2020-2021全国各地中考物理分类:浮力类问题综合题汇编含详细答案
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一、初中物理浮力类问题
1.水平桌面上有甲、乙两个相同的溢水杯,装满不同密度的液体。
现将小球A 分别放入两溢水杯中,小球静止时的情景和溢出的液体如图所示,从甲杯中溢出的液体所受重力为G 甲 =0.9N ,从乙杯中溢出的液体所受重力为G 乙=0.8N ,小球在甲杯中所受的浮力为F 甲,在乙杯中所受的浮力为F 乙。
则下列说法中正确的是( )
A .因为A 在乙杯中排开的液体体积较大,所以有F 乙>F 甲
B .A 的重力为0.9N ,它在乙杯中受到浮力为0.8N
C .液体对甲杯底的压强等于液体对乙杯底的压强
D .甲杯对桌面的压力小于乙杯对桌面的压力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
AB .由阿基米德原理可知,浮力等于排开液体的重力,G 甲>G 乙,因此F 甲> F 乙,又因为甲中A 漂浮,浮力等于重力为0.9N ,乙中浮力等于排开液体的重力为0.8N ,故A 错误,B 正确;
C .由图像可知甲中A 漂浮,A ρρ甲>,乙中A 沉底,A ρρ乙<,因此ρρ甲乙>,由
p gh ρ=可知深度相同时,液体对甲杯底的压强大于液体对乙杯底的压强,故C 错误;
D .甲杯对桌面的压力为
A =F G G G ++甲杯液甲
乙杯对桌面的压力
A =F G G G ++乙杯液乙
由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积,同时甲的密度大于乙的密度,由
G mg Vg ρ==
可知
G G 液甲液乙>
因此可得
F F 甲乙>
故D 错误。
故选B 。
2.在水平桌面上,有甲、乙两个完全相同的烧杯,甲、乙两杯中盐水的密度分别为ρ甲和ρ
乙。
把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中漂浮在盐水表面,而在乙杯中
却悬浮在盐水中,经测量放入鸡蛋后甲、乙两杯中液面高度相同,如图所示,鸡蛋在甲、乙两杯中所受盐水压力的合力分别为F 甲和F 乙,鸡蛋所受的浮力分别为'
F 甲 和'
F 乙 ,盐水对杯底的压强分别为p 甲和p 乙。
则下列结论中正确的是( )
A .F 甲<F 乙
B .'F 甲>'
F 乙 C .ρ甲<ρ乙 D .p 甲>p 乙
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
AB .由浮力产生的原因可知鸡蛋在甲、乙两杯中所受盐水压力的合力即为浮力,甲中鸡蛋漂浮,浮力等于重力,乙中鸡蛋悬浮浮力等于重力,因此F 甲=F 乙,'
F 甲='
F 乙,故AB 错误; CD .甲中鸡蛋漂浮,因此ρ甲>ρ蛋,乙中鸡蛋悬浮,因此ρ乙=ρ蛋,因此ρ甲>ρ乙,由p gh ρ= 可知,深度相同,p 甲>p 乙,故C 错误,D 正确; 故选D 。
3.如图所示,一薄壁圆柱形容器盛有水,用弹簧测力计竖直吊着重为10牛的实心物块A 浸在水中,物块A 处于静止状态,与物块A 未浸入水中相比较,下列说法正确的是( )
A .物块A 受到的浮力等于10牛
B .水对容器底部的压力增加量等于10牛
C .水对容器底部的压力保持不变
D .容器对水平地面的压力增加量小于10牛
【答案】D 【解析】 【详解】
A .由图示可知,测力计的示数不为零,根据F 浮= F 1-F 2,所以可知物块所受的浮力应小于物块的重力10N ,故A 错误;
B.水对容器底部压力的增加量等于浮力的大小,也小于10N,故B错误;
C.水对容器底部的压力变大(等于浮力),故C错误;
D.容器对水平地面的压力增加量等于10N减去浮力,小于10N,故D正确。
