【物理】物理浮力类问题的专项培优 易错 难题练习题(含答案)附答案解析
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一、初中物理浮力类问题
1.鸡蛋浮在盐水面上,如图所示,沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉。
在此过程中,鸡蛋受到的浮力F 随着加水量m 的变化图像可能是图中的( )
A .
B .
C .
D .
【答案】D 【解析】 【分析】
鸡蛋漂浮在水面上,浮力等于鸡蛋的重力,逐步加入清水,盐水的密度减小,当鸡蛋密度与盐水密度相同时,鸡蛋悬浮,浮力还等于鸡蛋的重力,随着清水的逐渐加入,盐水的密度逐渐减小,鸡蛋逐渐下降,当完全浸没后鸡蛋排开水的体积不变,根据浮力公式可知鸡蛋所受浮力逐渐减小。
【详解】
加入清水的过程中,当鸡蛋漂浮和悬浮时,所受浮力等于鸡蛋的重力,则浮力不变;鸡蛋完全浸没后随着盐水密度减小,但鸡蛋排开水的体积不变,根据公式F gV ρ=浮液排可知,鸡蛋所受浮力逐渐减小,但浮力最小为排开水的重,不会减小为0,所以浮力最终趋于不变。
故选D 。
2.如图弹簧测力计下悬挂一物体,当物体三分之一的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为5N ,当物体二分之一的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为 3N ,现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时所受浮力和该物体的密度分别为(ρ 水=1×310kg/3m ,g =10N/kg )( )
A .9N ,0.75×103kg/m 3
B .9N ,0.8×103kg/m 3
C .8N ,0.75×103kg/m 3
D .8N ,0.8×103kg/m 3 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
设物体的体积为V ,当物体三分之一的体积浸入水中时,则有
F G F '=-浮拉
即
15N 3
g V G ρ⨯=-水 ①
当物体二分之一的体积浸入水中时,则有
F G F '''=-浮拉
即
13N 2
g V G ρ⨯=-水 ②
联立①②解得
12N gV ρ=水 ③
即物体浸没水中时,所受的浮力为
12N F =浮
则物体的体积为
3333
12N 12N
1.210m 1.010kg m 10N kg
V g ρ-=
==⨯⨯⨯水 将③代入①得
9N G =
因物体浸没时所受的浮力大于物体的重力,故物体从弹簧测力计上取下放入水中,物体静止时,物体漂浮于水面。
故物体所受的浮力等于重力,即
9N F G '''==浮
物体的密度为
33339N 0.7510kg m 10N kg 1.210m
m G V gV ρ-=
===⨯⨯⨯物 故选A 。
3.如图,两个相同的空塑料瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直的浸没在水中,甲瓶口朝上,乙瓶口朝下,若甲瓶恰好悬浮,则( )
A .乙瓶可能悬浮
B .两瓶受到的浮力相等
C .甲瓶内气体的压强较大
D .乙瓶内气体密度较大
【答案】D 【解析】 【详解】
AB .已知两个空塑料瓶是相同的,则两个空塑料瓶的重力相等;甲瓶恰好悬浮,则甲瓶受到的浮力等于瓶的重力;由图可知:乙瓶的橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,橡皮膜凹的更明显,则乙瓶排开水的体积小于甲瓶排开水的体积,根据阿基米德原理可知:乙瓶受到的浮力小于甲瓶受到的浮力,则乙瓶受到的浮力小于瓶的重力;所以,乙瓶会下沉,故AB 不符合题意;
CD .由于两个空塑料瓶是相同的,瓶内空气质量相同,乙瓶橡皮膜凹进得更多,体积变小,故乙瓶内空气的密度变大;乙瓶内空气的压强也变大,故C 不符合题意,D 符合题意。
故选D 。
4.如图所示为我国首艘国产航母山东舰,航母在行驶过程中不发生变化的是( )
A .质量
B .重力方向
C .浮力大小
D .排开水的体积
【答案】B 【解析】 【详解】
航母在行驶过程中,上面的舰载机飞离或者降落航母时,航母的整体质量都会发生变化,但重力的方向不变,总是竖直向下,由于航母是漂浮,所受的浮力大小等于其重力,重力在变化,那么浮力也会变化,根据F gV ρ=浮液排可知,排开水的体积也会发生变化,故选
B。
