登录
11. 如图所示的情景是浮力在生活中的应用,下列说法正确的是(
A.图甲中,热气球内充的是被燃烧器加热而密度变小的空气
B.图乙中,潜水艇通过改变所受浮力的大小来实现下沉
C.图丙中,密度计漂浮在某液体中,其所受浮力小于自身重力
D.图丁中,舰载机从山东舰上起飞升空后,山东舰排开水的体积变大
A
)。A.图甲中,热气球内充的是被燃烧器加热而密度变小的空气
B.图乙中,潜水艇通过改变所受浮力的大小来实现下沉
C.图丙中,密度计漂浮在某液体中,其所受浮力小于自身重力
D.图丁中,舰载机从山东舰上起飞升空后,山东舰排开水的体积变大
答案
11. A 【点拨】本题考查浮力的应用,涉及热气球(热空气密度小)、潜水艇(改变自身重力实现浮沉)、密度计(漂浮时浮力等于重力)、航母(舰载机起飞后浮力变化及排水体积变化)的浮力原理分析。
【解析】A.热气球内充的是被燃烧器加热而密度变小的空气,使得热气球所受浮力大于重力,从而上升,故A正确;B.图乙中,潜水艇是通过改变自身重力来实现下沉和上浮的,而非改变所受浮力大小,故B错误;C.图丙中,密度计漂浮在某液体中,其所受浮力等于自身重力,故C错误;D.图丁中,舰载机从山东舰上起飞升空后,山东舰的总重力减小,因为漂浮时$F_浮=G$,所以浮力减小,由$F_浮=\rho_液gV_排$可知,液体密度不变时,浮力减小,则排开水的体积变小,故D错误。
【解析】A.热气球内充的是被燃烧器加热而密度变小的空气,使得热气球所受浮力大于重力,从而上升,故A正确;B.图乙中,潜水艇是通过改变自身重力来实现下沉和上浮的,而非改变所受浮力大小,故B错误;C.图丙中,密度计漂浮在某液体中,其所受浮力等于自身重力,故C错误;D.图丁中,舰载机从山东舰上起飞升空后,山东舰的总重力减小,因为漂浮时$F_浮=G$,所以浮力减小,由$F_浮=\rho_液gV_排$可知,液体密度不变时,浮力减小,则排开水的体积变小,故D错误。
解析
【分析】本题考查浮力在不同场景的应用，需结合各设备的浮沉原理逐一分析选项：回忆热气球利用热空气密度小的特点、潜水艇通过改变自身重力浮沉、密度计漂浮时浮力等于重力、航母漂浮时总重力与浮力的关系，据此判断每个选项的正误。
【解析】A选项：热气球内的空气被燃烧器加热后，密度变小，使得热气球整体所受浮力大于自身重力，从而上升，该说法正确；B选项：潜水艇是通过改变水舱内水的多少来改变自身重力，实现下沉或上浮，并非改变所受浮力大小，该说法错误；C选项：密度计漂浮在液体中时，根据漂浮条件，其所受浮力等于自身重力，并非小于，该说法错误；D选项：舰载机起飞后，山东舰的总重力减小，由于航母始终漂浮，浮力等于总重力，因此浮力减小；根据阿基米德原理$F_浮=\rho_液gV_排$，海水密度不变，浮力减小则排开水的体积变小，该说法错误。
【答案】A
【知识点】浮力的应用、浮沉条件
【点评】本题结合生活中常见的浮力应用实例，考查对浮沉条件的理解，属于基础应用类题目，需准确掌握各设备的工作原理即可解答。
【难度系数】0.6
【解析】A选项：热气球内的空气被燃烧器加热后，密度变小，使得热气球整体所受浮力大于自身重力，从而上升，该说法正确；B选项：潜水艇是通过改变水舱内水的多少来改变自身重力，实现下沉或上浮，并非改变所受浮力大小，该说法错误；C选项：密度计漂浮在液体中时，根据漂浮条件，其所受浮力等于自身重力，并非小于，该说法错误；D选项：舰载机起飞后，山东舰的总重力减小，由于航母始终漂浮，浮力等于总重力，因此浮力减小；根据阿基米德原理$F_浮=\rho_液gV_排$，海水密度不变，浮力减小则排开水的体积变小，该说法错误。
【答案】A
【知识点】浮力的应用、浮沉条件
【点评】本题结合生活中常见的浮力应用实例，考查对浮沉条件的理解，属于基础应用类题目，需准确掌握各设备的工作原理即可解答。
【难度系数】0.6
12. 如图所示,我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,三峡大坝上、下游的水位差最大可达 113 m,修建船闸有效地解决了航运方面的问题。下列说法错 误 的是(
A.大坝的形状设计成上窄下宽,是因为水越深对大坝的压强越大
B.船闸利用了连通器原理,使大型轮船在上、下游之间顺利航行
C.大坝蓄水提高上游水位,是为了增大水的重力势能
