1 [2025 山东枣庄模拟,中]“探物”小组利用弹簧测力计、金属块、溢水杯等器材,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。

(1)操作过程如图所示,为了使操作最简便且能减小误差,最合理的顺序是
(2)若$F_{1}$、$F_{2}$、$F_{3}$、$F_{4}$之间满足
(3)小明认为实验过程中,只将金属块的一部分浸在水中是得不出实验结论的。结合所学知识,你认为他的说法
(1)操作过程如图所示,为了使操作最简便且能减小误差,最合理的顺序是
丁、甲、乙、丙
。(2)若$F_{1}$、$F_{2}$、$F_{3}$、$F_{4}$之间满足
$F_{1}-F_{2}=F_{3}-F_{4}$
的关系,则可以得出金属块所受浮力的大小等于它排开液体所受重力的结论。(用图中物理量符号表示)(3)小明认为实验过程中,只将金属块的一部分浸在水中是得不出实验结论的。结合所学知识,你认为他的说法
不正确
(填“正确”或“不正确”);若实验过程中,溢水杯中的水没有装满,则$F_{浮测}\_\_\_\_\_\_G_{排测}$(填“>”“<”或“=”)。答案
1. (1)丁、甲、乙、丙 (2) $F_{1}-F_{2}=F_{3}-F_{4}$
(3)不正确 > 【解析】(1)为了减小误差,在小桶接水前,应先测出空桶的重力,同时为了减少弹簧测力计悬挂物体的次数,应先测空桶重,再测金属块重,再将金属块浸入水中观察测力计的示数,最后测出小桶和溢出水的总重,所以最合理的实验顺序为丁、甲、乙、丙。(2)把金属块浸入盛满水的溢水杯中,根据称重法,金属块受到的浮力$F_{浮}=$$F_{1}-F_{2}$;金属块排开的水的重力$G_{排}=F_{3}-$$F_{4}$,当$F_{浮}=G_{排}$,即$F_{1}-F_{2}=F_{3}-F_{4}$时,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于其排开的液体所受的重力大小。(3)阿基米德原理对浸没在液体中的物体和部分浸在液体中的物体都是适用的,所以只将金属块的一部分浸在水中,其他步骤均操作正确时,也能得到相同的结论;溢水杯中的水没有装满,金属块浸入溢水杯中时,排开的水先使溢水杯中的水面上升至溢水口,然后再向外溢水,导致溢出的水的体积小于实际排开水的体积,则测得的浮力大于测得的排开水的重力,即$F_{浮测}>G_{排测}$。
(3)不正确 > 【解析】(1)为了减小误差,在小桶接水前,应先测出空桶的重力,同时为了减少弹簧测力计悬挂物体的次数,应先测空桶重,再测金属块重,再将金属块浸入水中观察测力计的示数,最后测出小桶和溢出水的总重,所以最合理的实验顺序为丁、甲、乙、丙。(2)把金属块浸入盛满水的溢水杯中,根据称重法,金属块受到的浮力$F_{浮}=$$F_{1}-F_{2}$;金属块排开的水的重力$G_{排}=F_{3}-$$F_{4}$,当$F_{浮}=G_{排}$,即$F_{1}-F_{2}=F_{3}-F_{4}$时,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于其排开的液体所受的重力大小。(3)阿基米德原理对浸没在液体中的物体和部分浸在液体中的物体都是适用的,所以只将金属块的一部分浸在水中,其他步骤均操作正确时,也能得到相同的结论;溢水杯中的水没有装满,金属块浸入溢水杯中时,排开的水先使溢水杯中的水面上升至溢水口,然后再向外溢水,导致溢出的水的体积小于实际排开水的体积,则测得的浮力大于测得的排开水的重力,即$F_{浮测}>G_{排测}$。
解析
【分析】
这道题是探究浮力大小与排开液体重力关系的经典实验题,我们可以一步步梳理思考方向:
1. 第一问确定实验顺序:首先明确实验需要测量的四个物理量:空小桶的重力、金属块的重力、金属块浸在水中时弹簧测力计的拉力、小桶和排开的水的总重力。为了避免小桶沾水导致空桶重力测量偏大,也避免金属块沾水导致金属块重力测量不准,最合理的操作是先测空小桶的重力,再测金属块的重力,接着将金属块浸入装满水的溢水杯中读出测力计示数,最后测量小桶和溢出的水的总重力,这样操作步骤最简便,误差也最小。
2. 第二问推导等量关系:用称重法计算金属块受到的浮力,等于金属块在空气中的重力减去金属块浸在水中时测力计的拉力;排开液体的重力等于小桶和水的总重力减去空小桶的重力,若二者相等就验证了浮力等于排开液体的重力。
3. 第三问判断说法和误差:阿基米德原理对部分浸入和完全浸没的物体都适用,所以只让金属块部分浸入也能得到正确结论;如果溢水杯没装满,金属块浸入后,排开的水会先让水面上升到溢水口才会溢出,导致实际溢出的水的重力小于真实的排开液体的重力,而称重法测得的浮力是准确的,因此测得的浮力大于测得的排开液体的重力。
【解析】
(1) 实验时为了减小误差,避免容器沾水影响测量结果,应当先测量空小桶的重力,再测量金属块的重力,随后将金属块浸入溢水杯的水中,记录弹簧测力计的示数,最后测量小桶和溢出的水的总重力,因此最合理的顺序是丁、甲、乙、丙。
(2) 根据称重法,金属块受到的浮力为$F_{浮}=F_{1}-F_{2}$;金属块排开液体的重力为$G_{排}=F_{3}-F_{4}$,若满足$F_{1}-F_{2}=F_{3}-F_{4}$,就可以得出金属块所受浮力等于它排开液体所受重力的结论。
(3) 阿基米德原理适用于所有浸在液体中的物体,无论是部分浸入还是完全浸没,因此只将金属块一部分浸在水中,操作正确的情况下也能得到实验结论,小明的说法不正确;若溢水杯中的水没有装满,金属块排开的水有一部分没有溢出,导致测得的排开液体的重力偏小,因此测得的浮力$F_{浮测}$大于测得的排开液体的重力$G_{排测}$。
【答案】
(1) 丁、甲、乙、丙 (2) $F_{1}-F_{2}=F_{3}-F_{4}$ (3) 不正确;>
【知识点】
阿基米德原理;称重法测浮力;浮力探究实验
【点评】
本题围绕阿基米德原理的探究实验展开,覆盖了实验顺序设计、原理推导、误差分析多个核心考点,属于中等难度的常规实验题,易错点是溢水杯未装满时的误差判断,学生需要理解每一步实验操作的目的,才能避免死记硬背出现错误。
【难度系数】
0.6
这道题是探究浮力大小与排开液体重力关系的经典实验题,我们可以一步步梳理思考方向:
1. 第一问确定实验顺序:首先明确实验需要测量的四个物理量:空小桶的重力、金属块的重力、金属块浸在水中时弹簧测力计的拉力、小桶和排开的水的总重力。为了避免小桶沾水导致空桶重力测量偏大,也避免金属块沾水导致金属块重力测量不准,最合理的操作是先测空小桶的重力,再测金属块的重力,接着将金属块浸入装满水的溢水杯中读出测力计示数,最后测量小桶和溢出的水的总重力,这样操作步骤最简便,误差也最小。
2. 第二问推导等量关系:用称重法计算金属块受到的浮力,等于金属块在空气中的重力减去金属块浸在水中时测力计的拉力;排开液体的重力等于小桶和水的总重力减去空小桶的重力,若二者相等就验证了浮力等于排开液体的重力。
3. 第三问判断说法和误差:阿基米德原理对部分浸入和完全浸没的物体都适用,所以只让金属块部分浸入也能得到正确结论;如果溢水杯没装满,金属块浸入后,排开的水会先让水面上升到溢水口才会溢出,导致实际溢出的水的重力小于真实的排开液体的重力,而称重法测得的浮力是准确的,因此测得的浮力大于测得的排开液体的重力。
【解析】
(1) 实验时为了减小误差,避免容器沾水影响测量结果,应当先测量空小桶的重力,再测量金属块的重力,随后将金属块浸入溢水杯的水中,记录弹簧测力计的示数,最后测量小桶和溢出的水的总重力,因此最合理的顺序是丁、甲、乙、丙。
(2) 根据称重法,金属块受到的浮力为$F_{浮}=F_{1}-F_{2}$;金属块排开液体的重力为$G_{排}=F_{3}-F_{4}$,若满足$F_{1}-F_{2}=F_{3}-F_{4}$,就可以得出金属块所受浮力等于它排开液体所受重力的结论。