5.如图所示,烧杯中装有某种液体,A为圆柱形木块,静止时木块的下表面到液面的距离为h,再用外力F缓慢将木块A压入液体中到刚好浸没,下列说法不正确的是()
A.不受力F作用时,木块在液体中静止时处于漂浮状态
B.木块A的密度大于液体的密度
C.将A压人液体的过程,容器底受到液体的压强将增大
D.将A压人液体的过程,力F不断增大
【答案】B
【解析】
【详解】
A.木块放入液体中,静止时木块的下表面到液面的距离为h,则可知:不受力F作用时,木块在液体中静止时处于漂浮状态,故A正确,不符合题意;
B.不受力F作用时,木块在液体中静止时处于漂浮状态,则由浮沉条件可知,木块A的密度小于液体的密度,故B错误,符合题意;
C.将A压入液体的过程,排开液体的体积增大了,液面上升,深度h变大,根据p=ρ液gh 知容器底受到液体的压强将增大,故C正确,不符合题意;
D.将A压入液体的过程,所受浮力大小随物体排开液体的体积的增大而增大,重力不变,浮力和重力之差等于对A的压力F,所以力F不断增大,故D正确,不符合题意。
故选B。
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.将体积相同的A 、B 两个小球分别放入甲、乙两种液体中,静止时A 球漂浮,B 球沉底,若两球所受浮力的大小关系为A B F F >,则不能得到的结论是( )
A .
B ρρ<乙 B .A B ρρ>
C .ρρ甲乙>
D .A ρρ<甲
【答案】B 【解析】 【详解】
根据物体的沉浮条件,由图甲知,A 球小漂浮在甲液体中,则
A ρρ<甲
故D 不符合题意,由乙图知,B 球在乙液体中沉底,则
B 乙ρρ>
故A 不符合题意;已知
A B F F >
即
甲乙A 排B 排gV gV ρρ>
已知
A B V V =
A 球漂浮,
B 球沉底,则
V V <A 排B 排
所以
ρρ甲乙>
故C 不符合题意;因
A ρρ<甲,
B 乙ρρ>
且
ρρ甲乙>
由上述关系不能得出
A B ρρ>
故B 符合题意。
故选B 。
8.用图中实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入溢水杯时,水会流入空桶中。
下列说法正确的是( )
A .实验前溢水杯未装满水,对实验结果没有影响
B .溢水杯装满水后进行实验,物块从接触液面至浸入水中任一位置,两侧弹簧测力计变化量总相等
C .物块浸入水中越深,左侧弹簧测力计的示数越大
D .通过计算可知实验所用物块的密度为1.5×103kg/m 3 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A .物体放入水中前,溢水杯应该是装满水的,否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积。
所以实验前溢水杯未装满水,对实验结果有影响,故A 错误;
B .根据称重法可知:左边的弹簧秤示数
F =
G −F 浮
则弹簧秤变化量
∆F =F 浮
右边的弹簧秤示数
F ′=
G 桶+G 排
则弹簧秤变化量
∆F ′=G 排
根据阿基米德原理可知
F 浮=
G 排
所以物块从接触液面至浸入水中任一位置,两侧弹簧秤变化量总相等,故B 正确; C .左侧实验中,在物块完全浸没水中前,随着物块浸入水中深度的增加,排开水的体积增大,溢出去的水增多,故弹簧测力计的示数变大;物块完全浸没水中,排开水的体积不变,弹簧测力计的示数不再变化,故C 错误; D .由测力计的示数可知,物体的重力
G =2N
物体的质量
2.00N 0.2kg 10N/kg
G m g =
== 物体浸没水中后的浮力
F 浮=
G −F =2N−1N=1N
由阿基米德原理=F gV ρ浮液排可得,物体的体积
43
331N =
10m 110kg/m 10N/kg
F V V g ρ-===⨯⨯浮排水 物体的密度
33430.2kg
210kg/m 10m
m V ρ-=
==⨯ 故D 错误。
故选B 。
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.如图所示,水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四个完全相同的圆柱形容器。
其中甲容器内只有水;乙容器内有木块漂浮在水面上;丙容器内有一个装有铝块的平底塑料盒漂浮在水面上,塑料盒底始终与容器底平行,且塑料盒的底面积等于圆柱形容器底面积的一半;丁容器中用细线悬吊着一个实心的铝球浸没在水中。
