登录
15. 如图所示,利用连通器原理来实现功能的是(
A.①②③⑤
B.①②⑤
C.②④⑤
D.②③④⑤
A
)。A.①②③⑤
B.①②⑤
C.②④⑤
D.②③④⑤
答案
15. A 【点拨】本题考查连通器在生活中的应用,属于基础知识点。
【解析】①②③⑤水壶的壶嘴与壶身、排水管的“反水弯”、船闸和地漏存水杯都符合上端开口、下端连通的特点,都是利用连通器原理来实现功能的;④盆景自动供水装置利用的是大气压,与连通器原理无关;综上分析可知,符合题意的是①②③⑤,故选A。
【解析】①②③⑤水壶的壶嘴与壶身、排水管的“反水弯”、船闸和地漏存水杯都符合上端开口、下端连通的特点,都是利用连通器原理来实现功能的;④盆景自动供水装置利用的是大气压,与连通器原理无关;综上分析可知,符合题意的是①②③⑤,故选A。
解析
【分析】首先明确连通器的定义：上端开口、底部互相连通的容器，当容器内液体静止时，各部分液面保持相平，这是判断是否为连通器的依据。接下来逐个分析各装置：①水壶的壶嘴与壶身，上端均开口、底部连通，符合连通器特点；②排水管的“反水弯”，上端开口、底部连通，可阻挡异味，利用连通器原理；③船闸通过阀门让闸室与上游、下游分别形成连通器，实现船只通航，属于连通器应用；④盆景自动供水装置利用大气压工作，与连通器无关；⑤地漏存水杯，上端开口、底部连通，可防止异味上返，属于连通器。综上，利用连通器原理的是①②③⑤，对应选项A。
【解析】根据连通器“上端开口，底部互相连通”的特点，逐一分析各装置：
1. ①水壶的壶嘴与壶身：上端开口，底部连通，是连通器，利用连通器原理；
2. ②排水管的“反水弯”：上端开口，底部连通，属于连通器，利用连通器原理；
3. ③船闸：通过阀门使闸室与上游、下游分别形成连通器，实现船只通航，利用连通器原理；
4. ④盆景自动供水装置：利用大气压工作，瓶内水的压强与外界大气压平衡，使水缓慢流出，与连通器原理无关；
5. ⑤地漏存水杯：上端开口，底部连通，属于连通器，利用连通器原理。
因此，利用连通器原理的是①②③⑤，答案选A。
【答案】A
【知识点】连通器原理
【点评】本题考查连通器在生活中的应用，属于基础知识点，需学生牢记连通器定义并能判断常见装置，难度较低。
【难度系数】0.2
【解析】根据连通器“上端开口，底部互相连通”的特点，逐一分析各装置：
1. ①水壶的壶嘴与壶身：上端开口，底部连通，是连通器，利用连通器原理；
2. ②排水管的“反水弯”：上端开口，底部连通，属于连通器，利用连通器原理；
3. ③船闸：通过阀门使闸室与上游、下游分别形成连通器，实现船只通航，利用连通器原理；
4. ④盆景自动供水装置：利用大气压工作，瓶内水的压强与外界大气压平衡，使水缓慢流出，与连通器原理无关；
5. ⑤地漏存水杯：上端开口，底部连通，属于连通器，利用连通器原理。
因此，利用连通器原理的是①②③⑤，答案选A。
【答案】A
【知识点】连通器原理
【点评】本题考查连通器在生活中的应用，属于基础知识点，需学生牢记连通器定义并能判断常见装置，难度较低。
【难度系数】0.2
16. 物理老师用自制教具演示了如下实验:将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止(如图)。然后用手堵住瓶口,一会儿乒乓球浮起来了。以下分析正确的是(
A.图中乒乓球静止时受到浮力作用
B.图中乒乓球静止时受到的支持力与受到的重力不平衡
C.乒乓球上浮过程中,受到重力、浮力以及水给乒乓球的压力
D.乒乓球上浮到水面静止的过程中,受到的浮力始终不变
B
)。A.图中乒乓球静止时受到浮力作用
B.图中乒乓球静止时受到的支持力与受到的重力不平衡
C.乒乓球上浮过程中,受到重力、浮力以及水给乒乓球的压力
D.乒乓球上浮到水面静止的过程中,受到的浮力始终不变
答案
16. B 【点拨】本题考查浮力产生的原因以及力与运动的关系,需要分析乒乓球在不同状态下的受力情况,属于基础知识点。
【解析】A.浮力产生的原因是物体下表面受到的液体的压力大于上表面受到的液体的压力,乒乓球一开始静止时,上表面受到了水的压力,但是下表面没有压力,所以不存在浮力,故A错误;B.乒乓球静止时,除了受到支持力和重力外,上表面还受到水的压力,故B正确;C.乒乓球上浮过程中,受到的浮力就是水对乒乓球向上和向下的压力差,所以不能说受到浮力而且还受到水的压力,故C错误;D.乒乓球上浮过程中,浮力大于重力,但是乒乓球在液面静止时,浮力等于重力,故D错误。
【解析】A.浮力产生的原因是物体下表面受到的液体的压力大于上表面受到的液体的压力,乒乓球一开始静止时,上表面受到了水的压力,但是下表面没有压力,所以不存在浮力,故A错误;B.乒乓球静止时,除了受到支持力和重力外,上表面还受到水的压力,故B正确;C.乒乓球上浮过程中,受到的浮力就是水对乒乓球向上和向下的压力差,所以不能说受到浮力而且还受到水的压力,故C错误;D.乒乓球上浮过程中,浮力大于重力,但是乒乓球在液面静止时,浮力等于重力,故D错误。
解析
【分析】