(3) 阿基米德原理适用于所有浸在液体中的物体,无论是部分浸入还是完全浸没,因此只将金属块一部分浸在水中,操作正确的情况下也能得到实验结论,小明的说法不正确;若溢水杯中的水没有装满,金属块排开的水有一部分没有溢出,导致测得的排开液体的重力偏小,因此测得的浮力$F_{浮测}$大于测得的排开液体的重力$G_{排测}$。
【答案】
(1) 丁、甲、乙、丙 (2) $F_{1}-F_{2}=F_{3}-F_{4}$ (3) 不正确;>
【知识点】
阿基米德原理;称重法测浮力;浮力探究实验
【点评】
本题围绕阿基米德原理的探究实验展开,覆盖了实验顺序设计、原理推导、误差分析多个核心考点,属于中等难度的常规实验题,易错点是溢水杯未装满时的误差判断,学生需要理解每一步实验操作的目的,才能避免死记硬背出现错误。
【难度系数】
0.6
2 [2024 福建宁德期末]将重为15 N的金属块浸没在盛满水的容器中,溢出水的重力为8 N,金属块所受的浮力大小为 (
A.7 N
B.8 N
C.15 N
D.23 N
B
)A.7 N
B.8 N
C.15 N
D.23 N
答案
2. B 【解析】将金属块浸没在盛满水的容器中,溢出水的重力为8 N,则金属块排开水的重力$G_{排}=8N$,根据阿基米德原理可知,金属块所受的浮力:$F_{浮}=G_{排}=8N$,故B正确。故选B。
解析
【分析】
拿到这道题首先提取题干关键信息:容器处于盛满水的状态,金属块浸没后溢出水的重力为8N,题干给出的金属块自重15N是干扰条件。接下来联想浮力相关的核心规律阿基米德原理:浸在液体中的物体受到的浮力大小等于它排开的液体所受的重力。因为容器原本已经盛满水,金属块排开的水会全部从容器中溢出,也就是说排开水的重力就等于溢出水的重力,直接代入阿基米德原理就能算出浮力,不需要用到金属块自身的重力数值。
【解析】
解:由题意可知,容器盛满水,金属块浸没后,排开的水全部溢出到容器外,因此金属块排开水的重力等于溢出水的重力,即$G_{排}=G_{溢}=8\ \mathrm{N}$。
根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体的重力,因此金属块受到的浮力:
$F_{浮}=G_{排}=8\ \mathrm{N}$。
因此A、C、D选项错误,B选项正确。
【答案】
B
【知识点】
阿基米德原理;浮力计算
【点评】
本题属于浮力模块的基础题,核心考查对阿基米德原理基本内容的识记和简单应用,题目特意设置了金属块自重15N的干扰条件,部分初学者容易错误用金属块重力减去溢出水的重力得到7N错选A,解题时要明确阿基米德原理中浮力和排开液体重力的对应关系,不要被无关条件误导。
【难度系数】
0.9
拿到这道题首先提取题干关键信息:容器处于盛满水的状态,金属块浸没后溢出水的重力为8N,题干给出的金属块自重15N是干扰条件。接下来联想浮力相关的核心规律阿基米德原理:浸在液体中的物体受到的浮力大小等于它排开的液体所受的重力。因为容器原本已经盛满水,金属块排开的水会全部从容器中溢出,也就是说排开水的重力就等于溢出水的重力,直接代入阿基米德原理就能算出浮力,不需要用到金属块自身的重力数值。
【解析】
解:由题意可知,容器盛满水,金属块浸没后,排开的水全部溢出到容器外,因此金属块排开水的重力等于溢出水的重力,即$G_{排}=G_{溢}=8\ \mathrm{N}$。
根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体的重力,因此金属块受到的浮力:
$F_{浮}=G_{排}=8\ \mathrm{N}$。
因此A、C、D选项错误,B选项正确。
【答案】
B
【知识点】
阿基米德原理;浮力计算
【点评】
本题属于浮力模块的基础题,核心考查对阿基米德原理基本内容的识记和简单应用,题目特意设置了金属块自重15N的干扰条件,部分初学者容易错误用金属块重力减去溢出水的重力得到7N错选A,解题时要明确阿基米德原理中浮力和排开液体重力的对应关系,不要被无关条件误导。