已知四个容器中的水面一样高,ρ木=0.6×103kg/m 3,ρ酒精=0.8×103kg/m 3,ρ铝=2.7×103kg/m 3,对于这一情景,有如下一些说法: ①各容器对水平桌面的压强相同;
②向乙容器中倒入酒精后,木块底部受到的压强将增大;
③将塑料盒内的铝块取出放到水平桌面上,塑料盒底距容器底的距离的增大值等于水面下降的高度值;
④将悬吊铝球的细线剪断后,丁容器对水平桌面压力的增大值等于铝球所受重力的大小。
上述说法中正确的一组是( )
A .①②
B .②③
C .③④
D .①③
【答案】D 【解析】 【分析】
①综合分析四个容器的受力情况,利用P =
F
S
可比较它们对桌面的压强大小;②利用物体漂浮时受到浮力不变,底部受到液体压力不变分析;③利用物体从水中出来的体积等于水
在容器中下降的体积可解得;④将悬吊铝球的细线剪断后,丁容器对水平桌面压力的增大值等于铝球所受细线拉力值的大小来判断。
【详解】
①甲、乙 、丙 、丁容器中水面相平,由p gh ρ=液液,F =pS 又底面积相等,得容器底部受水的压力相等,而容器的底部只受水的压力,又是圆柱形容器,容器壁不承受液体压力,也不因液体作用对底部产生附加压力,故容器底部受到的压力等于容器中所有物体的向下压力,所以四个容器中,各容器中所有物体向下压力相等,而容器又相同,故四个容器对桌面的压力相等;由于四个容器底面积相等,由P =F
S
可知各容器对水平桌面的压强相同故①正确。
②向乙容器中倒入酒精后,使水的密度减小,但木块还漂浮,木块受到浮力不变,上表面没有水,所以木块受到水向上压力大小没变,等于浮力,木块底面积也没变,故木块底部受到的压强不变,故②错误;
③将塑料盒内的铝块取出放到水平桌面上,由于前、后都漂浮,塑料盒的总重力减小,受到浮力减小,造成排开水的体积减小,设为V ∆排 ,盒底相对水面上升为h 升,由题意有
==V S h S h ∆排升容器降盒
1
=2
S S 盒容器
=2h h 升降
又塑料盒底距容器底的距离的增大值为
=2=h h h h h h '=--升降降降降
故③正确;
④将悬吊铝球的细线剪断后,丁容器对水平桌面压力的增大值等于铝球所受细线拉力的大小,因为拉力小于重力。
故④错误。
故选D 。
11.如图甲所示。
重5N 、高40cm 、底面积为250cm 的圆柱形容器置于水平桌面上。
在容器内放入一个底面积为220cm 、高为15cm 的圆柱形物块,物块底部的中心通过一段细线与容器底部相连。
向容器内缓慢注入水直至将其注满,如图乙所示。
已知在注入水的过程中细线对物块的拉力F 随水深度h 的变化关系图象如图丙所示,下列说法正确的是( )
A .物体的密度为30.6g /cm
B .绳子的最大拉力为1N
C .杯中注有400g 的水时,杯底对水平桌面的压强为4800Pa
D .杯中注满水后,若再将细线剪断,当物块静止时,液体对容器底部的压强为2090Pa 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A .由图丙可知,当水深为30cm 以后,绳子的拉力不再发生变化,则h =30cm 时,圆柱体恰好完全浸没,所以,绳子的长度
L =h -h 圆柱体=30cm-15cm=15cm
由图丙可知,当h ′=25cm 时,圆柱体处于临界状态,受到的浮力和自身的重力相等,此时圆柱体下表面所处的深度
h 1=h ′-L =25cm-15cm=10cm
圆柱体排开水的体积
V 排=S 圆柱体h 1=20cm 2×10cm=200cm 3=2×10-4m 3
则圆柱体的重力
33431.010kg /m 10N /kg 210m 2N G F gV ρ-===⨯⨯⨯⨯=浮圆柱体水排
由G =mg 可得,圆柱体的质量
2N
0.2kg 10N /kg
G m g =
==圆柱体圆柱体 圆柱体的体积
V 圆柱体=S 圆柱体h 圆柱体=20cm 2×15cm=300cm 3=3×10-4m 3
圆柱体的密度
3343
0.2kg 0.36710kg /m m
10m V ρ-⨯=
=≈⨯圆柱体圆柱体圆柱体 故A 错误;
B .当物体浸没时绳子的拉力最大,此时圆柱体受到的浮力
33431.010kg /m 10N /kg 3103N m F gV ρ-'==⨯⨯⨯⨯=浮水圆柱体
绳子的最大拉力
3N 2N 1N F G F =-'=-=浮拉力
故B 正确;
C .杯中注有400g 的水时,总重力为
G 总=m 水g +G 容+G 圆柱体=0.4kg×10N/kg+5N+2N=11N
则对桌面压力等于重力为11N ,故可求对桌面压强为
33311N 2.210Pa 510m
F p S -=
==⨯⨯压桌容 故C 错误;