要解决这道题，需明确浮力产生的条件是物体上下表面存在液体的压力差，同时结合受力平衡、浮力大小的变化规律逐一分析选项：
1. 分析选项A：浮力产生需要物体上下表面都受液体压力，存在压力差；初始时乒乓球下方无水，下表面无液体压力，因此不受浮力，A错误。
2. 分析选项B：乒乓球静止时受力平衡，它受向下的重力、水的压力，以及向上的支持力，因此支持力与重力的合力等于水的压力，二者不平衡，B正确。
3. 分析选项C：浮力本质是液体对物体上下表面的压力差，不能将浮力与水的压力并列，C错误。
4. 分析选项D：乒乓球上浮时，未露出水面前浮力不变，露出后浮力减小，最终静止时浮力等于重力，并非始终不变，D错误。
【解析】
本题考查浮力产生的原因及受力分析，逐一分析各选项：
选项A：浮力的产生原因是物体受到液体向上和向下的压力差。初始状态下，乒乓球下方没有水，下表面不受液体压力，仅上表面受水的压力，不存在压力差，因此乒乓球不受浮力，A错误。
选项B：乒乓球静止时处于平衡状态，受力平衡。它受到三个力：向下的重力、向下的水的压力、向上的支持力，因此支持力与重力的合力等于水的压力，二者大小不相等，不平衡，B正确。
选项C：浮力是液体对物体上下表面的压力差，并非独立于水的压力之外的力，不能说乒乓球同时受浮力和水的压力，C错误。
选项D：乒乓球上浮过程中，未露出水前排开水的体积不变，浮力不变；露出水面后，排开水的体积减小，浮力减小；最终静止时浮力等于重力，因此浮力不是始终不变，D错误。
【答案】
B
【知识点】
浮力产生的原因、受力平衡、浮力大小的变化
【点评】
本题围绕浮力核心知识点展开，重点考查对浮力产生条件的理解，以及不同状态下物体的受力分析，属于基础题型，需准确区分浮力与压力差的关系，避免概念混淆。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需明确浮力产生的条件是物体上下表面存在液体的压力差，同时结合受力平衡、浮力大小的变化规律逐一分析选项：
1. 分析选项A：浮力产生需要物体上下表面都受液体压力，存在压力差；初始时乒乓球下方无水，下表面无液体压力，因此不受浮力，A错误。
2. 分析选项B：乒乓球静止时受力平衡，它受向下的重力、水的压力，以及向上的支持力，因此支持力与重力的合力等于水的压力，二者不平衡，B正确。
3. 分析选项C：浮力本质是液体对物体上下表面的压力差，不能将浮力与水的压力并列，C错误。
4. 分析选项D：乒乓球上浮时，未露出水面前浮力不变，露出后浮力减小，最终静止时浮力等于重力，并非始终不变，D错误。
【解析】
本题考查浮力产生的原因及受力分析，逐一分析各选项：
选项A：浮力的产生原因是物体受到液体向上和向下的压力差。初始状态下，乒乓球下方没有水，下表面不受液体压力，仅上表面受水的压力，不存在压力差，因此乒乓球不受浮力，A错误。
选项B：乒乓球静止时处于平衡状态，受力平衡。它受到三个力：向下的重力、向下的水的压力、向上的支持力，因此支持力与重力的合力等于水的压力，二者大小不相等，不平衡，B正确。
选项C：浮力是液体对物体上下表面的压力差，并非独立于水的压力之外的力，不能说乒乓球同时受浮力和水的压力，C错误。
选项D：乒乓球上浮过程中，未露出水前排开水的体积不变，浮力不变；露出水面后，排开水的体积减小，浮力减小；最终静止时浮力等于重力，因此浮力不是始终不变，D错误。
【答案】
B
【知识点】
浮力产生的原因、受力平衡、浮力大小的变化
【点评】
本题围绕浮力核心知识点展开，重点考查对浮力产生条件的理解，以及不同状态下物体的受力分析，属于基础题型，需准确区分浮力与压力差的关系，避免概念混淆。
【难度系数】
0.7
17. 如图甲所示,弹簧测力计下挂一实心长方体物块,将物块从盛有适量水的容器上方某一高度缓慢下降(不考虑液面变化),图乙是弹簧测力计示数$ F $与物块下降高度$ h $变化关系的图像,则下列说法中正确的是(
A.物块的体积是$ 500\ \mathrm{cm}^3 $
B.物块的密度是$ 2.25 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 $
C.物块受到的最大浮力是$ 5\ \mathrm{N} $
D.物块刚浸没时下表面受到水的压强为$ 2\ 000\ \mathrm{Pa} $
B
)。A.物块的体积是$ 500\ \mathrm{cm}^3 $
B.物块的密度是$ 2.25 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 $
C.物块受到的最大浮力是$ 5\ \mathrm{N} $
D.物块刚浸没时下表面受到水的压强为$ 2\ 000\ \mathrm{Pa} $
答案
17. B 【点拨】本题考查重力、质量、密度、阿基米德原理、压强的计算等,注意结合图像对所学知识进行综合分析,难度较大。