【难度系数】
0.9
3 现有一个体积为$100\ \mathrm{m}^3$的热气球静止在空中,如图所示,若已知空气的密度为$1.29\ \mathrm{kg/m}^3$,那么它所受的浮力是($g$取10 N/kg) (

A.129 N
B.1 290 N
C.120 900 N
D.129 000 N
B
)A.129 N
B.1 290 N
C.120 900 N
D.129 000 N
答案
3. B 【解析】热气球排开空气的体积$V_{排}=V_{球}=$$100m^{3}$,热气球受到的浮力$F_{浮}=ρ_{空气}gV_{排}=$$1.29kg/m^{3}×10N/kg×100m^{3}=1290N$。故选B。
解析
【分析】
这道题是计算热气球在空气中受到的浮力,我们可以直接利用阿基米德原理来求解:首先明确阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于空气这类流体,热气球完全浸没在空气中,它排开空气的体积就等于热气球自身的体积,接下来直接把已知的空气密度、g的取值、排开空气的体积代入浮力公式,就能算出浮力大小,最后匹配对应选项即可。
【解析】
解:
1. 确定排开空气的体积:热气球浸没在空气中,因此排开空气的体积等于热气球的体积,即$V_{排}=V_{球}=100\ \mathrm{m}^3$。
2. 根据阿基米德原理,热气球受到的浮力为:
$F_{浮}=\rho_{空气}gV_{排}$
3. 代入已知数值$\rho_{空气}=1.29\ \mathrm{kg/m}^3$,$g=10\ \mathrm{N/kg}$,$V_{排}=100\ \mathrm{m}^3$计算:
$F_{浮}=1.29\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 100\ \mathrm{m}^3=1290\ \mathrm{N}$
因此正确选项为B。
【答案】
B
【知识点】
阿基米德原理;气体浮力计算
【点评】
本题属于浮力模块的基础应用题,核心考察阿基米德原理在气体场景下的应用,不少初学者容易误以为阿基米德原理仅适用于液体,本题可以帮助学生巩固流体浮力的计算逻辑,解题时只需准确对应物理量、正确代入公式即可快速得到结果,计算难度很低。
【难度系数】
0.8
这道题是计算热气球在空气中受到的浮力,我们可以直接利用阿基米德原理来求解:首先明确阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于空气这类流体,热气球完全浸没在空气中,它排开空气的体积就等于热气球自身的体积,接下来直接把已知的空气密度、g的取值、排开空气的体积代入浮力公式,就能算出浮力大小,最后匹配对应选项即可。
【解析】
解:
1. 确定排开空气的体积:热气球浸没在空气中,因此排开空气的体积等于热气球的体积,即$V_{排}=V_{球}=100\ \mathrm{m}^3$。
2. 根据阿基米德原理,热气球受到的浮力为:
$F_{浮}=\rho_{空气}gV_{排}$
3. 代入已知数值$\rho_{空气}=1.29\ \mathrm{kg/m}^3$,$g=10\ \mathrm{N/kg}$,$V_{排}=100\ \mathrm{m}^3$计算:
$F_{浮}=1.29\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 100\ \mathrm{m}^3=1290\ \mathrm{N}$
因此正确选项为B。
【答案】
B
【知识点】
阿基米德原理;气体浮力计算
【点评】
本题属于浮力模块的基础应用题,核心考察阿基米德原理在气体场景下的应用,不少初学者容易误以为阿基米德原理仅适用于液体,本题可以帮助学生巩固流体浮力的计算逻辑,解题时只需准确对应物理量、正确代入公式即可快速得到结果,计算难度很低。