D .杯中注满水后,若再将细线剪断,当物块静止时,水和木块浸入水中的总体积
V =V 容-V 物+V 排=2×10-3m 3-1×10-4m 3+2×10-4m 3=1.9×10-3m 3
容器内水的深度
332
3
m 0.38m 51019m .10V h S --===⨯⨯深容器
液体对容器底部的压强
331.010kg /m 10N /kg 0.38m 3800Pa p gh ρ'==⨯⨯⨯=水深度
故D 错误。
故选B 。
12.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;
13.将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中(密度为3
3
0.810kg /m ⨯),金属块静止时弹簧测力计的示数如图中甲、乙所示。
则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是( )
A .在水中受到的浮力为2N
B .在酒精中受到的浮力比较大
C .体积为310cm
D .密度为333.010kg /m ⨯ 【答案】D 【解析】 【详解】
A .金属块浸没在液体中受到重力、浮力、拉力的作用,这个关系是
G F F =+浮拉
浸没在水中时,可得到
G F F =+浮拉
即
-2N G gV ρ=水排
浸没在酒精中时,可得到
''
G F F =+浮拉
即
- 2.2N G gV ρ=酒排
由上述可得到-4
3
110m V =⨯排,3N G =,那么在水中受到的浮力是
33-431.010kg/m 10N/kg 110m 1N F gV ρ==⨯⨯⨯⨯=浮水排
A 错误;
B .由于ρρ<酒精水,根据浮排F gV ρ=可知,在酒精中受到的浮力比较小;
B 错误;
C .由上述可知
-433110m 100cm V V ==⨯=金属排
C 错误;
D .该金属块的质量是
3N 0.3kg 10N/kg
G m g =
==金属 可知该金属块的密度是
33-43
0.3kg
310kg/m 110m
m V ρ=
=
=⨯⨯金属金属金属
D 正确。
故选D 。
14.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 。
15.如图所示,在物理实验中,小明把鸡蛋放入盛有不同浓度盐水的杯中,在这三种情况中,各物理量之间的关系正确的是( )
A .鸡蛋受到的浮力F 甲<F 乙<F 丙
B .鸡蛋排开液体的质量m 甲=m 乙>m 丙
C .容器对桌子的压强p 甲<p 乙<p 丙
D .液体对容器底部的压强△p 甲>△p 乙=△p 丙 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .根据物体的浮沉条件,乙中的鸡蛋悬浮在水中,受到的浮力等于重力;丙中的鸡蛋漂浮在水面,受到的浮力也等于重力,那么应该F F =乙丙,A 错误;
B .设鸡蛋的重力是G ,根据物体的浮沉条件可得,
G F >浮甲、G F =浮乙、G F =浮丙,
由此可得
F F F <=浮甲浮乙浮丙
根据阿基米德原理,鸡蛋排开液体所受的重力等于鸡蛋受到的浮力,由此可得
G G G <=甲乙丙
鸡蛋排开液体的质量关系是
m m m <=甲乙丙
B 错误;
C .由图可以看到,甲容器对桌子的压强
G G G F p S S
++==蛋杯甲液
甲甲
乙容器对桌子的压强
G G G F p S S ++=
=蛋杯乙液
乙乙 丙容器对桌子的压强
G G G F p S S
++=
=蛋杯丙液
丙丙
还可以知道,甲容器中液体的体积和乙容器中液体的体积的关系
V V =甲液乙液,ρρ<甲液乙液,
所以
m m <甲液乙液,G G <甲液乙液,
由此可知
p p <甲乙;
乙容器中液体的体积和丙容器中液体的体积的关系
V V <乙液丙液,ρρ<乙液丙液,
所以
m m <乙液丙液,G G <乙液丙液,p p <乙丙;
C 正确;
D .液体对甲容器底部的压强改变量
()'''
p p p gh gh g h h ρρρ∆=-=-=-甲甲液甲液甲液甲液甲液甲液甲液
液体对乙容器底部的压强改变量
()'''p p p gh gh g h h ρρρ∆=-=-=-乙乙液乙液乙液乙液乙液乙液乙液
可知
''
h h =甲液乙液,ρρ<甲液乙液,
所以
p p ∆<∆甲乙;
对于p ∆乙与p ∆丙,可知
G F p S S
∆∆==蛋
乙
G F p S S
∆∆=
=蛋
丙 由此可知p p ∆=∆乙丙,那么
p p p ∆<∆=∆甲乙丙
D 错误.
