第138页

信息发布者:
C
C
B
C
C
解:铝块受到的浮力:$F_{浮}=G - F_{示}=6\,\mathrm{N} - 2.8\,\mathrm{N}=3.2\,\mathrm{N}$
铝块上表面刚好与水面相平,上表面所受水的压力$F_{上}=0$
由浮力产生的原因$F_{浮}=F_{下} - F_{上}$得,下表面所受水的压力:$F_{下}=F_{浮}=3.2\,\mathrm{N}$
答案:C
解:
① 小球在甲中漂浮,$G_{球}=F_{浮甲}=G_{排甲}=0.6\ \mathrm{N}$;在乙中沉底,$F_{浮乙}=G_{排乙}=0.4\ \mathrm{N}$,正确。
② $F_{浮甲}=0.6\ \mathrm{N}$,$F_{浮乙}=0.4\ \mathrm{N}$,$F_{浮甲}>F_{浮乙}$,正确。
③ 甲中漂浮:$\rho_{甲}>\rho_{球}$;乙中沉底:$\rho_{乙}<\rho_{球}$,则$\rho_{甲}>\rho_{乙}$,正确。
④ 液体深度$h$相同,$\rho_{甲}>\rho_{乙}$,由$p=\rho gh$得$p_{甲}>p_{乙}$,错误。
结论:①②③正确,选C。
解:冰块A漂浮,熔化前浮力$F_{浮A}=G_{A}=m_{A}g$,由阿基米德原理$F_{浮A}=ρ_{盐水}gV_{排A}$,得$V_{排A}=\frac{m_{A}}{ρ_{盐水}}$。
冰块熔化后,质量不变,$m_{水}=m_{A}$,水的体积$V_{水}=\frac{m_{A}}{ρ_{水}}$。
因为$ρ_{盐水}>ρ_{水}$,所以$V_{水}>V_{排A}$,即熔化后水的体积大于冰块排开盐水的体积,液面上升。
杯底受到液体压强$p=ρgh$,$ρ$为盐水密度,熔化后盐水被稀释,$ρ$变小,$h$虽上升,但$ρ$减小的影响更大,整体$p$变小。
烧杯对桌面压力$F=G_{总}$(总重力不变),压强$p=\frac{F}{S}$不变;物块B悬浮,$ρ_{B}=ρ_{盐水}$,盐水密度变小,$ρ_{B}>ρ_{盐水}'$,B下沉,浮力变小。
综上,杯底受到液体的压强变小,答案选B。
①潜水艇模型通过改变自身重力实现沉浮,正确。
②沉底时浮力小于重力,错误。
③向试管内吹气,水被压出,重力减小,模型上浮,错误。
④向试管外吸气,水进入试管,重力增大,模型下沉,错误。
不正确的有②③④,答案选C。
【分析】
要解决这道题,我们需要结合浮力原理、受力平衡的知识,逐一分析每个选项:
1. 分析氦气球的受力:氦气球除自身重力外,还对维护人员有拉力,根据受力平衡,浮力应等于氦气球重力与拉力之和,因此A选项错误。
2. 氦气球升空的原理:物体上浮的条件是浮力大于自身总重力,氦气密度小于空气密度时,同体积氦气球排开空气的重力(浮力)大于自身重力,才能升空,故B选项错误。
3. 维护人员的受力:“零重力”效果意味着维护人员对面板压力为0,此时维护人员竖直方向仅受重力和拉力,二力平衡,所以拉力等于重力,C选项正确。
4. 重力的本质:重力是地球对物体的吸引力,不会消失,“零重力”是指对面板压力为0,并非重力变为零,D选项错误。
【解析】
逐一分析各选项:
A选项:氦气球对维护人员有向上的拉力,因此氦气球受到的浮力大小等于自身重力与拉力之和,并非仅等于自身重力,A错误。
B选项:氦气球可以升空是因为氦气的密度小于空气的密度,此时氦气球受到的浮力大于自身总重力,从而能上浮,B错误。
C选项:当形成“零重力”效果时,维护人员对面板的压力为0,此时维护人员在竖直方向上只受重力和氦气球的拉力,二力平衡,所以拉力大小等于其重力大小,C正确。
D选项:重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,“零重力”是指维护人员对面板的压力为0,并非维护人员的重力变为零,D错误。
【答案】
C
【知识点】
浮力原理、受力平衡、重力的本质
【点评】
本题考查了浮力、重力及受力平衡的相关知识,解题关键是正确分析物体受力情况,理解“零重力”的实际含义,同时明确物体上浮的条件。
【难度系数】
0.6
【分析】
1. 第(1)问:利用称重法测浮力,浮力等于物体重力减去浸没时弹簧测力计的拉力,从图中获取金属块重力和未知液体中测力计示数,代入公式即可计算。
2. 第(2)问:对比A、D、E三图,控制排开液体体积和浸没深度相同,改变液体密度,通过测力计示数变化分析浮力与液体密度的关系。
3. 第(3)问:先通过A、D图算出金属块在水中的浮力,结合阿基米德原理求出金属块体积,再利用未知液体中的浮力,通过阿基米德原理变形公式计算未知液体密度。
【解析】
(1) 由图A可知金属块重力$G=4\mathrm{N}$,图E中金属块浸没在未知液体中时测力计示数$F_{\mathrm{示}}=3.2\mathrm{N}$,根据称重法:
$F_{\mathrm{浮液}}=G-F_{\mathrm{示}}=4\mathrm{N}-3.2\mathrm{N}=0.8\mathrm{N}$。
(2) A、D、E中金属块均浸没,排开液体体积相同,液体密度不同,测力计示数不同即浮力不同,说明浸没在液体中的物体所受浮力大小与液体密度有关。
(3) 由A、D图得金属块在水中的浮力:
$F_{\mathrm{浮水}}=G-F_{\mathrm{示D}}=4\mathrm{N}-3\mathrm{N}=1\mathrm{N}$,
根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{液}}gV_{\mathrm{排}}$,金属块体积(浸没时$V=V_{\mathrm{排}}$):
$V=\frac{F_{\mathrm{浮水}}}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\frac{1\mathrm{N}}{1.0×10^{3}\mathrm{kg/m^{3}}×10\mathrm{N/kg}}=1×10^{-4}\mathrm{m^{3}}$,
未知液体中$V_{\mathrm{排}}=V$,由$F_{\mathrm{浮液}}=\rho_{\mathrm{液}}gV_{\mathrm{排}}$得未知液体密度:
$\rho_{\mathrm{液}}=\frac{F_{\mathrm{浮液}}}{gV}=\frac{0.8\mathrm{N}}{10\mathrm{N/kg}×1×10^{-4}\mathrm{m^{3}}}=0.8×10^{3}\mathrm{kg/m^{3}}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{0.8}$
(2) $\boldsymbol{液体密度}$
(3) $\boldsymbol{0.8×10^{3}}$
【知识点】
称重法测浮力、阿基米德原理、影响浮力的因素
【点评】
本题通过控制变量法探究浮力影响因素,结合称重法与阿基米德原理进行密度计算,考查浮力知识的综合应用,需熟练掌握控制变量法和公式的灵活变形。
【难度系数】
0.6