4.小雪和小雨姊妹两个随家长去饭店吃饭时,在水平桌面上有完全相同的甲、乙两个圆柱形玻璃杯,其家长根据小雪和小雨的个人爱好分别倒入质量相同的雪碧和桃汁(如图甲、乙),姊妹两个又将果盘内的两个小柑橘分别投入雪碧和桃汁中(假设两个柑橘完全相同),静止时如图丙、丁所示,小雪和小雨对此现象展开讨论得到如下结论,其中正确的是()
①甲、乙两种情况时,甲玻璃杯底受到雪碧的压强大
②丙、丁两种情况时,丁玻璃杯中桃汁内的柑橘受到的浮力大
③丙、丁两种情况时,丁玻璃杯中桃汁对玻璃杯底的压强大
④丙、丁两种情况时,丙玻璃杯对桌面的压强大
A.只有②③正确B.只有②④正确
C.只有①②正确D.只有③④正确
【答案】A
【解析】
【详解】
①甲、乙两种情况时,雪碧和桃汁质量相同,则重力相同,对容器底部的压力相同,甲、
乙两个圆柱形玻璃杯完全相同,则内底面积相同,由
F
p
S
=可知甲玻璃杯底受到雪碧的压
强等于乙玻璃杯底受到的桃汁的压强,①错误;②丙中柑橘沉底,浮力小于重力,丁中柑橘漂浮,浮力等于重力,两个柑橘完全相同,则重力相等,所以丙、丁两种情况时,丁玻璃杯中柑橘受到的浮力大,②正确;③丁玻璃杯中柑橘受到的浮力大,根据相互作用可知,柑橘对丁容器底部的压力大,雪碧和桃汁质量相同,则重力相同,对容器底部的压力
相同,所以丙、丁两种情况时,丁玻璃杯底受到的压力大,根据
F
p
S
=知,丁玻璃杯中桃
汁对玻璃杯底的压强大,③正确;④容器对桌面的压力等于容器、容器内液体和柑橘的重力之和,两个柑橘完全相同,则重力相等,甲、乙两个圆柱形玻璃杯完全相同,则重力相同,雪碧和桃汁质量相同,则重力相同,所以丙、丁玻璃杯对桌面的压力相等,甲、乙两
个圆柱形玻璃杯完全相同,则外底面积相同,根据
F
p
S
=知,丙、丁两种情况时,丙、丁
玻璃杯对桌面的压强相等,④错误;故选A。
5.三个相同容器里盛有密度不同的三种液体,将同一个小球先后放入三个容器中,静止时位置如图所示,容器中的液面到容器底的距离都相等。
下列说法正确的是()
A.在甲液体中小球所受的重力小于浮力
B.小球在丙液体中所受浮力等于小球在乙液体中所受浮力
C.甲乙丙三种液体对容器底的压强相同
D.甲容器对桌面的压力最大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.小球在甲液体中处于漂浮状态,则所受的重力等于浮力,故A错误;
B.小球在丙液体中是下沉的,则所受的浮力小于其所受的重力,而在乙液体中,小球处于悬浮状态,则此时小球所受的浮力等于其所受的重力,即在小球在丙液体中所受浮力小于在乙液体中所受浮力,故B错误;
C.由小球在三种液体中的浮沉状态知,ρ甲>ρ乙>ρ丙,而小球放入液体中后,三个容器中的液面相平,即液体到容器底的深度相同,根据p=ρgh得,p甲>p乙>p丙,故C错误;
D.由图可知,在甲容器中,小球部分浸入液体中,则排开的液体体积小于小球的体积,而乙、丙中,小球浸没在液体中,则排开液体的体积等于小球的体积,但小球放入液体后,液面相平,所以三个容器中所装的液体的体积的大小关系为V甲>V乙=V丙,而容器对桌面的压力
F=G液+G容器=m液g+G容器=ρVg+G容器
且ρ甲>ρ乙>ρ丙,所以甲容器对桌面的压力最大,故D正确。
故选D。
6.如图所示,两个相同的盛满水的甲乙容器放在水平地面上,甲容器中漂浮一物块,物块密度ρ 物=0.6ρ水。
下列说法正确的是()
A.水对甲容器的压强大于水对乙容器的压强
B.甲容器对水平地面的压力大于乙容器对水平地面的压力
C .漂浮的物块,受的重力与浮力平衡,且露出水面体积为物体总体积的0.4倍
D .用手将物块缓慢下压至浸没,物块这时受到手的压力和水对物块压力还有浮力和重力 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .两容器中都是水,且水的深度相同,根据液体压强公式p =ρgh 可知,水对甲容器的压强等于水对乙容器的压强,故A 错误;