D.水从高处落下时,水的动能转化为重力势能
D
)。A.大坝的形状设计成上窄下宽,是因为水越深对大坝的压强越大
B.船闸利用了连通器原理,使大型轮船在上、下游之间顺利航行
C.大坝蓄水提高上游水位,是为了增大水的重力势能
D.水从高处落下时,水的动能转化为重力势能
答案
12. D 【点拨】本题考查水利设施相关物理知识,涉及液体压强(大坝形状)、连通器(船闸)、重力势能(蓄水)、机械能转化(水下落)的原理及能量变化。
【解析】A.因为液体压强随深度的增加而增大,大坝底部受到的压强比顶部大,所以大坝的形状设计成上窄下宽,故A正确;B.船闸上、下游阀门打开时,闸室与上、下游上端开口、底部连通,使大型轮船在上、下游之间顺利航行,利用的是连通器原理,故B正确;C.大坝蓄水提高上游水位,水的质量不变,高度增加,重力势能增大,故C正确;D.水从高处落下时,质量不变,高度降低,速度增大,将重力势能转化为动能,故D错误。
【解析】A.因为液体压强随深度的增加而增大,大坝底部受到的压强比顶部大,所以大坝的形状设计成上窄下宽,故A正确;B.船闸上、下游阀门打开时,闸室与上、下游上端开口、底部连通,使大型轮船在上、下游之间顺利航行,利用的是连通器原理,故B正确;C.大坝蓄水提高上游水位,水的质量不变,高度增加,重力势能增大,故C正确;D.水从高处落下时,质量不变,高度降低,速度增大,将重力势能转化为动能,故D错误。
解析
【分析】
本题结合三峡工程的实际场景，考查液体压强、连通器、重力势能、机械能转化的相关物理知识，需逐一分析各选项对应的物理原理，找出错误说法。
【解析】
A选项：液体压强随深度的增加而增大，根据公式$p=\rho gh$，大坝底部所处深度大，受到的水的压强更大，因此大坝设计成上窄下宽的形状，该说法正确；
B选项：船闸的闸室与上游、下游分别构成上端开口、底部连通的连通器，利用连通器原理可使大型轮船在上、下游之间顺利航行，该说法正确；
C选项：重力势能的大小与质量和高度有关，大坝蓄水提高上游水位，水的质量不变、高度增加，因此水的重力势能增大，该说法正确；
D选项：水从高处落下时，质量不变，高度降低（重力势能减小），速度增大（动能增大），是重力势能转化为动能，而非动能转化为重力势能，该说法错误。
【答案】
D
【知识点】
液体压强、连通器、重力势能、机械能转化
【点评】
本题以三峡工程为载体，考查多个基础物理知识点，需要学生准确理解各物理原理，区分能量转化的方向，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题结合三峡工程的实际场景，考查液体压强、连通器、重力势能、机械能转化的相关物理知识，需逐一分析各选项对应的物理原理，找出错误说法。
【解析】
A选项：液体压强随深度的增加而增大，根据公式$p=\rho gh$，大坝底部所处深度大，受到的水的压强更大，因此大坝设计成上窄下宽的形状，该说法正确；
B选项：船闸的闸室与上游、下游分别构成上端开口、底部连通的连通器，利用连通器原理可使大型轮船在上、下游之间顺利航行，该说法正确；
C选项：重力势能的大小与质量和高度有关，大坝蓄水提高上游水位，水的质量不变、高度增加，因此水的重力势能增大，该说法正确；
D选项：水从高处落下时，质量不变，高度降低（重力势能减小），速度增大（动能增大），是重力势能转化为动能，而非动能转化为重力势能，该说法错误。
【答案】
D
【知识点】
液体压强、连通器、重力势能、机械能转化
【点评】
本题以三峡工程为载体，考查多个基础物理知识点，需要学生准确理解各物理原理，区分能量转化的方向，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6
13. 如图所示是运动员参加蹦床比赛的情景，从最高点运动到最低点的过程中，不计空气阻力和碰撞时的能量损失。下列说法正确的是(
A.运动员刚接触蹦床时，动能最大
B.运动员运动到最低点时，蹦床的弹性势能最小
C.从刚接触蹦床到运动到最低点时，运动员机械能减小
D.整个运动过程中，运动员所受合力方向始终竖直向下
C
)。A.运动员刚接触蹦床时，动能最大
B.运动员运动到最低点时，蹦床的弹性势能最小
C.从刚接触蹦床到运动到最低点时，运动员机械能减小
D.整个运动过程中，运动员所受合力方向始终竖直向下
