的漂浮条件:漂浮物体所受浮力等于自身重力,因此该货轮受到的浮力等于重力。
2. 已知满载时排水量$ m_{排}=650000t=6.5×10^8kg $,根据阿基米德原理,满载时货轮所受浮力$ F_{浮}=G_{排}=m_{排}g $,代入$ g=10N/kg $,可得:
$ F_{浮}=6.5×10^8kg×10N/kg=6.5×10^9N $。
【答案】
等于;$ 6.5×10^9 $
【知识点】
物体的漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题考查漂浮条件和阿基米德原理的应用,属于力学基础题,关键是理解排水量的含义,难度较低。
【难度系数】
0.7
8.(2025山东)小华在相同气球内装上不同配重做了两个“小鱼”。“小鱼”甲的质量大于“小鱼”乙的质量。注射器可以通过连接“小鱼”的软管对“小鱼”进行抽气和充气,从而改变“小鱼”的体积。初始时,两“小鱼”在水中处于静止状态,
。忽略空气重力及软管对“小鱼”的作用力。“小鱼”所受浮力分别用$F_甲$、$F_乙$表示。下列说法正确的是(
A.对甲充气,甲上浮,再次静止时$F_甲$小于$F_乙$
B.对甲抽气,甲下沉,再次静止时$F_甲$一定小于$F_乙$
C.对乙充气,乙再次静止时所受浮力比初始时的浮力小
D.对乙抽气,乙再次静止时所受浮力可能等于初始时的浮力
D
)A.对甲充气,甲上浮,再次静止时$F_甲$小于$F_乙$
B.对甲抽气,甲下沉,再次静止时$F_甲$一定小于$F_乙$
C.对乙充气,乙再次静止时所受浮力比初始时的浮力小
D.对乙抽气,乙再次静止时所受浮力可能等于初始时的浮力
答案
8. D
解析
【分析】
首先明确初始状态:两“小鱼”静止,甲质量大于乙,甲体积更大,初始时甲悬浮(浮力等于自身重力),乙漂浮(浮力等于自身重力),根据阿基米德原理$F_浮=\rho_水gV_排$,可知甲排开水的体积大于乙排开水的体积,符合图中位置关系。解题时需结合浮沉条件、阿基米德原理,分析充气/抽气对“小鱼”体积、浮力的影响,进而判断静止时的浮力变化。
【解析】
初始时,甲悬浮,故$F_甲=G_甲$;乙漂浮,故$F_乙=G_乙$,因$G_甲>G_乙$,所以$F_甲>F_乙$,且由阿基米德原理得$V_排甲>V_排乙$。
选项A:对甲充气,甲体积变大,浮力增大,上浮后静止时漂浮,此时$F_甲'=G_甲$,因$G_甲>G_乙=F_乙$,故$F_甲'>F_乙$,A错误。
选项B:对甲抽气,甲体积变小,浮力减小,下沉后静止时沉底,此时$F_甲''=\rho_水gV_甲''$,若$V_甲''$仍大于$V_排乙$,则$F_甲''>ρ_水gV_排乙=G_乙=F_乙$,故$F_甲''$可能大于$F_乙$,并非一定小于,B错误。
选项C:对乙充气,乙体积变大,浮力增大,上浮后静止时漂浮,此时$F_乙'=G_乙$,与初始时$F_乙=G_乙$相等,浮力未变小,C错误。
选项D:初始时乙漂浮,$F_乙=G_乙=\rho_水gV_排乙$;对乙抽气,乙体积减小,若抽气后乙的体积恰好等于$V_排乙$,则乙悬浮,此时$F_乙''=\rho_水gV_排乙=G_乙=F_乙$,故乙再次静止时浮力可能等于初始浮力,D正确。
【答案】
D
【知识点】
浮力、浮沉条件、阿基米德原理
【点评】
本题结合“小鱼”模型考查浮力知识,需明确充气/抽气改变体积进而改变浮力,结合浮沉条件判断静止状态,关键是理清体积、重力、浮力的对应关系,分析时要注意初始状态的判断。
【难度系数】
0.5
首先明确初始状态:两“小鱼”静止,甲质量大于乙,甲体积更大,初始时甲悬浮(浮力等于自身重力),乙漂浮(浮力等于自身重力),根据阿基米德原理$F_浮=\rho_水gV_排$,可知甲排开水的体积大于乙排开水的体积,符合图中位置关系。解题时需结合浮沉条件、阿基米德原理,分析充气/抽气对“小鱼”体积、浮力的影响,进而判断静止时的浮力变化。
【解析】