B .因为甲容器中物体漂浮,所以浮力与重力相等,则物体的重力等于排开水的重力,因此两容器对水平地面的压力相等,故B 错误;
C .物体漂浮,所以F 浮=G ,则
ρ水gV 排=ρ物gV
V 排=ρρ物
水
V =0.6V
则露出水面的体积为0.4V ,即露出水面体积为物体总体积的0.4倍,故C 正确; D .将物块缓慢下压至浸没的过程中,物块这时受到重力、手的压力和水对物块的浮力,故D 错误。
故选C 。
7.如图是工人将重160 N 的物体匀速放下的过程,已知物体下降的距离为3 m ,用时3 s ,工人的拉力为50 N ,工人质量为50kg (物体未浸入水中,且不计绳重及摩擦)设此时工人放绳的速度为v 1, 滑轮组的效率η1 ;如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为
η2,已知124
3ηη=∶∶(物体在水中仍匀速下降,动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦,g 取10 N/kg ) 设当物体完全浸没在水中后物体所受的浮力为F 浮,工人对地面的压力为F 2.则( )
A .v 1=1 m/s
B .η1=62.5%。
C .F 2 =525 N
D .F 浮=120 N
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .物体下降速度为
3m
=1m/s 3s
h v t =
=
因为有4段绳子,所以工人放绳的速度为
441m/s 4m/s v v ==⨯=1物
故A 不符合题意;
B .已知物体下降的距离为3 m ,因为有4段绳子,所以绳子运动距离
443m 12m s h ==⨯=
放绳子的做的有用功
160N 3m 480J W Gh ==⨯=有用
放绳子的做的总功
50N 12m 600J W Fs ==⨯=总
滑轮组的效率
1480J
100%100%80%600J
W W η=
⨯=⨯=有用总 故B 不符合题意;
CD .物体未浸入水中时,不计绳重及摩擦,动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力,由(1
)F G G n =
+动
可得,动滑轮重力 4450N 160N 40N G F G =-=⨯-=动
已知η1:η2=4:3,则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为
213380%60%44
ηη==⨯=
物体完全浸没水中后,滑轮组对物体的拉力做的功为有用功,不计绳重及摩擦,克服动滑轮重力做的功为额外功,则此时滑轮组的机械效率
260%40N
W F h F W F h G h F η'=
==='++有用拉物拉物
总拉物动拉物 解得F 拉物=60N ;物体的重力为160N ,根据公式可得
==160N-60N=100N F G F -浮拉物
故D 不符合题意;
完全入水后,动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力,由力的平衡条件可得
4F F G =+绳拉物动
则人对绳子的拉力
11
60N 40N)25N 44
()(F F G =+=+=绳拉物动
因为物体间力的作用是相互的,所以绳子对人的拉力也为25N ;人的重力为
50kg 10N/kg 500N G m g ==⨯=人人
对人进行受力分析可知,人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力,则人受到竖直向上的支持力
500N+25N=525N
F G F
=+=
人绳
支
因为物体间力的作用是相互的,则人对地面的压力为525N,故C符合题意。
故选C。
8.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N.若盐水的密度为1.2×103kg/m3,则下列结论正确的是()
