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大于
小于
等于
悬浮
重力
不变
不变
变小
增大
增大
不变
变大
变大
3
3
变大
不变
上浮
6.4
上浮
4.9
变小
变小
不变
$>$
下沉
重力
小于
液体密度
B
【分析】
首先回忆浸没在液体中物体的受力情况,物体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,物体的运动状态由这两个力的大小关系决定。当浮力大于重力时,合力向上,物体向上运动;当浮力小于重力时,合力向下,物体向下运动;当浮力等于重力时,合力为零,物体保持静止,处于悬浮状态。我们可以根据力与运动的关系,逐一确定每个空的内容。
【解析】
浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力:
1. 当浮力大于重力时,物体所受合力方向竖直向上,物体就会上浮;
2. 当浮力小于重力时,物体所受合力方向竖直向下,物体就会下沉;
3. 当浮力等于重力时,物体所受合力为零,会在液体中保持静止,处于悬浮状态。
【答案】
大于;小于;等于;悬浮
【知识点】
物体的浮沉条件
【点评】
本题考查物体浮沉条件的基本内容,属于基础概念题,需要准确理解浮力与重力的大小关系对物体运动状态的影响,是力学中的基础知识点,务必牢记。
【难度系数】
0.9
【分析】
1. 对于漂浮在液面上的物体,其处于静止状态,竖直方向仅受重力和浮力,根据二力平衡条件,这两个力大小相等,因此浮力等于重力。
2. 轮船的重力由自身质量决定,从内河驶入大海时,轮船质量不变,根据G=mg可知重力大小不变。
3. 轮船始终处于漂浮状态,根据漂浮条件,浮力与重力大小相等,因此浮力大小也不变。
4. 根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,变形可得V排=F浮/(ρ液g),浮力F浮不变,g为常量,而海水密度大于内河淡水密度,因此排开液体的体积会变小。
【解析】
1. 漂浮在液面上的物体受力平衡,竖直方向重力与浮力是一对平衡力,故浮力等于重力。
2. 轮船质量不变,由G=mg可知,其重力大小不变。
3. 轮船始终漂浮,满足F浮=G,重力不变则浮力大小不变。
4. 由阿基米德原理F浮=ρ液gV排,当F浮、g不变时,ρ液越大,V排越小,海水密度大于内河淡水密度,所以排开液体的体积变小。
【答案】
重力;不变;不变;变小
【知识点】
漂浮条件、阿基米德原理、重力特性
【点评】
本题是浮力基础综合题,核心考查漂浮条件与阿基米德原理的结合应用,需要理清受力平衡关系及物理量间的逻辑联系,是浮力部分的常考题型,需熟练掌握相关规律。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先结合生活常识和物理知识分析:饺子受热膨胀,直观上体积会发生改变;再根据阿基米德原理判断浮力变化。解题思路为:先确定饺子体积的变化——受热膨胀必然导致体积增大;再依据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,水的密度不变,排开水的体积随饺子体积增大而增大,因此浮力会增大,当浮力大于饺子重力时,饺子就会浮起来。
【解析】
1. 饺子受热膨胀,其体积会增大;
2. 根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,水的密度$\rho_{水}$不变,g为常量,饺子体积增大导致排开水的体积$V_{排}$增大,因此浮力增大。当浮力大于饺子的重力时,饺子就会浮起来。
【答案】
增大;增大
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题结合煮饺子的生活常见现象,考查对阿基米德原理的理解与应用,需将生活现象与物理知识建立联系,掌握体积变化对浮力的影响是解题关键,属于基础应用型题目。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先分析重力:重力大小由物体质量和重力加速度g决定,橡皮泥仅形状改变,所含物质多少(质量)不变,g也不变,根据G=mg可知,其受到的重力不变。