答案
13. C 【点拨】本题考查机械能的转化以及力与运动的关系,涉及动能、重力势能、弹性势能的相互转化以及合力方向与运动状态的关系。
【解析】A.运动员刚接触蹦床时,合力方向向下,所以速度会继续增大,因此此时动能不是最大,当蹦床的弹力等于运动员的重力时,即合力为零时,运动员的速度达到最大,动能最大,故A错误;B.运动员运动到最低点时,蹦床的弹性形变程度最大,弹性势能最大,故B错误;C.从刚接触蹦床到运动到最低点时,运动员的机械能转化为蹦床的弹性势能,所以运动员机械能减小,故C正确;D.在整个运动过程中,开始时运动员所受合力方向竖直向下,随着蹦床形变增大,弹力增大,当弹力大于重力时,合力方向竖直向上,故D错误。
【解析】A.运动员刚接触蹦床时,合力方向向下,所以速度会继续增大,因此此时动能不是最大,当蹦床的弹力等于运动员的重力时,即合力为零时,运动员的速度达到最大,动能最大,故A错误;B.运动员运动到最低点时,蹦床的弹性形变程度最大,弹性势能最大,故B错误;C.从刚接触蹦床到运动到最低点时,运动员的机械能转化为蹦床的弹性势能,所以运动员机械能减小,故C正确;D.在整个运动过程中,开始时运动员所受合力方向竖直向下,随着蹦床形变增大,弹力增大,当弹力大于重力时,合力方向竖直向上,故D错误。
解析
【分析】
要解决这道题，需分阶段分析运动员从最高点到最低点的运动过程：①刚接触蹦床前，运动员只受重力，加速下落；②接触蹦床后，运动员受向下的重力和向上的弹力，弹力随蹦床形变增大而增大。当弹力小于重力时，合力向下，速度继续增大；当弹力等于重力时，合力为零，速度达到最大，动能最大；当弹力大于重力时，合力向上，速度减小，直到最低点速度为0。同时，弹性势能与形变程度正相关，机械能转化需看是否有其他形式能量参与，据此逐一分析选项。
【解析】
A. 运动员刚接触蹦床时，弹力为0，合力方向向下，速度仍会继续增大，因此此时动能不是最大；当蹦床弹力等于运动员重力时，合力为零，速度达到最大，动能最大，故A错误。
B. 运动员运动到最低点时，蹦床的弹性形变程度最大，因此蹦床的弹性势能最大，故B错误。
C. 从刚接触蹦床到运动到最低点时，运动员的机械能逐渐转化为蹦床的弹性势能，所以运动员的机械能减小，故C正确。
D. 整个运动过程中，开始时运动员所受合力方向竖直向下；当蹦床弹力大于运动员重力时，合力方向变为竖直向上，因此合力方向不是始终竖直向下，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
机械能转化、力与运动的关系
【点评】
本题考查机械能转化与力和运动的关系，需明确动能最大的位置（弹力等于重力处）、弹性势能与形变的关系，以及合力方向随受力变化的规律，易错点是对动能最大位置和合力方向的判断，需分阶段分析受力与运动状态的变化。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需分阶段分析运动员从最高点到最低点的运动过程：①刚接触蹦床前，运动员只受重力，加速下落；②接触蹦床后，运动员受向下的重力和向上的弹力，弹力随蹦床形变增大而增大。当弹力小于重力时，合力向下，速度继续增大；当弹力等于重力时，合力为零，速度达到最大，动能最大；当弹力大于重力时，合力向上，速度减小，直到最低点速度为0。同时，弹性势能与形变程度正相关，机械能转化需看是否有其他形式能量参与，据此逐一分析选项。
【解析】
A. 运动员刚接触蹦床时，弹力为0，合力方向向下，速度仍会继续增大，因此此时动能不是最大；当蹦床弹力等于运动员重力时，合力为零，速度达到最大，动能最大，故A错误。
B. 运动员运动到最低点时，蹦床的弹性形变程度最大，因此蹦床的弹性势能最大，故B错误。
C. 从刚接触蹦床到运动到最低点时，运动员的机械能逐渐转化为蹦床的弹性势能，所以运动员的机械能减小，故C正确。
D. 整个运动过程中，开始时运动员所受合力方向竖直向下；当蹦床弹力大于运动员重力时，合力方向变为竖直向上，因此合力方向不是始终竖直向下，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
机械能转化、力与运动的关系
【点评】