【解析】AC.由图像知,物块下降的高度小于等于10 cm时,弹簧测力计的示数与物块的重力大小相等,即$G=F=9\ \mathrm{N}$,当物块完全浸没时,拉力$F=5\ \mathrm{N}$,则完全浸没时物块受到的浮力为$F_{浮}=G-F=9\ \mathrm{N}-5\ \mathrm{N}=4\ \mathrm{N}$,此时物块完全浸没,所以浮力最大,由$F_{浮} = \rho_{液} gV_{排}$ 得物块的体积为: $V = V_{排} = \frac{F_{浮}}{\rho_{水} g} = \frac{4\ \mathrm{N}}{1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg}} = 4 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^3 = 400\ \mathrm{cm}^3$,故A、C错误;B. 根据$G=mg$ 得物块的质量为: $m = \frac{G}{g} = \frac{9\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}} = 0.9\ \mathrm{kg}$,则物块的密度为:$\rho = \frac{m}{V} = \frac{0.9\ \mathrm{kg}}{4 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^3} = 2.25 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,故B正确;D. 由图像可知,当下降高度$h=10\ \mathrm{cm}$时,物块下表面刚好与水面相平,当下降高度$h=20\ \mathrm{cm}$时,物块刚好浸没在水中,长方体物块在刚浸没时,下表面所处的深度为$h' = 20\ \mathrm{cm} - 10\ \mathrm{cm} = 10\ \mathrm{cm} = 0.1\ \mathrm{m}$,因此受到的液体压强为:$p = \rho_{水} gh' = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 0.1\ \mathrm{m} = 1\ 000\ \mathrm{Pa}$,故D错误。
【解析】AC.由图像知,物块下降的高度小于等于10 cm时,弹簧测力计的示数与物块的重力大小相等,即$G=F=9\ \mathrm{N}$,当物块完全浸没时,拉力$F=5\ \mathrm{N}$,则完全浸没时物块受到的浮力为$F_{浮}=G-F=9\ \mathrm{N}-5\ \mathrm{N}=4\ \mathrm{N}$,此时物块完全浸没,所以浮力最大,由$F_{浮} = \rho_{液} gV_{排}$ 得物块的体积为: $V = V_{排} = \frac{F_{浮}}{\rho_{水} g} = \frac{4\ \mathrm{N}}{1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg}} = 4 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^3 = 400\ \mathrm{cm}^3$,故A、C错误;B. 根据$G=mg$ 得物块的质量为: $m = \frac{G}{g} = \frac{9\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}} = 0.9\ \mathrm{kg}$,则物块的密度为:$\rho = \frac{m}{V} = \frac{0.9\ \mathrm{kg}}{4 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^3} = 2.25 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,故B正确;D. 由图像可知,当下降高度$h=10\ \mathrm{cm}$时,物块下表面刚好与水面相平,当下降高度$h=20\ \mathrm{cm}$时,物块刚好浸没在水中,长方体物块在刚浸没时,下表面所处的深度为$h' = 20\ \mathrm{cm} - 10\ \mathrm{cm} = 10\ \mathrm{cm} = 0.1\ \mathrm{m}$,因此受到的液体压强为:$p = \rho_{水} gh' = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 0.1\ \mathrm{m} = 1\ 000\ \mathrm{Pa}$,故D错误。
解析