初始时,甲悬浮,故$F_甲=G_甲$;乙漂浮,故$F_乙=G_乙$,因$G_甲>G_乙$,所以$F_甲>F_乙$,且由阿基米德原理得$V_排甲>V_排乙$。
选项A:对甲充气,甲体积变大,浮力增大,上浮后静止时漂浮,此时$F_甲'=G_甲$,因$G_甲>G_乙=F_乙$,故$F_甲'>F_乙$,A错误。
选项B:对甲抽气,甲体积变小,浮力减小,下沉后静止时沉底,此时$F_甲''=\rho_水gV_甲''$,若$V_甲''$仍大于$V_排乙$,则$F_甲''>ρ_水gV_排乙=G_乙=F_乙$,故$F_甲''$可能大于$F_乙$,并非一定小于,B错误。
选项C:对乙充气,乙体积变大,浮力增大,上浮后静止时漂浮,此时$F_乙'=G_乙$,与初始时$F_乙=G_乙$相等,浮力未变小,C错误。
选项D:初始时乙漂浮,$F_乙=G_乙=\rho_水gV_排乙$;对乙抽气,乙体积减小,若抽气后乙的体积恰好等于$V_排乙$,则乙悬浮,此时$F_乙''=\rho_水gV_排乙=G_乙=F_乙$,故乙再次静止时浮力可能等于初始浮力,D正确。
【答案】
D
【知识点】
浮力、浮沉条件、阿基米德原理
【点评】
本题结合“小鱼”模型考查浮力知识,需明确充气/抽气改变体积进而改变浮力,结合浮沉条件判断静止状态,关键是理清体积、重力、浮力的对应关系,分析时要注意初始状态的判断。
【难度系数】
0.5
9.《天工开物》中记录了我国古代劳动者煮海水制盐的方法,对用于制盐的海水密度有严格要求。关于海水等级的测评,《熬波图咏》中谈到,可以用莲子制备成四颗不同标准的“浮子”来测定海水等级。测定时,浮起的“浮子”数量越多,待测海水的等级越高(一等海水密度最大等级最高、二、三、四、五等依次次之)。若将以上四颗“浮子”放入盛有待测海水的竹管内,“浮子”的沉浮情况如图所示。下列说法正确的是 (

A.竹管内待测的海水为一等海水
B.①号“浮子”的重力比其他三颗“浮子”大
C.①号“浮子”的密度比其他三颗“浮子”大
D.若竹管内改盛四等海水,①号“浮子”所受浮力不变
C
)A.竹管内待测的海水为一等海水
B.①号“浮子”的重力比其他三颗“浮子”大
C.①号“浮子”的密度比其他三颗“浮子”大
D.若竹管内改盛四等海水,①号“浮子”所受浮力不变
答案
9. C
解析
【分析】
要解决这道题,需结合物体的浮沉条件(漂浮时浮力等于重力,$\rho_{物}<\rho_{液}$;沉底时浮力小于重力,$\rho_{物}>\rho_{液}$)和阿基米德原理分析各选项。首先明确:海水等级越高,密度越大,浮起的浮子数量越多;漂浮的浮子满足$F_{浮}=G$,沉底的浮子满足$F_{浮}<G$。
【解析】
逐一分析选项:
选项A:题目说明浮起的“浮子”数量越多,海水等级越高。图中只有②、③、④浮起,共3颗,未达到4颗,因此待测海水不是一等海水,A错误。
选项B:②、③、④漂浮,根据漂浮条件,它们的重力等于各自受到的浮力,即$G=\rho_{液}gV_{排}$。从图中可知,②的浸入体积($V_{排}$)最大,④的$V_{排}$最小,因此$G_2>G_3>G_4$;但①号浮子沉底,仅能得出$G_1>F_{浮1}=\rho_{液}gV_{排1}$,无法确定$G_1$比其他三颗大,B错误。
选项C:①号浮子沉底,说明其密度大于海水密度($\rho_1>\rho_{海水}$);②、③、④漂浮,说明它们的密度均小于海水密度($\rho_2、\rho_3、\rho_4<\rho_{海水}$),因此①号浮子的密度比其他三颗大,C正确。
选项D:四等海水的密度比当前待测海水的密度小(等级越高密度越大,四等在当前海水等级之后,密度更小)。①号浮子始终沉底,排开海水的体积等于自身体积($V_{排}$不变),根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,$\rho_{液}$变小,浮力会变小,并非不变,D错误。
【答案】
C
【知识点】
物体浮沉条件、阿基米德原理
【点评】