本题考查机械能转化与力和运动的关系，需明确动能最大的位置（弹力等于重力处）、弹性势能与形变的关系，以及合力方向随受力变化的规律，易错点是对动能最大位置和合力方向的判断，需分阶段分析受力与运动状态的变化。
【难度系数】
0.5
14. 踏碓是古代的舂米工具，由杵臼演变而来，也运用了杠杆原理。用柱子架起一根木杠，木杠可绕$ O $转动，且一端装有一块大石头作为碓头，用脚连续踏木杠的另一端，石头连续起落，去掉石臼中稻谷的皮。如图所示，脚对木杠的力$ F_1 $竖直作用在$ A $点，恰好使木杠静止且未与地面接触。已知碓头的质量为12 kg，有关尺寸如图所示，忽略木杠的重力。下列说法正确的是(
A.踏碓实质是一种省力杠杆
B.此时脚对木杠竖直向下的力$ F_1 $为20 N
C.此时$ O $处受到竖直向下的压力为320 N
D.为了更容易将碓头翘起，$ F_1 $的方向应该垂直于木杠向上
C
)。A.踏碓实质是一种省力杠杆
B.此时脚对木杠竖直向下的力$ F_1 $为20 N
C.此时$ O $处受到竖直向下的压力为320 N
D.为了更容易将碓头翘起，$ F_1 $的方向应该垂直于木杠向上
答案
14. C 【点拨】本题考查杠杆平衡条件的应用,涉及杠杆分类、力与力臂的计算、合力分析以及省力方法。
【解析】A.由图可知,阻力臂$l_2=2.0\ \mathrm{m}$,动力臂$l_1=1.2\ \mathrm{m}$,因为$l_1＜l_2$,所以踏碓实质是一种费力杠杆,故A错误;B.碓头的质量$m=12\ \mathrm{kg}$,则碓头的重力$G=mg=12\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=120\ \mathrm{N}$,根据杠杆的平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$,得$F_1×1.2\ \mathrm{m}=120\ \mathrm{N}×2.0\ \mathrm{m}$,即$F_1=\frac{120\ \mathrm{N}×2.0\ \mathrm{m}}{1.2\ \mathrm{m}}=200\ \mathrm{N}$,故B错误;C.以$O$点为研究对象,木杠对$O$点有向下的压力,这个压力大小等于动力$F_1$与阻力$G$的合力,即$F_压=F_1+G=200\ \mathrm{N}+120\ \mathrm{N}=320\ \mathrm{N}$,方向竖直向下,故C正确;D.为了更容易将碓头翘起,即减小动力$F_1$,根据杠杆的平衡条件,在阻力和阻力臂不变时,应增大动力臂,当$F_1$的方向垂直于木杠向下时,动力臂最大(等于$OA$的长度),而不是垂直于木杠向上,故D错误。
【解析】A.由图可知,阻力臂$l_2=2.0\ \mathrm{m}$,动力臂$l_1=1.2\ \mathrm{m}$,因为$l_1＜l_2$,所以踏碓实质是一种费力杠杆,故A错误;B.碓头的质量$m=12\ \mathrm{kg}$,则碓头的重力$G=mg=12\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=120\ \mathrm{N}$,根据杠杆的平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$,得$F_1×1.2\ \mathrm{m}=120\ \mathrm{N}×2.0\ \mathrm{m}$,即$F_1=\frac{120\ \mathrm{N}×2.0\ \mathrm{m}}{1.2\ \mathrm{m}}=200\ \mathrm{N}$,故B错误;C.以$O$点为研究对象,木杠对$O$点有向下的压力,这个压力大小等于动力$F_1$与阻力$G$的合力,即$F_压=F_1+G=200\ \mathrm{N}+120\ \mathrm{N}=320\ \mathrm{N}$,方向竖直向下,故C正确;D.为了更容易将碓头翘起,即减小动力$F_1$,根据杠杆的平衡条件,在阻力和阻力臂不变时,应增大动力臂,当$F_1$的方向垂直于木杠向下时,动力臂最大(等于$OA$的长度),而不是垂直于木杠向上,故D错误。
解析
【分析】