16.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( )
A .若A
B
C m m m ==,则A B C F F F =< B .将C 球截去部分后,剩余部分可能上浮 C .只取出A 球,容器中液面的高度降低了
A
B m S
ρ D .三球放入液体前后,液体对容器底部的压强变化了()A B C g m m m S
++ 【答案】C 【解析】 【分析】
由图可知,小球A 漂浮,小球B 悬浮,小球C 沉底;
(1)当A B C m m m ==时三小球的重力相等,物体悬浮或漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,物体下沉时受到的浮力小于自身的重力,据此判断三小球受到的浮力关系; (2)物体的密度大于液体的密度时,物体沉底,将C 球截去部分后,剩余部分的密度不变,据此判断剩余部分在液体中的状态;
(3)由物体的密度和液体的密度相等时悬浮可知液体的密度,小球A 漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据阿基米德原理求出小球A 排开液体的体积,根据V Sh =求出只取出A 球时容器中液面的高度降低的高度;
(4)物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,根据m
V
ρ=
求出B 球和C 球排开液体的体积,进一步求出三球放入液体后排开液体的总体积,利用V Sh =求出容器内液体上升的高度,利用p gh ρ=求出三球放入液体前后液体对容器底部的压强的变化量。
【详解】
由图可知,小球A 漂浮,小球B 悬浮,小球C 沉底;
A .若A
B
C m m m ==,则三个小球的重力相同,因物体悬浮或漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,物体下沉时受到的浮力小于自身的重力,则小球A 和B 受到的浮力等于自身的重力,小球C 受到的浮力小于自身的重力,则A B C F F F =>,故A 错误;
B .因物体的密度大于液体的密度时,物体沉底,则将
C 球截去部分后,剩余部分的密度不变,剩余部分一定仍沉底,故B 错误;
C .由物体的密度和液体的密度相等时悬浮可知,液体的密度为B ρ,小球A 漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,即
A A A F G m g ==浮
由浮排F gV ρ=
可得,小球A 排开液体的体积
A A A
A B B
F m g m V g g ρρρ=
==浮排液 只取出A 球,容器中液面降低的高度
A
A B A B m V m h S S S
ρρ∆=
==排
故C 正确;
D .因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,由m
V
ρ=可得,B 球和C 球排开液体的体积分别为
B
B B B
m V V ρ==
排,C
C C C
m V V ρ==
排
三球放入液体后,排开液体的总体积
C
A
B
A B C B
B
C
m m m V V V V ρρρ=++=
+
+
排排排排
容器内液体上升的高度
C
A
B
B
B
C m m m h V S S
ρρρ+
+
∆'==
排
三球放入液体前后,液体对容器底部的压强的变化量
C
A
B
B
B
C
C B A B C ()B m m m m g p g h g
m m S
S
ρρρρρρρ+
+
∆=∆'==++
液
故D 错误。
故选C 。
17.如图(1)所示,边长为10cm 的立方体木块A 通过细线与圆柱形容器底部相连,容器中液面与A 上表面齐平。
从打开容器底部的抽液机匀速向外排液开始计时,细线中拉力F 随时间t 的变化图像如图(2)所示。