接着分析浮力:原橡皮泥下沉,浮力小于重力;捏成船形后浮在水面,浮力等于重力,因重力不变,所以浮力变大。
最后分析排开水的体积:根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排,水的密度ρ水和g不变,浮力变大时,排开水的体积必然变大。
【解析】
1. 重力:橡皮泥只是形状改变,质量未变,由G=mg可知,受到的重力不变;
2. 浮力:橡皮泥下沉时浮力小于重力,捏成船形漂浮时浮力等于重力,重力不变,故浮力变大;
3. 排开水的体积:根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排,ρ水和g不变,浮力变大则排开水的体积变大。
【答案】
不变;变大;变大
【知识点】
重力的决定因素、阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题通过橡皮泥形变的情境,综合考查重力与浮力的核心知识点,重点引导学生理解质量与形状无关,结合浮沉条件和阿基米德原理分析物理量变化,是对基础概念的典型应用。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,我们可以分两步思考:
1. 计算空心铁球的重力:首先需要将质量单位从克换算为千克(因为公式中g的单位是N/kg),再利用重力计算公式G=mg求出重力。
2. 分析悬浮时的浮力:根据物体的浮沉条件,当物体悬浮在液体中时,物体受到的浮力等于自身的重力,因此浮力大小等于第一步算出的重力值。
【解析】
1. 单位换算:铁球的质量$ m=300\,\mathrm{g}=0.3\,\mathrm{kg} $;
2. 计算铁球的重力:根据重力公式$ G=mg $,代入数据得$ G=0.3\,\mathrm{kg} × 10\,\mathrm{N/kg}=3\,\mathrm{N} $;
3. 分析悬浮时的浮力:当铁球悬浮在水中时,根据物体浮沉条件,悬浮状态下浮力等于重力,即$ F_{\mathrm{浮}}=G=3\,\mathrm{N} $。
【答案】
3;3
【知识点】
重力的计算;物体浮沉条件
【点评】
本题考查重力公式的应用和物体悬浮时的浮沉条件,属于基础题型,解题时需注意质量单位的换算,以及准确掌握悬浮状态下浮力与重力的关系。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,我们可以结合物体的漂浮条件和阿基米德原理逐步分析:
1. 第一个空:远洋轮船始终处于漂浮状态,漂浮时浮力等于物体的总重力。装上货物后,轮船的总重力增大,根据漂浮条件$ F_{浮}=G_{总} $,可知它受到的浮力会变大。
2. 第二个空:船由内河驶入大海后,仍然处于漂浮状态,轮船和货物的总重力没有改变,根据漂浮条件,浮力始终等于总重力,所以受到的浮力不变。
3. 第三个空:根据阿基米德原理$ F_{浮}=\rho_{液}gV_{排} $,浮力不变时,液体密度越大,排开液体的体积越小。海水的密度大于内河河水的密度,所以船排开海水的体积比排开河水的体积小,因此船身相对于水面将上浮。
【解析】
1. 轮船装上货物时:
轮船始终漂浮,根据漂浮条件 $ F_{浮} = G_{总} $。装上货物后,轮船的总重力 $ G_{总} $ 增大,因此它受到的浮力变大。
2. 船由内河驶入大海时:
船仍处于漂浮状态,总重力 $ G_{总} $ 不变,由漂浮条件可知,它受到的浮力不变。
3. 根据阿基米德原理 $ F_{浮} = \rho_{液}gV_{排} $,在 $ F_{浮} $ 不变时,$ \rho_{液} $ 越大,$ V_{排} $ 越小。因为海水密度 $ \rho_{海水} > \rho_{河水} $,所以船排开海水的体积小于排开河水的体积,船身相对于水面将上浮。
【答案】
变大;不变;上浮
【知识点】
物体漂浮条件;阿基米德原理
【点评】