A.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
B.物体A的密度为3.2×103kg/m3
C.实验丁中,容器底部受到的压力等于0.3N
D.实验乙中,物体A受到的拉力为10N
【答案】C
【解析】
【详解】
B.实验甲、丙中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N,
由F浮=G﹣F拉可得,F浮=ρ盐水g V排,物体A全部浸没,所以V排等于V物,则:
ρ盐水gV排=G﹣F拉,
V排=V物=G F
g
ρ
-
拉
盐水
,
将ρ盐水=1.2×103kg/m3、G=4N、F拉=2.8N代入上式可得:
V排=V物=1×10﹣4m3,
物体A的质量:
m=G
g
=
4N
10N/kg
=0.4kg,
物体A的密度
ρ=
m
V
物
=
43
0.4kg
110m
-
⨯
=4×103kg/m3
故B错误;
D.物体A在水中受到的浮力:
F浮水=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N,在乙中物体A受到的拉力:
F =
G ﹣F 浮水=4N ﹣1N =3N
故D 错误;
A .在实验丙中,弹簧测力计的示数:F 丙拉=2.8N ,在乙中物体A 受到的拉力:F =3N , 弹簧测力计的示数比乙中小3N ﹣2.8N =0.2N ,故A 错误; C .由甲、丙中可知:
F 浮盐水=
G ﹣F 丙拉=4N ﹣2.8N =1.2N ,
根据实验丁中物体A 对烧杯底部的压力等于支持力
F 支=
G ﹣F 浮﹣F 丁拉=4N ﹣1.2N ﹣2.5N =0.3N ,
容器底部也受到盐水对它的压力,故压力等于0.3N ,故C 正确。
9.如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中上浮、下潜训练过程,下列对此潜艇分析正确的是( )
A .潜艇下潜过程中浮力不断减小
B .潜艇上浮未露出海面的过程中浮力不断增大
C .潜艇悬浮时所受浮力等于同体积的海水所受的重力
D .潜艇是靠改变自身所受的重力和浮力实现上浮和下潜的 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .潜艇下潜过程中,排开海水体积不变、海水密度不变,根据F gV ρ=浮液排可知浮力不变,故A 错误;
B .潜艇上浮时,未露出海面的过程中,排开海水体积不变、海水密度不变,根据
F gV ρ=浮液排可知浮力不变,故B 错误;
C .潜艇悬浮时完全浸没,排开海水体积等于潜艇的体积,根据阿基米德原理可知,所受浮力等于同体积的海水所受的重力,故C 正确;
D .潜艇浸没在海水中时,排开海水体积不变、海水密度不变,故浮力不会变化;根据浮沉条件可知,潜艇要上浮和下潜只能通过改变自身的重力来实现,故D 错误。
故选C 。
10.甲、乙两完全相同的烧杯中装有不同液体,放入两个完全相同的物体,当物体静止后两烧杯中液面恰好相平,如图所示。
液体对两个物体下底面的压强分别是p 甲、p 乙,容器对水平桌面的压力分别是F 甲、F 乙。
下列判断正确的是( )
A .p p <甲乙 F F =甲乙
B .>p p 甲乙 F F <甲乙
C .p p <甲乙 F F 甲乙>
D .>p p 甲乙 F F 甲乙>
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
由图可知,甲烧杯中的物体漂浮在液体中,乙烧杯中的物体悬浮在液体中,所以甲烧杯中的物体和乙烧杯中的物体所受的浮力都等于物体的重力,即
F F
G ==浮甲浮乙物
又根据压强与浮力关系,可知
F p S =浮甲甲底 F p S p S =-浮乙乙顶乙底
则
p S p S p S =-乙顶甲底乙底
即
0p p p =->乙顶乙底甲底