要解决本题，需运用杠杆相关知识：先确定杠杆的动力臂、阻力臂，再结合杠杆平衡条件分析各选项，同时对O点受力、动力方向的影响进行判断。首先明确：动力是脚的作用力$F_1$，阻力是碓头的重力$G$；动力臂为$F_1$的力臂（$OA$长度1.2m），阻力臂为碓头重力的力臂（2.0m），再逐一分析选项。
【解析】
A选项：判断杠杆类型，动力臂$l_1=1.2\ \mathrm{m}$，阻力臂$l_2=2.0\ \mathrm{m}$，因$l_1＜l_2$，根据杠杆分类，动力臂小于阻力臂的是费力杠杆，故踏碓是费力杠杆，A错误。
B选项：碓头重力$G=mg=12\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=120\ \mathrm{N}$，根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，代入数据得$F_1×1.2\ \mathrm{m}=120\ \mathrm{N}×2.0\ \mathrm{m}$，解得$F_1=\frac{120\ \mathrm{N}×2.0\ \mathrm{m}}{1.2\ \mathrm{m}}=200\ \mathrm{N}$，并非20N，B错误。
C选项：木杠静止，O处受到的竖直向下压力等于动力$F_1$与阻力$G$的和，即$F_压=F_1+G=200\ \mathrm{N}+120\ \mathrm{N}=320\ \mathrm{N}$，C正确。
D选项：根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变时，增大动力臂可减小动力。当$F_1$方向垂直于木杠向下时，动力臂最大（等于$OA$长度），此时最省力，并非垂直木杠向上，D错误。
【答案】
C
【知识点】
杠杆平衡条件、杠杆分类、受力分析
【点评】
本题结合古代工具踏碓考查杠杆知识，需准确确定力臂、运用杠杆平衡条件计算，同时分析受力和动力方向，是杠杆知识点的综合应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需运用杠杆相关知识：先确定杠杆的动力臂、阻力臂，再结合杠杆平衡条件分析各选项，同时对O点受力、动力方向的影响进行判断。首先明确：动力是脚的作用力$F_1$，阻力是碓头的重力$G$；动力臂为$F_1$的力臂（$OA$长度1.2m），阻力臂为碓头重力的力臂（2.0m），再逐一分析选项。
【解析】
A选项：判断杠杆类型，动力臂$l_1=1.2\ \mathrm{m}$，阻力臂$l_2=2.0\ \mathrm{m}$，因$l_1＜l_2$，根据杠杆分类，动力臂小于阻力臂的是费力杠杆，故踏碓是费力杠杆，A错误。
B选项：碓头重力$G=mg=12\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=120\ \mathrm{N}$，根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，代入数据得$F_1×1.2\ \mathrm{m}=120\ \mathrm{N}×2.0\ \mathrm{m}$，解得$F_1=\frac{120\ \mathrm{N}×2.0\ \mathrm{m}}{1.2\ \mathrm{m}}=200\ \mathrm{N}$，并非20N，B错误。
C选项：木杠静止，O处受到的竖直向下压力等于动力$F_1$与阻力$G$的和，即$F_压=F_1+G=200\ \mathrm{N}+120\ \mathrm{N}=320\ \mathrm{N}$，C正确。
D选项：根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变时，增大动力臂可减小动力。当$F_1$方向垂直于木杠向下时，动力臂最大（等于$OA$长度），此时最省力，并非垂直木杠向上，D错误。
【答案】
C
【知识点】
杠杆平衡条件、杠杆分类、受力分析
【点评】
本题结合古代工具踏碓考查杠杆知识，需准确确定力臂、运用杠杆平衡条件计算，同时分析受力和动力方向，是杠杆知识点的综合应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