【难度系数】
0.8
4 暑假,小琳和朋友在水上乐园游玩。她穿着凉鞋站在水平造浪池中间,在水位从小琳膝盖慢慢上升至小琳腰间的过程中,下列说法中正确的是 (
A.池底对凉鞋的支持力越来越大
B.小琳的重力越来越大
C.池底对凉鞋的支持力越来越小
D.小琳的重力越来越小
C
)A.池底对凉鞋的支持力越来越大
B.小琳的重力越来越大
C.池底对凉鞋的支持力越来越小
D.小琳的重力越来越小
答案
4. C 【解析】小琳在水中受到重力G、浮力$F_{浮}$及支持力$F_{支}$三个力,且$F_{支}=G-F_{浮}$。随着水位从小琳膝盖慢慢上升至小琳腰间,小琳排开水的体积变大,根据阿基米德原理可知小琳所受浮力变大,小琳的重力始终不变,所以小琳受到的支持力减小。故选C。
解析
【分析】
这道题是浮力结合受力分析的基础应用题,我们可以按三步思路逐步推导:第一步先判断小琳的重力是否变化,重力由自身质量和g值决定,小琳质量没有改变,重力就不会变化,直接排除描述重力改变的B、D选项。第二步分析水位上升过程中浮力的变化趋势:水位从膝盖上升到腰间,小琳浸入水中的体积也就是排开水的体积不断变大,结合阿基米德原理就能判断浮力的变化。第三步对静止站在池底的小琳做竖直方向的受力平衡分析,小琳受向下的重力、向上的浮力、向上的池底支持力,三力平衡,就能推导出支持力的变化规律,最终选出正确选项。
【解析】
1. 重力判断:小琳的质量没有发生变化,根据G=mg可知,小琳的重力始终保持不变,因此B、D选项错误。
2. 浮力变化推导:水位从膝盖上升至腰间的过程中,小琳排开水的体积V排逐渐变大,水的密度ρ水和g均不变,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排,可知小琳受到的浮力逐渐变大。
3. 支持力变化推导:小琳静止在池底,竖直方向受力平衡,向下的总力等于向上的总力,即G=F浮+F支,变形可得F支=G-F浮。由于G不变,F浮逐渐变大,因此池底对凉鞋的支持力F支越来越小,A选项错误,C选项正确。
【答案】
C
【知识点】
受力平衡分析;阿基米德原理;重力的特性
【点评】
本题属于浮力模块的常规基础题,易错点是容易错误认为浸入水中后人体重力会发生变化,只要先明确重力不随浸入水中的体积改变,再通过三力平衡关系结合阿基米德原理推导,就能快速得到正确结论。
【难度系数】
0.8
这道题是浮力结合受力分析的基础应用题,我们可以按三步思路逐步推导:第一步先判断小琳的重力是否变化,重力由自身质量和g值决定,小琳质量没有改变,重力就不会变化,直接排除描述重力改变的B、D选项。第二步分析水位上升过程中浮力的变化趋势:水位从膝盖上升到腰间,小琳浸入水中的体积也就是排开水的体积不断变大,结合阿基米德原理就能判断浮力的变化。第三步对静止站在池底的小琳做竖直方向的受力平衡分析,小琳受向下的重力、向上的浮力、向上的池底支持力,三力平衡,就能推导出支持力的变化规律,最终选出正确选项。
【解析】
1. 重力判断:小琳的质量没有发生变化,根据G=mg可知,小琳的重力始终保持不变,因此B、D选项错误。
2. 浮力变化推导:水位从膝盖上升至腰间的过程中,小琳排开水的体积V排逐渐变大,水的密度ρ水和g均不变,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排,可知小琳受到的浮力逐渐变大。
3. 支持力变化推导:小琳静止在池底,竖直方向受力平衡,向下的总力等于向上的总力,即G=F浮+F支,变形可得F支=G-F浮。由于G不变,F浮逐渐变大,因此池底对凉鞋的支持力F支越来越小,A选项错误,C选项正确。
【答案】
C
【知识点】
受力平衡分析;阿基米德原理;重力的特性
【点评】
本题属于浮力模块的常规基础题,易错点是容易错误认为浸入水中后人体重力会发生变化,只要先明确重力不随浸入水中的体积改变,再通过三力平衡关系结合阿基米德原理推导,就能快速得到正确结论。
【难度系数】
0.8