故p p <甲乙;因为甲烧杯中的物体浸入液体的体积小于乙烧杯中的物体浸入液体的体积,根据公式
F gV ρ=浸浮液
可知甲液体的密度大于乙液体的密度;两烧杯对水平桌面的压力分别为
()F G G G G G g hS V ρ=++=++-甲甲甲浸物甲液物容容容 ()F G G G G G g hS V ρ=++=++-乙乙乙浸物乙液物容容容
由于
F gV
G ρ==甲甲浸浮甲物 F gV G ρ==乙乙浸浮乙物
则
F G ghS ρ=+甲甲容容
F G ghS ρ=+乙乙容容
因为ρρ甲乙>,则
F F 甲乙>
故选C 。
11.如图所示,两只完全相同的盛水容器放在磅秤上,用细线悬挂质量相同的实心铅球和铝球,全部浸没入水中,此时容器中水面高度相同,设绳的拉力分别为1T 和2T ,磅秤的示数分别为1F 和2F ,则( )
A .1212 F F T T ==
B .1212 F F T T ><
C .1212 F F T T =>
D .1212 F F T T <>
【答案】C 【解析】 【详解】
对于悬吊在水中的球来说,它受到自身的重力G 、水对它的浮力F 和悬线对它的拉力T 三个力的作用而处于平衡,则此三力间应有关系为:
T G F =-
以题述的铅球和铝球相比较,由于两者是质量相等的实心球,故:
12G G =
由于铅的密度大于铝的密度,则铅球的体积小于铝球的体积,由于两者均浸没于水中,所以铅球所受水的浮力1F 浮小于铝球所受水的浮力2F 浮,即:
12F F 浮浮<
故:
12T T >
把容器、水和小球当作一个整体,整体受到向上的支持力、向上的拉力和向下的总重力,根据力的平衡条件可得:
F T
G G G +=++支容器水球
压力和支持力是一对相互作用力,则磅秤受到的压力:
F F
G G G T ==++-压支容器水球①
以小球为研究对象,则绳子向上的拉力:
T G F =-浮球②
由①②结合阿基米德原理可得:
F G G F G G G G gV gV G g V V ρρρ=++=++=++=++压浮容器水容器水排水容器水水水排水容器水水排水()③
因为液面高度相同、容器完全相同,则容器中的水和排开水的总体积相等,根据③式可知,磅秤受到的压力(即磅秤的示数)相同,即:
12F F =
故C 项符合题意;ABD 项不符合题意;
12.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图(甲);图(乙)是弹簧测力计示数F 与物体下降高度h 变化关系的图像,则下列说法中正确的是
A .物体的体积是500cm 3
B .物体受到的最大浮力是5N
C .物体的密度是332.2510kg /m ⨯
D .物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
由乙图可知,物体重9N ,全部浸入水中时受到的浮力是9N-5N=4N ,刚刚浸没时上表面受到水的压力为0,所以下表面受到水的压力等于浮力4N ,则BD 错误; 物体浸没时
-43
33
4==
==4101.010/10/F N V V m g kg m N kg
ρ⨯⨯⨯浮物排液, 故A 错误; 物体的密度:
33-439= 2.2510/10/410m G N kg m V gV N kg m
ρ=
==⨯⨯⨯, 故C 正确。
故答案为C 。
13.如图所示,装有石块的小船浮在水面上时,所受浮力为1F ,当把石块卸入水中后,小船所浮力为2F ,池底对石块的支持力为N ,这时( )
A .石块所受的浮力为12F F N --
B .池底所受压力减小了N
C .石块所受的重力大于12F F -
D .船所排开水的体积减少了2
N F g
ρ+水 【答案】A 【解析】 【详解】
AC .装有石块的小船浮在水面上时,所受浮力为1F ,由漂浮条件可知:
1F G G =+石船
当把石块卸入水中后,小船所浮力为2F ,则:
2F G =船
所以:
12G F F =-石
故C 项不符合题意;
石块静止在池底时受力平衡,所以:
F N
G +=石浮
石块所受的浮力:
12F G N F F N =-=--石浮
故A 项符合题意;
B .由图可知,由图水池粗细均匀,所以池底受到的压力等于池中物体的总重力,石块投入水中前面,水、小船、石块的总重力不变,所以池底受到的压力不变,故B 项不符合题意;
D .由A 知,石块放入水中后船受到的浮力减小:
12F F F G ∆=-=石浮船
由阿基米德原理可知船减小的排开水体积:
12
F F V g
ρ-∆=
排水 石块沉入中静止时:
G F N =+石浮
则:
12F F F N -=+浮
所以:
2112N F F F F F +=+-浮>
故D 项不符合题意;
14.如图甲,圆柱形薄壁玻璃杯A 、实心物体B 在柱形容器的水中处于静止状态,此时细线拉直(细线不可伸长且质量体积忽路不计),已知A 的底面积为50cm 2,重力为3N ,物体B 的体积为50cm 3,柱形容器的底面积为100cm 2;在打开容器底部水龙头放水的过程中,细线所受拉力大小随时间变化图象如图乙;t 1时刻,物体B 刚好接触容器底且与容器底无挤压,则下列说法错误的是( )
A .未放水前,A 物体所受的浮力为4N
B .物体的密度为3×103kg/m 3
C .从t 1时刻到t 2时刻容器对桌面的压强变化了50Pa
D .若t 1时刻停止放水,将物体A 竖直向上提1cm ,那么容器对桌面的压强减少50Pa 【答案】C 【解析】 【分析】
(1)根据浮力等于物体重力与绳的拉力之和可求出玻璃杯A 所受浮力;
(2)由图乙可知当物体B 被提起时绳子的拉力,根据物体B 受力平衡求出金属块B 的重力,根据G mg gV ρ==即可求出物体B 的密度;
(3)由图乙可知浮力的变化,根据阿基米德原理即可求出玻璃杯A 排开水减少的体积,然后根据玻璃杯A 的底面积求出水降低的高度,利用p gh ρ=即可求出减小的压强;
(4)将物体A 竖直向上提升后根据玻璃杯A 的底面积求出水面下降高度,利用p gh ρ=即可求出减少的压强. 【详解】
A .对玻璃杯A 进行受力分析,则有
A A 3N 1N 4N F G F =+=+=浮拉,
故A 正确,不符合题意; B .对物体B 进行受力分析,则有
33-63B B B 1.010kg/m 10N/kg 5010m 1N 1.5N G F F gV F ρ=+=+=⨯⨯⨯⨯+=浮拉水拉,
根据G mg gV ρ==可知,物体B 的密度:
33
B B -63
B 1.5N 310kg/m 10N/kg 5010m G gV ρ=
==⨯⨯⨯, 故B 正确,不符合题意;
C .由图乙可知t 1时刻到t 2时刻浮力的变化:
1N 0.5N 0.5N F ∆=-=浮,
由F gV ρ=浮液排得玻璃杯A 减少的浸没水中体积:
-533
330.5N 510kg/m 50cm 1.010kg/m 10N/kg
F V V g ρ∆∆=∆=
==⨯=⨯⨯浮排水, 水面降低的高度:
3
2
A 50cm 1cm 0.01m 50cm
V h S ∆∆====, 则减少的压强:
331.010kg/m 10N/kg 0.01m 100Pa p g h ρ∆=∆=⨯⨯⨯=水,
故C 错误,符合题意;
D .若t 1时刻停止放水,将物体A 竖直向上提1cm ,则其减少的浸没水中体积:
23A 50cm 1cm 50cm V S h '∆=∆=⨯=,
水面降低的高度:
3
2
50cm 0.5cm 0.005m 100cm
V h S '∆'∆====容器, 则减少的压强:
331.010kg/m 10N/kg 0.005m 50Pa p g h ρ''∆=∆=⨯⨯⨯=水,
故D 正确,不符合题意. 【点睛】
本题综合考查密度的计算、液体压强和阿基米德原理的应用,同时还涉及到图像信息的提取能力,综合难度较大.