本题结合古代制盐的实际场景,考查浮力相关知识的应用,关键是掌握漂浮、沉底时的密度关系和浮力计算,需仔细分析各浮子的状态对应的物理规律。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需结合物体的浮沉条件(漂浮时浮力等于重力,$\rho_{物}<\rho_{液}$;沉底时浮力小于重力,$\rho_{物}>\rho_{液}$)和阿基米德原理分析各选项。首先明确:海水等级越高,密度越大,浮起的浮子数量越多;漂浮的浮子满足$F_{浮}=G$,沉底的浮子满足$F_{浮}<G$。
【解析】
逐一分析选项:
选项A:题目说明浮起的“浮子”数量越多,海水等级越高。图中只有②、③、④浮起,共3颗,未达到4颗,因此待测海水不是一等海水,A错误。
选项B:②、③、④漂浮,根据漂浮条件,它们的重力等于各自受到的浮力,即$G=\rho_{液}gV_{排}$。从图中可知,②的浸入体积($V_{排}$)最大,④的$V_{排}$最小,因此$G_2>G_3>G_4$;但①号浮子沉底,仅能得出$G_1>F_{浮1}=\rho_{液}gV_{排1}$,无法确定$G_1$比其他三颗大,B错误。
选项C:①号浮子沉底,说明其密度大于海水密度($\rho_1>\rho_{海水}$);②、③、④漂浮,说明它们的密度均小于海水密度($\rho_2、\rho_3、\rho_4<\rho_{海水}$),因此①号浮子的密度比其他三颗大,C正确。
选项D:四等海水的密度比当前待测海水的密度小(等级越高密度越大,四等在当前海水等级之后,密度更小)。①号浮子始终沉底,排开海水的体积等于自身体积($V_{排}$不变),根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,$\rho_{液}$变小,浮力会变小,并非不变,D错误。
【答案】
C
【知识点】
物体浮沉条件、阿基米德原理
【点评】
本题结合古代制盐的实际场景,考查浮力相关知识的应用,关键是掌握漂浮、沉底时的密度关系和浮力计算,需仔细分析各浮子的状态对应的物理规律。
【难度系数】
0.5
10. (2026 泸州)跨学科实践小组的同学们一起研讨制作浮力秤。用剪刀将两个大小不同的矿泉水瓶剪开,用大瓶瓶身作盛水桶,小瓶瓶身作浮筒,细沙作配重,纸锥作秤盘,制成了Ⅰ型秤。

(1)实验时发现浮筒容易歪斜和倾倒,尤其是放入待测物体后,这是因为
(2)某次实验,Ⅱ型秤空载时盛水桶中的水深为10.25 cm,浮筒浸入水中的深度为5 cm,其余数据如图所示,$\rho_{水}$ 取 $1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$。空载时浮筒上的水位线标记为0,往上每增加1 cm长度对应所称质量变化
(3)有同学用长颈烧瓶作浮筒制成了如图所示的Ⅲ型秤,为使它等质量刻度均匀且测量范围大,应通过增减铁屑使它空载时,液面在

(1)实验时发现浮筒容易歪斜和倾倒,尤其是放入待测物体后,这是因为
浮筒重心偏高,稳定性差
。他们将细沙换成铁屑,用另一只略小的水瓶瓶身作秤筒,制成了Ⅱ型秤,就解决了上述问题。(2)某次实验,Ⅱ型秤空载时盛水桶中的水深为10.25 cm,浮筒浸入水中的深度为5 cm,其余数据如图所示,$\rho_{水}$ 取 $1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$。空载时浮筒上的水位线标记为0,往上每增加1 cm长度对应所称质量变化
15
g;当放入50 g的物体时,浮筒相对于盛水桶底部下降了2.5
cm;若不再加水,则该秤的最大秤量是400
g。(3)有同学用长颈烧瓶作浮筒制成了如图所示的Ⅲ型秤,为使它等质量刻度均匀且测量范围大,应通过增减铁屑使它空载时,液面在
B
(选填“A”“B”或“C”)点处最佳。请比较Ⅲ型秤相对于Ⅱ型秤的优点是刻度间距更大,读数精度更高
(答一条即可)。答案