5 [2025 四川眉山期末]如图所示为我国某新型战略核潜艇。它在海面上航行时排水量为9 000吨,它此时受到的浮力为

$9×10^{7}$
N。($g$取10 N/kg,$\rho_{海水}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$)答案
5. $9×10^{7}$ 【解析】该潜艇在海面上航行时排水量为9000 t,即$m_{排}=9000t=9×10^{6}kg$;由阿基米德原理可得其受到的浮力$F_{浮}=$$G_{排}=m_{排}g=9×10^{6}kg×10N/kg=9×10^{7}N$。
解析
【分析】
这道题考察浮力的基础计算,解题思路很清晰:首先明确“排水量”的物理含义,就是舰船排开的海水的总质量。第一步先把题目给出的排水量的单位从吨换算为千克,得到排开海水的质量数值;第二步直接应用阿基米德原理,舰船受到的浮力等于它排开液体的重力,也就是$F_浮=G_排=m_排g$,代入题目给出的g的取值,就能直接算出浮力的大小,不需要额外复杂推导。
【解析】
1. 单位换算:已知潜艇在海面航行时的排水量$m_排=9000\ \mathrm{t}$,换算为千克单位:
$m_排=9000×10^3\ \mathrm{kg}=9×10^6\ \mathrm{kg}$
2. 根据阿基米德原理,潜艇受到的浮力等于排开海水的重力:
$F_浮=G_排=m_排g$
代入数值$m_排=9×10^6\ \mathrm{kg}$,$g=10\ \mathrm{N/kg}$,得:
$F_浮=9×10^6\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 9×10^7\ \mathrm{N}$
【答案】
$9×10^{7}$
【知识点】
阿基米德原理;浮力计算
【点评】
本题属于浮力章节的基础题型,直接考察阿基米德原理的最基础应用,只要明确排水量的定义,做好质量的单位换算,代入公式即可得到结果,没有设置复杂陷阱,适合巩固浮力基础概念。
【难度系数】
0.9
这道题考察浮力的基础计算,解题思路很清晰:首先明确“排水量”的物理含义,就是舰船排开的海水的总质量。第一步先把题目给出的排水量的单位从吨换算为千克,得到排开海水的质量数值;第二步直接应用阿基米德原理,舰船受到的浮力等于它排开液体的重力,也就是$F_浮=G_排=m_排g$,代入题目给出的g的取值,就能直接算出浮力的大小,不需要额外复杂推导。
【解析】
1. 单位换算:已知潜艇在海面航行时的排水量$m_排=9000\ \mathrm{t}$,换算为千克单位:
$m_排=9000×10^3\ \mathrm{kg}=9×10^6\ \mathrm{kg}$
2. 根据阿基米德原理,潜艇受到的浮力等于排开海水的重力:
$F_浮=G_排=m_排g$
代入数值$m_排=9×10^6\ \mathrm{kg}$,$g=10\ \mathrm{N/kg}$,得:
$F_浮=9×10^6\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 9×10^7\ \mathrm{N}$
【答案】
$9×10^{7}$
【知识点】
阿基米德原理;浮力计算
【点评】
本题属于浮力章节的基础题型,直接考察阿基米德原理的最基础应用,只要明确排水量的定义,做好质量的单位换算,代入公式即可得到结果,没有设置复杂陷阱,适合巩固浮力基础概念。
【难度系数】
0.9
6 [2024 山东临沂期中]当地时间2024年3月24日,在2024年世界泳联跳水世界杯柏林站女子10米台决赛中,中国选手全红婵夺得冠军。全红婵从刚接触水面到完全浸入水中再到下沉到最低点的过程中,所受浮力$F$随深度$h$变化关系如图所示,其中正确的是 (

A
)答案
6. A 【解析】全红婵入水后,一开始随着深度的增加,排开水的体积增加;当全红婵浸没在水中后,随着深度的增加,排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知,全红婵所受浮力F先变大后不变,故A正确,B、C、D错误。故选A。