【分析】首先观察图乙，当物块下降高度$ h ≤ 10\ \mathrm{cm} $时，弹簧测力计示数不变，说明物块未浸入水中，此时示数等于物块重力；当$ 10\ \mathrm{cm} ＜ h ＜ 20\ \mathrm{cm} $时，示数减小，是物块逐渐浸入水中，浮力逐渐增大；当$ h ≥ 20\ \mathrm{cm} $时，示数不变，说明物块完全浸没，浮力不再变化。解题时需从图像中提取重力、完全浸没时的拉力，结合阿基米德原理、密度公式、液体压强公式逐一分析选项。
【解析】
1. 分析重力与最大浮力：由图乙知，物块未浸入水中时，弹簧测力计示数等于物块重力，即$ G = 9\ \mathrm{N} $；物块完全浸没时，拉力$ F = 5\ \mathrm{N} $，则最大浮力$ F_{浮} = G - F = 9\ \mathrm{N} - 5\ \mathrm{N} = 4\ \mathrm{N} $，故选项C错误。
2. 计算物块体积：根据阿基米德原理$ F_{浮} = \rho_{水}gV_{排} $，物块完全浸没时$ V = V_{排} = \frac{F_{浮}}{\rho_{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 $，故选项A错误。
3. 计算物块密度：物块质量$ m = \frac{G}{g} = \frac{9\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}} = 0.9\ \mathrm{kg} $，则密度$ \rho = \frac{m}{V} = \frac{0.9\ \mathrm{kg}}{4×10^{-4}\ \mathrm{m}^3} = 2.25×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 $，故选项B正确。
4. 分析刚浸没时的压强：由图像知，$ h=10\ \mathrm{cm} $时物块下表面刚好接触水面，$ h=20\ \mathrm{cm} $时物块刚浸没，故刚浸没时下表面深度$ h' = 20\ \mathrm{cm} - 10\ \mathrm{cm} = 10\ \mathrm{cm} = 0.1\ \mathrm{m} $，下表面受到的压强$ p = \rho_{水}gh' = 1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.1\ \mathrm{m} = 1000\ \mathrm{Pa} $，故选项D错误。
【答案】B
【知识点】阿基米德原理、密度计算、液体压强计算
【点评】本题结合图像考查浮力、密度、压强的综合计算，需从图像中提取关键物理量，再运用相关公式分析各选项，对学生的图像分析能力和公式应用能力要求较高。
【难度系数】0.6
【解析】
1. 分析重力与最大浮力：由图乙知，物块未浸入水中时，弹簧测力计示数等于物块重力，即$ G = 9\ \mathrm{N} $；物块完全浸没时，拉力$ F = 5\ \mathrm{N} $，则最大浮力$ F_{浮} = G - F = 9\ \mathrm{N} - 5\ \mathrm{N} = 4\ \mathrm{N} $，故选项C错误。
2. 计算物块体积：根据阿基米德原理$ F_{浮} = \rho_{水}gV_{排} $，物块完全浸没时$ V = V_{排} = \frac{F_{浮}}{\rho_{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 $，故选项A错误。
3. 计算物块密度：物块质量$ m = \frac{G}{g} = \frac{9\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}} = 0.9\ \mathrm{kg} $，则密度$ \rho = \frac{m}{V} = \frac{0.9\ \mathrm{kg}}{4×10^{-4}\ \mathrm{m}^3} = 2.25×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 $，故选项B正确。
4. 分析刚浸没时的压强：由图像知，$ h=10\ \mathrm{cm} $时物块下表面刚好接触水面，$ h=20\ \mathrm{cm} $时物块刚浸没，故刚浸没时下表面深度$ h' = 20\ \mathrm{cm} - 10\ \mathrm{cm} = 10\ \mathrm{cm} = 0.1\ \mathrm{m} $，下表面受到的压强$ p = \rho_{水}gh' = 1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.1\ \mathrm{m} = 1000\ \mathrm{Pa} $，故选项D错误。
【答案】B
【知识点】阿基米德原理、密度计算、液体压强计算
【点评】本题结合图像考查浮力、密度、压强的综合计算，需从图像中提取关键物理量，再运用相关公式分析各选项，对学生的图像分析能力和公式应用能力要求较高。
【难度系数】0.6