10. (1)浮筒重心偏高,稳定性差
(2)15 2.5 400
(3)B 刻度间距更大,读数精度更高
(2)15 2.5 400
(3)B 刻度间距更大,读数精度更高
解析
【分析】
本题围绕浮力秤的制作与应用展开,需结合物体稳定性、阿基米德原理等知识分析。第(1)问从重心对稳定性的影响入手;第(2)问利用漂浮条件和阿基米德原理推导质量变化与浸入深度的关系;第(3)问结合刻度均匀的条件(浮筒横截面积均匀)分析液面位置及装置优点。
【解析】
(1) 物体的稳定性与重心高度有关,重心越高,稳定性越差。浮筒放入待测物体后,整体重心偏高,导致稳定性不足,容易歪斜倾倒。
(2) 空载时浮筒漂浮,浮力等于自身重力。当放入质量为$m$的物体时,增加的浮力等于物体重力,由阿基米德原理:$\Delta F_{浮} = \Delta G_{物}$,即$\rho_{水}g\Delta V_{排} = mg$,而$\Delta V_{排}=S\Delta h$,因此$\Delta m = \rho_{水}S\Delta h$。代入数据计算得,每增加1cm长度对应所称质量变化为15g;当放入50g物体时,浮筒下降的高度$\Delta h = \frac{m}{\rho_{水}S} = \frac{50g}{1g/cm^3 × 20cm^2} = 2.5cm$;该秤的最大秤量对应浮筒能浸入的最大深度,计算得最大秤量为400g。
(3) 要使刻度均匀,需浮筒横截面积均匀,长颈烧瓶的B点处横截面积均匀,故空载时液面在B点最佳;Ⅲ型秤的优点是刻度间距更大,读数精度更高。
【答案】
10. (1)浮筒重心偏高,稳定性差
(2)15 2.5 400
(3)B 刻度间距更大,读数精度更高
【知识点】
浮力的应用、阿基米德原理、重心与稳定性
【点评】
本题结合跨学科实践,将浮力知识应用于实际制作,考查学生对漂浮条件、阿基米德原理的理解与应用,同时涉及稳定性的分析,注重理论联系实际,难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕浮力秤的制作与应用展开,需结合物体稳定性、阿基米德原理等知识分析。第(1)问从重心对稳定性的影响入手;第(2)问利用漂浮条件和阿基米德原理推导质量变化与浸入深度的关系;第(3)问结合刻度均匀的条件(浮筒横截面积均匀)分析液面位置及装置优点。
【解析】
(1) 物体的稳定性与重心高度有关,重心越高,稳定性越差。浮筒放入待测物体后,整体重心偏高,导致稳定性不足,容易歪斜倾倒。
(2) 空载时浮筒漂浮,浮力等于自身重力。当放入质量为$m$的物体时,增加的浮力等于物体重力,由阿基米德原理:$\Delta F_{浮} = \Delta G_{物}$,即$\rho_{水}g\Delta V_{排} = mg$,而$\Delta V_{排}=S\Delta h$,因此$\Delta m = \rho_{水}S\Delta h$。代入数据计算得,每增加1cm长度对应所称质量变化为15g;当放入50g物体时,浮筒下降的高度$\Delta h = \frac{m}{\rho_{水}S} = \frac{50g}{1g/cm^3 × 20cm^2} = 2.5cm$;该秤的最大秤量对应浮筒能浸入的最大深度,计算得最大秤量为400g。
(3) 要使刻度均匀,需浮筒横截面积均匀,长颈烧瓶的B点处横截面积均匀,故空载时液面在B点最佳;Ⅲ型秤的优点是刻度间距更大,读数精度更高。
【答案】
10. (1)浮筒重心偏高,稳定性差
(2)15 2.5 400
(3)B 刻度间距更大,读数精度更高
【知识点】
浮力的应用、阿基米德原理、重心与稳定性
【点评】
本题结合跨学科实践,将浮力知识应用于实际制作,考查学生对漂浮条件、阿基米德原理的理解与应用,同时涉及稳定性的分析,注重理论联系实际,难度适中。
【难度系数】
0.5
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