解析
【分析】
解题时我们可以分阶段梳理浮力的变化规律:首先明确全红婵从刚接触水面到下沉至最低点的整个过程可以分成两个阶段,第一阶段是刚接触水面到身体完全浸入水中,第二阶段是完全浸入水中后继续下沉。结合阿基米德原理,水的密度是恒定的,浮力大小只和排开水的体积有关:第一阶段随着浸入深度增加,排开水的体积不断变大,浮力也随之增大;第二阶段完全浸没后排开水的体积等于自身体积,不再随深度变化,浮力就保持不变。最后将这个先增大后不变的变化规律和四个图像逐一比对,就能选出正确选项。
【解析】
解:将整个过程分两步分析:
1. 从刚接触水面到完全浸入水中的阶段:随着深度h不断增加,人排开水的体积$V_{排}$逐渐增大,水的密度$\rho_{水}$不变,根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,可知浮力F随h的增大而逐渐变大。
2. 完全浸入水中后下沉到最低点的阶段:此时人体已经完全浸没在水中,排开水的体积等于人体自身的体积,不再随深度h的增加发生变化,因此浮力F保持恒定不变。
对比四个选项的图像:
选项A:浮力随h先线性增大,之后保持不变,符合上述规律;
选项B:浮力全程保持不变,不符合刚入水时浮力逐渐增大的特点,错误;
选项C:浮力随h逐渐减小到0,和实际浮力变化规律完全不符,错误;
选项D:浮力随h先减小后不变,不符合实际浮力变化规律,错误。
因此正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
阿基米德原理;浮力的影响因素
【点评】
本题结合跳水运动的真实情境考察浮力的变化判断,属于基础应用题,解题的核心是把入水过程拆分为未完全浸没、完全浸没两个阶段分别分析浮力的变化,避免忽略入水初期排开体积逐渐增大的过程而出错。
【难度系数】
0.8
解题时我们可以分阶段梳理浮力的变化规律:首先明确全红婵从刚接触水面到下沉至最低点的整个过程可以分成两个阶段,第一阶段是刚接触水面到身体完全浸入水中,第二阶段是完全浸入水中后继续下沉。结合阿基米德原理,水的密度是恒定的,浮力大小只和排开水的体积有关:第一阶段随着浸入深度增加,排开水的体积不断变大,浮力也随之增大;第二阶段完全浸没后排开水的体积等于自身体积,不再随深度变化,浮力就保持不变。最后将这个先增大后不变的变化规律和四个图像逐一比对,就能选出正确选项。
【解析】
解:将整个过程分两步分析:
1. 从刚接触水面到完全浸入水中的阶段:随着深度h不断增加,人排开水的体积$V_{排}$逐渐增大,水的密度$\rho_{水}$不变,根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,可知浮力F随h的增大而逐渐变大。
2. 完全浸入水中后下沉到最低点的阶段:此时人体已经完全浸没在水中,排开水的体积等于人体自身的体积,不再随深度h的增加发生变化,因此浮力F保持恒定不变。
对比四个选项的图像:
选项A:浮力随h先线性增大,之后保持不变,符合上述规律;
选项B:浮力全程保持不变,不符合刚入水时浮力逐渐增大的特点,错误;
选项C:浮力随h逐渐减小到0,和实际浮力变化规律完全不符,错误;
选项D:浮力随h先减小后不变,不符合实际浮力变化规律,错误。
因此正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
阿基米德原理;浮力的影响因素
【点评】
本题结合跳水运动的真实情境考察浮力的变化判断,属于基础应用题,解题的核心是把入水过程拆分为未完全浸没、完全浸没两个阶段分别分析浮力的变化,避免忽略入水初期排开体积逐渐增大的过程而出错。
【难度系数】
0.8
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