15.如图所示,甲图中圆柱形容器中装有适量的水.将密度均匀的木块A 放入水中静止
时,有2/5的体积露出水面,如图乙所示,此时水对容器底部的压强比图甲中水对容器底部的压强增加了300 Pa .若在木块A 上表面轻放一个质量为m 1的物块,平衡时木块A 仍有部分体积露出水面,如图丙所示,此时水对容器底部的压强比图甲中水对容器底部的压强增加了400Pa .若将容器中的水换成另一种液体,在木块A 上表面轻放一个质量为m 2的物块,使平衡时木块A 露出液面部分与丙图相同,如图丁所示.若m 1:m 2=5:1,则下列说法中正确的是
A .木块A 的质量m A 与m 1之比为1:3
B .在丁图中,液体的密度为0.9×103kg/m 3
C .在丁图中,液体对容器底部的压强比图甲水对容器底部的压强增加了360 Pa
D .在图丙中,木块A 露出水面的体积与木块A 的体积之比是1:5 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
AD .设A 的体积为V 、容器的底面积为S , A 在水中漂浮, 所以:
F 浮=ρ水V 排g =ρ水
3
5
Vg =G A , 甲图和乙图比较,容器底受到的压力差:
△F =G A ,
比较甲乙两图,
△p =A G S =gV S
ρ水排=3
5g V S
ρ水=300Pa ,−−−−① 同理,比较甲丙图,
△p ′=
A 1G m g S +='
gV S
ρ水排
=400Pa ,−−−−② 比较甲丁图,
△p ″=
A 2G m g
S
+−−−−③ ①
②
得:
A
A 1G S G m g S
+='35300Pa 400Pa g V S gV S
ρρ水水排
,=300Pa 400Pa ,
解得:
m A :m 1=3:1, V ′排=
4
5
V ; 此时木块A 露出水面的部分占自身体积1
5
,即木块A 露出水面的体积与木块A 的体积之比是1:5,故A 错误,D 正确. C .②−①得:
1m g
S
=100Pa , m 1=
100Pa S
g
⨯, ③−①得:
2m g
S
=△p ″−300Pa , m 1:m 2=5:1,
所以:
m 2=
20Pa S
g
⨯, 解得:
△p ″=320Pa ,
故C 错误.
B .在丙图中,由于m 1和A 漂浮,可得:
ρ水g
45V =G A +m 1g =ρ水g 3
5
V +m 1g , 则:
m 1=ρ水
1
5
V , 在丁图中,
ρ液g
45V = G A +m 2g =ρ水g 3
5
V + m 2g , 所以,
m 2=ρ液
45V -ρ水3
5
V , 已知m 1:m 2=5:1,
所以,
(ρ水
15V ):(ρ液45V -ρ水3
5
V )=5:1, 解得:
ρ液=0.8ρ水=0.8×1.0×103kg/m 3=0.8×103kg/m 3.
故B 错误.