木块密度ρ = 0.5×103kg/m 3,容器底部面积为200 cm 2,g = 10N/kg 。
下列说法中正确的是( )
A .随着液体的排出,木块受到的浮力不断减小
B .容器中的液体是酒精
C .抽液机每秒钟排出液体的质量是10g
D .第 30s 时,木块露出液面的高度是 2cm 【答案】C 【解析】
【分析】
【详解】
A.随着液体的排出,液面下降,浮力减小,绳子的拉力减小,但减小到0以后,再随着液体的排出,木块所受到的浮力就不变了,故A错误;
B.当t=0时,A与液面的上表面相平,此时A受到重力、绳子的拉力及液体对它的浮力的作用,故存在平衡关系
因为木块的重力
故木块受到的浮力
由得液体的密度
这种液体是水,故B错误;
C.当绳子的拉力为0时,木块漂浮
由求出此时排开液体的体积
木块浸入液体中的深度为
故排出液体的质量
排出液体的时间为50s,故每秒钟排出液体的质量10g,故C正确;
D.第30s时,抽出水的质量为
故露出液面的高度为
故D错误。
故选C。
【点睛】
二力平衡、浮力及阿基米德原理的综合计算。
18.相同的柱形容器内分别盛有不同液体。
将两个完全相同的物体浸入液体中,当物体静
止后两液面刚好相平,如图所示,则下列判断中正确的是
A.容器对地面的压力F甲>F乙B.液体密度ρ甲<ρ乙
C.液体对容器底部的压强p甲=p乙D.物体排开液体的质量m甲<m乙
【答案】A
【解析】
【详解】
AB.因为物体在甲液体中漂浮,所以
ρ甲>ρ物,
物体在乙液体中悬浮,所以
ρ乙=ρ物,
所以
ρ甲>ρ乙,
由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积,且甲液体的密度大于乙液体的密度,根据
m=ρV可知甲液体的质量大于乙液体的质量,根据G=mg可知,甲液体的重力大于乙液体的重力,又因为容器的重力相等、物体重力相等,且在水平面上压力大小等于重力大小,所以
F甲>F乙,
故A正确,B错误;
C.因为p=ρgh,h相同,ρ甲>ρ乙,所以对容器底部的压强p甲>p乙,故C错误;
D.物体在甲液体中漂浮,物体受到的浮力等于物体重力;在乙液体中悬浮,物体受到的浮力等于物体重力,所以物体受到的浮力相等,即
F甲=F乙;
根据阿基米德原理可知,
G甲排=G乙排,
根据G=mg可知物体排开液体的质量
m甲=m乙,
故D错误。
19.在三个完全相同的杯子中均盛满某种液体后,将一木块放在乙杯中后,木块漂浮在液体中,将另一个完全相同的木块浸没在丙杯中,并用细线将其系在丙杯的杯底,如图所示,此时三个杯子对桌面的压力分别为F甲、F乙、F丙,液体对杯子底部的压强分别为
p 甲、p
乙
、p丙,则( )
A .F F F ==甲乙丙
B .p p p >=乙甲丙
C .F F F <=甲乙丙
D .p p p =>乙甲丙
【答案】C 【解析】 【分析】
本题考查物体的浮沉条件、液体压强。
【详解】
三个完全相同的杯子,杯子中均装满同种液体,设杯子中液体的重力为G 液,则甲杯与乙杯相比较:甲杯对桌面的压力:
F G G =+甲液容,
乙杯对桌面的压力:
F G G G G =+-+乙液木容排乙,
因为木块在乙杯中漂浮,
G F G ==浮乙木排乙,
所以
F G G =+乙液容,F F =甲乙;
丙杯与乙杯相比较:丙杯对桌面的压力:
F G G G G =++-丙液木容排丙,
木块在丙杯中用细线将其系在杯底上,
G F F G ==+浮丙拉木排丙,
所以G G >木排丙,则F F >乙丙.综上所述,可知
F F F <=甲乙丙;
三杯中液体的深度相同,由p gh ρ=得p p p ==乙甲丙,A 、B 、D 错误,C 正确。
故选C 。
【点睛】 较难题。
选项 失分的原因
AC 有绳子拉着物体浸没在液体中时不会分析物体的受力情况 BD
忽略题中“液体的密度和高度均相同”这一隐含条件。