本题考查漂浮条件与阿基米德原理的综合应用,核心是抓住轮船始终漂浮的特点,明确浮力与总重力的关系,再结合液体密度变化分析排液体积的变化,是浮力部分的基础典型题。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先,计算金属球浸没在酒精中时的浮力,需利用阿基米德原理,此时排开酒精的体积等于金属球的体积,注意先统一单位;接着比较浸没时的浮力与金属球的重力,根据物体浮沉条件判断松手后的运动状态;最后,金属球静止时处于漂浮状态,根据漂浮条件,此时浮力等于金属球的重力。
【解析】
1. 计算浸没时的浮力:
已知金属球浸没在酒精中,排开酒精的体积 $ V_{排} = V_{球} = 0.8\ \mathrm{dm}^3 = 0.8 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^3 $,
根据阿基米德原理 $ F_{浮} = \rho_{液}gV_{排} $,代入数据:
$ F_{浮} = 0.8 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 0.8 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^3 = 6.4\ \mathrm{N} $。
2. 判断松手后的运动状态:
金属球的重力 $ G = 4.9\ \mathrm{N} $,因为 $ F_{浮} = 6.4\ \mathrm{N} > G = 4.9\ \mathrm{N} $,根据物体浮沉条件,松手后金属球将上浮。
3. 计算静止时的浮力:
当金属球静止时,处于漂浮状态,根据漂浮条件,此时受到的浮力等于重力,即 $ F_{浮}' = G = 4.9\ \mathrm{N} $。
【答案】
6.4;上浮;4.9
【知识点】
阿基米德原理;物体浮沉条件;漂浮条件
【点评】
本题考查浮力计算与浮沉条件的综合应用,解题关键是正确进行单位换算,熟练运用阿基米德原理和浮沉条件,明确漂浮状态下浮力与重力的等量关系。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决这道题,我们可以分步骤结合相关物理知识分析:
1. 分析内部空气密度变化:空气受热膨胀,部分空气会从孔明灯内逸出,内部空气的质量减小,而孔明灯的容积(即内部空气的体积)不变,根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,质量减小、体积不变时,密度会变小。
2. 分析自身重力变化:孔明灯的总重力包括灯体和内部空气的重力,内部空气质量减小,根据$G=mg$,总质量减小则总重力变小。
3. 分析浮力变化:根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{外部空气}gV_{排}$,孔明灯的体积不变,即排开外部空气的体积$V_{排}$不变,外部空气的密度和$g$也不变,所以浮力不变。
4. 分析升空条件:当物体受到的浮力大于自身重力时,合力向上,物体就会向上运动,所以当$F_{浮}>G$时,孔明灯升空。
【解析】
1. 点燃燃料后,孔明灯内部空气受热膨胀,部分空气溢出,内部空气质量$m$减小,体积$V$不变,由$\rho=\frac{m}{V}$可知,密度变小;
2. 孔明灯的总重力$G=mg$,总质量减小,因此自身重力变小;
3. 根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{外}gV_{排}$,孔明灯排开外部空气的体积$V_{排}$等于其自身体积,外部空气密度$\rho_{外}$和$g$均不变,所以受到的浮力不变;
4. 当浮力大于自身重力($F_{浮}>G$)时,孔明灯受到向上的合力,从而升空。
【答案】
变小;变小;不变;>
【知识点】
密度的影响因素、重力的计算、阿基米德原理
【点评】
本题结合生活中的孔明灯现象,综合考查密度、重力、浮力的相关知识,需要将物理公式与实际现象结合分析,理解各物理量之间的逻辑关系,属于基础应用型题目。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先回忆物体浮沉条件:当物体所受浮力等于重力时悬浮,浮力大于重力时上浮,浮力小于重力时下沉。潜艇悬浮在水中时,浮力等于自身重力。向水舱充水时,潜艇的总重力会增大,而潜艇排开水的体积不变,根据阿基米德原理,浮力大小不变,此时重力大于浮力,潜艇将下沉。潜艇的体积固定,无法改变排开水的体积来改变浮力,因此是通过改变自身所受的重力来控制浮沉的。