16.底面积相同的甲、 乙、丙三个容器内装有质量相等的三种液体,放入三个完全相同的正方体A 、B 、C 后静止如图所示。
则( )
A .三个正方体受到的浮力A
B
C F F F >>浮浮浮 B .三个正方体底部受到的压强A B C P P P >= C .三个容器底部受到的压力F F F >>甲乙丙
D .桌面受到的压力关系为F F F '''>>甲乙丙
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A .图甲中正方体为悬浮,浮力等于重力,图乙图丙中正方体为漂浮,浮力也与重力相等,又因为三个正方体完全相同,所以三个正方体所受的浮力相同,故A 错误;
B .因为正方体下表面受到的压力为浮力与上表面的压力之和,因为物块A 上表面的压力最大,物块B 与物块
C 上表面压力均为零,所以物块A B C F F F >=,又因为三个正方体下表面面积相同,所以三个正方体底部受到的压强为A B C P P P >=,故B 正确;
C .因为三个容器中所呈的液体质量相同,所以对容器的压力相同,又因为甲容器器壁会承受一部分压力,乙容器会向底部呈加更多的压力,所以三个容器底部受到的压力为
F F F >>乙甲丙,故C 错误;
D .因为三个容器的质量未知,所以对桌面的压力无法比较,故D 错误。
故选B 。
17.如图所示,试管A 漂浮在水面上,试管B 悬浮在水中,试管A 与试管B 都封闭有一定量的空气,以下说法正确的是:( )
A .将试管A 上提一微小距离放手后试管A 不会回到原来位置
B .将试管A 下压一微小距离,放手后试管A 会回到原来位置
C .将试管B 上提一微小距离,放手后试管B 会回到原来位置
D .将试管B 下压一微小距离,放手后试管B 会回到原来位置 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
AB .A 试管:设试管中空气的压强为p ,大气压强为p 0,试管中水面到容器中水面的距离为h ,试管重为G ,顶部的面积为S ,则试管受到内部空气对它向上的压力,其大小为
F pS =,大气对它向下的压力为
00F p S =
试管静止时
0F F G -=
即
0pS p S G -=
解得
0G
p p S
=
- 所以p 不变,由于p gh ρ=,可知h 不变,则排V 不变,试管所受浮力不变,不管上提、下压,放手后,试管还会回到原来位置,A 错B 对;
CD .B 试管:上提时,试管内空气柱的下表面受到水的压强减小,气体体积增大,即排V 增大,所受到的浮力增大,所以放手后会上浮;下压时,相反会下沉,CD 错误。
故选B 。
18.如图所示,水平桌面上放置有甲、乙两个完全相同的圆柱形烧杯,分别装入适量的密度不同但质量相等的盐水,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中,鸡蛋在甲烧杯中处于悬浮状态,在乙烧杯中处于漂浮状态。
下列判断正确的是( )
A .甲杯中盐水密度为ρ甲,乙杯中盐水密度为ρ乙,则ρ甲>ρ乙
B .鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力分别为F 浮和F′浮,则F 浮>F′浮
C .放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯对桌面的压力分别为F 甲和F 乙,则F 甲>F 乙
D .放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯底部受到的压强分别为p 甲和p 乙,则p 甲=p 乙 【答案】D 【解析】 【分析】
(1)同一只鸡蛋无论漂浮或悬浮,其浮力都等于排开盐水的重,也等于自身的重力;在浮力相同时,排开的液体体积越大,说明液体的密度是越小的;
(2)水平面上物体的压力和自身的重力相等,据此可知甲、乙两烧杯对桌面的压力关系; (3)粗细均匀容器底部受到的压力等于液体的重力和漂浮(或悬浮)物体的重力之和,根据
F
p S =
判断甲、乙两烧杯底部受到的压强关系。
【详解】 AB .因为鸡蛋在甲中悬浮、乙中漂浮,所以浮力都等于自身的重力,即鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力相等,根据F gV ρ=浮液排可知,在浮力相同时,甲杯中的V 排大,则ρ甲小于ρ乙,故AB 错误;
C .因甲、乙两个烧杯完全相同,装入密度不同但质量相等的盐水,且鸡蛋一样,根据水平面上物体的压力和自身的重力相等和G mg =可知,放入鸡蛋后甲、乙两烧杯对桌面的压力相等,故C 错误;
D .烧杯粗细均匀,装入密度不同但质量相等的盐水,且鸡蛋一样,所以甲、乙两烧杯底部受到的压力相等,因两烧杯底面积S 相同,根据F
p S
=可知,两只杯子底部受到液体的压强相同,故D 正确。
故选D 。
19.水平桌面上放置一底面积为S 的薄壁圆筒形容器,内盛某种液体,将质量分别为
A m 、
B m 、
C m ,密度分别为A ρ、B ρ、C ρ的均匀实心小球A 、B 、C 放入液体中,A 球
漂浮、B 球悬浮、C 球下沉,如图所示,它们所受的浮力分别为F A 、F B 、F C 。
下列选项正确的是( )。