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信息发布者:
(b)
(e)
液体的密度
控制变量
A
D
【分析】
要解决这道题,我们可以分阶段分析饮料罐的受力变化:
1. 初始状态:饮料罐漂浮在水面,此时浮力等于自身重力,所以初始浮力不为0;
2. 按压过程第一阶段:将漂浮的饮料罐缓慢按入水中直到完全浸没,此过程中饮料罐排开水的体积逐渐增大,根据阿基米德原理,浮力会随排开体积的增大而逐渐变大;
3. 按压过程第二阶段:饮料罐完全浸没后,继续向下按压,此时排开水的体积不再变化,根据阿基米德原理,浮力将保持不变。
我们需要根据这三个状态的浮力变化,匹配对应的图像。
【解析】
1. 初始时,饮料罐漂浮在水面,根据物体浮沉条件,此时浮力等于饮料罐的重力,所以初始浮力不为0,排除选项B;
2. 当缓慢按入水中时,饮料罐排开水的体积$V_{排}$逐渐增大,由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知,浮力$F_{浮}$会随$V_{排}$的增大而逐渐变大,排除选项C;
3. 当饮料罐完全浸没在水中后,继续向下按压,$V_{排}$保持不变,因此浮力大小不再变化,排除选项D;
只有选项A符合“初始浮力不为0,先逐渐增大,后保持不变”的变化规律。
【答案】
A
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题考查阿基米德原理与物体浮沉条件的综合应用,解题的关键是分阶段分析按压过程中排开水的体积变化,进而判断浮力的变化规律。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决这道题,可分两步分析:首先分析气泡内气体压强的变化,气泡上升时深度减小,结合液体压强公式可知压强的变化;再根据压强变化对气泡体积的影响,结合阿基米德原理分析浮力的变化。先回忆液体压强的影响因素,液体压强随深度减小而减小,所以气泡上升时,外部水的压强变小,气泡内气体压强也变小,气泡体积会因此变大;接着根据阿基米德原理,排开液体的体积变大时,浮力会变大,由此可判断出正确选项。
【解析】
1. 分析气泡内气体压强:
气泡在上升过程中,所处的深度$h$逐渐减小,根据液体压强公式$ p = \rho gh $(其中$\rho$为海水密度,$g$为重力加速度),由于海水密度$\rho$和$g$均不变,深度$h$减小,所以气泡受到的外部水的压强变小,气泡内气体压强也随之变小,气泡体积会变大。
2. 分析气泡受到的浮力:
根据阿基米德原理$ F_{浮} = \rho_{液}gV_{排} $,海水的密度$\rho_{液}$不变,$g$为常量,气泡体积变大,排开海水的体积$V_{排}$变大,因此气泡受到的浮力变大。
【答案】
D
【知识点】
阿基米德原理、液体压强的影响因素
【点评】
本题结合海底的实际场景,考查液体压强与浮力的综合应用,需要结合气泡上升过程中的深度和体积变化,运用对应的物理规律分析判断,属于基础类题目,能帮助巩固对相关物理规律的理解与应用。
【难度系数】
0.7