【解析】
1. 潜艇悬浮在水中时,根据物体浮沉条件,此时潜艇受到的浮力等于自身的重力($F_{浮}=G$)。
2. 当向水舱内充水时,潜艇的总质量增加,总重力$G$变大。由于潜艇外壳体积固定,排开水的体积不变,根据阿基米德原理,潜艇受到的浮力$F_{浮}$保持不变。
3. 此时$G>F_{浮}$,根据物体浮沉条件,潜艇将下沉。
4. 潜艇无法改变排开水的体积,即浮力大小不变,因此它是通过改变自身所受的重力来控制浮沉的。
【答案】
下沉;重力
【知识点】
物体浮沉条件、潜艇浮沉原理
【点评】
本题考查潜艇浮沉的核心原理,需结合物体浮沉条件分析浮力与重力的关系变化。题目属于基础概念题,重点在于理解潜艇通过改变自身重力实现浮沉的本质,强化对浮沉条件的应用能力。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先回忆物体浮沉的核心条件:当物体所受浮力小于自身重力时,物体下沉;浮力等于重力时悬浮;浮力大于重力时上浮。新鲜鸡蛋在清水中下沉,由此可直接判断浮力与重力的大小关系。对于加盐后鸡蛋上浮的情况,清水中加入食盐会使液体密度增大,而鸡蛋排开液体的体积不变,根据阿基米德原理,浮力会随液体密度增大而变大,最终实现上浮,这是通过改变液体密度来改变物体浮沉状态的典型实例。
【解析】
1. 根据物体浮沉条件:当物体处于下沉状态时,其所受浮力小于自身重力,因此新鲜鸡蛋放入清水中下沉,是因为鸡蛋受到的浮力小于它的重力。
2. 在清水中加入适量食盐后,液体的密度增大,鸡蛋排开液体的体积保持不变,由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知,鸡蛋受到的浮力会增大,当浮力大于重力时鸡蛋上浮,这是通过改变液体密度的方法来改变物体的浮沉。
【答案】
小于;液体密度
【知识点】
1. 物体浮沉条件
2. 阿基米德原理应用
【点评】
本题结合生活常见现象考查物体浮沉条件及浮力影响因素的基础应用,难度较低,需要学生熟练掌握浮沉条件规律,并能结合阿基米德原理分析浮沉状态改变的原因,属于基础理解类题目。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,需分别分析潜艇受到的液体压强和浮力的变化:
1. 分析压强变化:回忆液体压强公式$ p = \rho gh $,其中$ \rho $是液体密度,$ g $是重力加速度,$ h $是深度。潜艇从水面下2m到20m,深度$ h $增大,水的密度$ \rho $和$ g $均不变,因此根据公式可知压强会增大。
2. 分析浮力变化:根据阿基米德原理$ F_{浮} = \rho_{液}gV_{排} $,潜艇潜入水中的过程中,排开水的体积$ V_{排} $等于潜艇自身的体积,潜艇体积不变,所以$ V_{排} $不变;水的密度$ \rho_{液} $和$ g $也不变,因此浮力大小不变。
综上,压强增大,浮力不变,对应选项B。
【解析】
1. 液体压强的变化:
根据液体压强公式$ p = \rho gh $,水的密度$ \rho $恒定,$ g $为常量,潜艇在潜入过程中,深度$ h $从2m增加到20m,$ h $逐渐增大,因此潜艇受到的液体压强$ p $增大。
2. 浮力的变化:
根据阿基米德原理$ F_{浮} = \rho_{水}gV_{排} $,潜艇潜入水下时,排开水的体积$ V_{排} $等于潜艇的自身体积,在整个过程中潜艇体积不变,故$ V_{排} $不变;水的密度$ \rho_{水} $和$ g $均不变,因此潜艇受到的浮力$ F_{浮} $保持不变。
所以潜艇受到的压强增大,浮力不变,答案选B。
【答案】
B
【知识点】
液体压强的影响因素;阿基米德原理
【点评】
本题是力学基础题型,重点考查液体压强和浮力的影响因素,要求学生准确掌握液体压强公式、阿基米德原理的应用,明确深度变化对压强的影响、排开液体体积变化对浮力的影响,避免混淆两者的决定因素。
【难度系数】
0.8