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5. [新课标·科学推理] 如图所示,两只相同的气球,分别充入氢气和空气,充气后体积相同,放飞气球时只有充入氢气的气球升到空中。若它们在空气中受到的浮力分别为F氢和F空,则下列说法中正确的是(不考虑高度对空气密度的影响)(P8202002)( )

A. F氢>F空
B. F氢=F空
C. F氢<F空
D. 条件不足,无法比较
A. F氢>F空
B. F氢=F空
C. F氢<F空
D. 条件不足,无法比较
答案:
B 气球是浸没在空气中的,所受浮力的大小与气球排开空气的体积、空气的密度有关。两只气球体积相同,排开空气的体积、空气的密度均相同,所以受到浮力的大小相等。
6.(2024广西南宁模拟)装有水的柱状容器置于水平地面上,正方体物块悬浮在水中,其上表面与液面平行,若物块上表面受到水的压力为F1、下表面受到水的压力为F2、受到的重力为G、受到的浮力为F浮,则( )
A. F1大于F2
B. F1与F2是一对平衡力
C. F1与F2的合力大小大于F浮
D. F1与F2的合力大小等于G
A. F1大于F2
B. F1与F2是一对平衡力
C. F1与F2的合力大小大于F浮
D. F1与F2的合力大小等于G
答案:
D 物块的下表面所处的深度较大,由$p = \rho gh$可知,下表面受到液体的压强较大,由$F = pS$可知,下表面受到液体的压力较大,即$F_{1}$小于$F_{2}$,因此两个力不是一对平衡力,故A、B错误;根据浮力产生的原因可知,浮力的大小等于$F_{1}$与$F_{2}$合力的大小,正方体物块静止在水中处于平衡状态,其受到的浮力与重力是一对平衡力,两个力大小相等,因此重力的大小等于$F_{1}$与$F_{2}$合力的大小,故C错误,D正确。
7.(2024福建漳平期中,13,★☆☆)如图所示,a、b是可自由移动的物体,c、d是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水。下列说法正确的是( )

A. a、b、c、d都受到浮力
B. a、b、c受到浮力,d不受浮力
C. a、b受到浮力,c、d不受浮力
D. a受到浮力,b、c、d不受浮力
A. a、b、c、d都受到浮力
B. a、b、c受到浮力,d不受浮力
C. a、b受到浮力,c、d不受浮力
D. a受到浮力,b、c、d不受浮力
答案:
B 由图可知,a上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对a上、下表面产生了压力差,故a受浮力的作用;水对b、c的上、下表面都产生了压力,故b、c都受浮力的作用;d上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,故d不受浮力的作用,故A、C、D不符合题意,B符合题意。故选B。
8. [新课标·科学推理](2023湖北武汉期末,20改编,★★☆)在弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后圆柱体逐渐浸入水中。整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h的变化关系如图所示。忽略烧杯中水面高度的变化。则:
(1)当圆柱体逐渐浸入水中时F逐渐减小,直到圆柱体浸没在水中后F不变,这说明物体所受浮力的大小与物体______________________________有关;
(2)分析图像可知:圆柱体的重力为_______N,所受的最大浮力为_______N,圆柱体的高为_______m。
(1)当圆柱体逐渐浸入水中时F逐渐减小,直到圆柱体浸没在水中后F不变,这说明物体所受浮力的大小与物体______________________________有关;
(2)分析图像可知:圆柱体的重力为_______N,所受的最大浮力为_______N,圆柱体的高为_______m。
答案:
答案 (1)浸入液体的体积 (2)6 4 0.03
解析 当圆柱体逐渐浸入水中时,受到竖直向下的重力G、竖直向上的浮力$F_{浮}$、弹簧测力计的拉力$F_{拉}$,圆柱体处于平衡状态,则$G = F_{浮}+F_{拉}$,弹簧测力计的示数F与物体受到弹簧测力计的拉力大小相等,故$F_{浮}=G - F$,由题图可知,当圆柱体下降的高度h在0~3 cm时,弹簧测力计示数不变,圆柱体未浸入水中,不受浮力,此时弹簧测力计的示数与圆柱体所受重力大小相等,则$G = 6 N$;当h在3~6 cm时,弹簧测力计的示数逐渐减小,说明圆柱体受到的浮力逐渐增大,圆柱体受到的最大浮力$F_{浮大}=6 N - 2 N = 4 N$,圆柱体的高为0.03 m;当h在6~7 cm时,圆柱体浸没在液体中,圆柱体浸入液体的体积不变,弹簧测力计的示数不变,物体受到的浮力大小也不变;综上所述,说明物体所受浮力的大小与物体浸入液体的体积有关,与物体浸没在液体中的深度无关。
解析 当圆柱体逐渐浸入水中时,受到竖直向下的重力G、竖直向上的浮力$F_{浮}$、弹簧测力计的拉力$F_{拉}$,圆柱体处于平衡状态,则$G = F_{浮}+F_{拉}$,弹簧测力计的示数F与物体受到弹簧测力计的拉力大小相等,故$F_{浮}=G - F$,由题图可知,当圆柱体下降的高度h在0~3 cm时,弹簧测力计示数不变,圆柱体未浸入水中,不受浮力,此时弹簧测力计的示数与圆柱体所受重力大小相等,则$G = 6 N$;当h在3~6 cm时,弹簧测力计的示数逐渐减小,说明圆柱体受到的浮力逐渐增大,圆柱体受到的最大浮力$F_{浮大}=6 N - 2 N = 4 N$,圆柱体的高为0.03 m;当h在6~7 cm时,圆柱体浸没在液体中,圆柱体浸入液体的体积不变,弹簧测力计的示数不变,物体受到的浮力大小也不变;综上所述,说明物体所受浮力的大小与物体浸入液体的体积有关,与物体浸没在液体中的深度无关。
9.(2024河南焦作期末,17,★☆☆)如图所示,一个用细绳系于地面飘飞的氦气球静止在空中。请画出此时氦气球所受的浮力以及绳子对地面拉力的示意图(假设氦气球的重心位于O点)。
答案:
答案 如图所示
解析 氦气球所受的浮力竖直向上,作用在氦气球的重心O点上;绳子对地面的拉力作用在地面上,方向为沿绳子斜向上。
易错警示
物体受到的浮力方向总是竖直向上的,与物体所处的位置、运动状态等无关。
答案 如图所示
解析 氦气球所受的浮力竖直向上,作用在氦气球的重心O点上;绳子对地面的拉力作用在地面上,方向为沿绳子斜向上。
易错警示
物体受到的浮力方向总是竖直向上的,与物体所处的位置、运动状态等无关。
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