【物理】初中物理浮力技巧(很有用)及练习题及解析
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【物理】初中物理浮力技巧(很有用)及练习题及解析
一、浮力
1.两手分别拿着质量相等木块和石块,把它们都浸没到水中。
松开手后,木块上浮,石块下沉。
静止时受到浮力较大的是
A .石块
B .木块
C .一样大
D .不能确定 【答案】B 【解析】 【详解】
松开手后,木块上浮,静止时漂浮,木块受到的浮力;
石块下沉,石块受到的浮力;
因为, 所以。
故选B 。
【点睛】
重点是浮力大小的比较,当质量相等时,根据两物体在液体中的浮沉状态很容易比较浮力的大小,漂浮时物体的浮力等于自身的重。
2.如图所示是小明同学在探究“浮力大小”的实验,实验中弹簧测力计的示数分别为F 1、F 2、F 3、F 4,下列等式正确的是
A .F 浮=F 2–F 1
B .F 浮=F 4–F 3
C .F 浮=F 2–F 3
D .F 浮=F 2–F 4
【答案】C 【解析】
如图所示探究“浮力大小”的实验,F 2为物体在空气中时,测力计的示数,即物体的重; F 3为物体浸没在水中时,测力计的示数,根据称重法测浮力的原理,23F F F 浮-=,故C 正确;
图中,F 4为排出的水加上空桶的重,F 1为空桶的重,根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重,所以41F F F =浮-,故ABD 都不正确. 选C .
3.三个相同容器里盛有密度不同的三种液休,将同一个小球先后放人三个容器中,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.丙液体的密度最小
【答案】D
【解析】
由图可知,同一个小球在甲液体中处于漂浮状态,在乙液体中处于悬浮状态,在丙液体中沉底.
A.根据漂浮条件,在甲液体中小球所受的浮力等于其自身重力,故A错误.
B.小球在乙液体中悬浮,所受浮力等于其重力,即F浮乙=G;小球在丙液体中沉底,则F浮
丙<G,因此F
浮丙
<F
浮乙
,故B错误.
C.因ρ物>ρ液时下沉、ρ物=ρ液时悬浮、ρ物<ρ液时漂浮,所以,三液体的密度关系为ρ甲>ρ物=ρ乙>ρ丙,因容器中的液面到容器底的距离都相等,所以,由p=ρgh可知,甲乙丙三种液体对容器底的压强为p甲>p乙>p丙,故C错误.
D.根据漂浮条件,ρ物>ρ液时下沉、ρ物=ρ液时悬浮、ρ物<ρ液时漂浮,所以,三液体的密度关系为ρ甲>ρ物=ρ乙>ρ丙,即丙液体的密度最小,故D正确为答案.
4.当轮船从大海驶往长江的过程中(海水的密度大于江水的密度),下列说法正确的是A.它受到的浮力变大 B.它受到的浮力变小
C.它下沉了一些 D.它上浮了一些
【答案】C
【解析】
【分析】
轮船从大海驶往长江的过程中,处于漂浮状态,根据漂浮条件得到浮力的变化;海水的密度大于江水的密度,根据阿基米德原理得到排开液体体积的变化。
【详解】
当轮船从大海驶往长江的过程中,处于漂浮状态,轮船的重力不变,受到的浮力不变,海水的密度大于江水的密度,根据阿基米德原理得到,所以轮船下沉一些。
故选C。
5.把同一个小球分别放入甲、乙两只盛有不同液体的杯子里,静止时小球位置如图所示,则小球所受的浮力F甲和F乙的关系正确的是()
A .F 甲=F 乙
B .F 甲<F 乙
C .F 甲>F 乙
D .无法确定 【答案】A
【解析】由浮沉条件知道,同一小球尽管放在不同的液体中,但漂浮和悬浮时受到的浮力都等于重力,故A 符合题意,故选A 。
6.在水平桌面上,有两个相同的圆柱形容器,内盛相同深度的盐水.将同一个鸡蛋分别放入其中,鸡蛋静止时如图所示.鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力分别为F 1和F 2,盐水对容器底部压强分别为p 1和p 2,则,
A .F 1>F 2,p 1>p 2
B .F 1=F 2,p 1>p 2
C .F 1<F 2,p 1=p 2
D .F 1=F 2,p 1<p 2
【答案】D 【解析】 【详解】
鸡蛋悬浮在甲杯中,受到盐水的浮力等于鸡蛋重力;鸡蛋漂浮在乙杯中,受到盐水的浮力也等于鸡蛋重力;所以鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力大小相等,即:F 1=F 2; 鸡蛋悬浮在甲杯中,ρ鸡蛋=ρ盐水甲;
鸡蛋漂浮在乙杯中,
ρ鸡蛋ρ<盐水乙; 盐水深度相同,根据液体压强公式p gh ρ=,则12p p <, ABC .不符合题意,错误。
D .符合题意,正确。
.
7.装有不同液体的甲、乙两烧杯,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.液体对甲、乙两烧杯底部的压强分别是P 甲、P 乙,液体对两物体的浮力分别是F 甲、F 乙,下列判断正确的是( )
A .P 甲>P 乙,F 甲=F 乙
B .P 甲=P 乙,F 甲>F 乙
C .P 甲<P 乙,F 甲=F 乙
D .P 甲=P 乙,F 甲<F 乙
【答案】A 【解析】 【详解】
两木块完全相同,它们在液体内都是静止的,故受力平衡,即浮力都等于物体的重力; ∴F 甲=F 乙,
由于物体在甲中浸入液面的体积比乙中的小,故由F 浮=ρ液gV 排得:ρ甲>ρ乙, ∵p=ρ液gh 得,由于液面高度相同, ∴p 甲>p 乙. 故选A .
8.在水平桌面上,有完全相同的圆柱形容器甲和乙,盛有质量相等的同种液体。
将体积相同、材料不同的小球A 和B 分别放入两容器中,结果A 球漂浮,B 球悬浮,如图所示。
A 、B 两球所受的浮力分别为F A 和F B ,甲、乙两容器对桌面的压强分别为p 甲和p 乙,则下列结论中正确的是
A .F A <F
B ,p 甲<p 乙 B .F A <F B ,p 甲>p 乙
C .F A >F B ,p 甲>p 乙
D .F A >F B ,p 甲<p 乙 【答案】A 【解析】 【分析】
由题意可知A 和B 两球的体积相等,由图可知两球排开液体的体积关系,根据阿基米德原理可知受到的浮力关系;
根据物体浮沉条件可知两者的重力关系,两容器相同时受力面积相同且液体质量相等,根据F=G=mg 可知对桌面的压力关系,利用压强的公式得出对桌面的压强关系。
【详解】
由题意可知A 和B 两球的体积相等,由图可知A 球排开液体的体积小于B 球,由F 浮=ρ液gV 排可知,A 球受到的浮力小于B 球受到的浮力,即F A <F B ,故CD 错误;
因物体漂浮或悬浮时受到的浮力和自身的重力相等,F A =G A ,F B =G B ,所以,G A <G B ,因水平面上物体的压力和自身的重力相等,且两容器相同,液体的质量相等,所以由F=G=mg 可知,甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力,根据F
p S
可知p 甲<p 乙
,故B 错误、A 正确。
故选A。
9.小竹将质量为120g的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯中溢出了100cm3的水,则物体(g取10 N/kg)
A.漂浮在水面上
B.悬浮在水中
C.沉在溢水杯底部
D.受到1.2 N的浮力
【答案】C
【解析】
【分析】
判断物体的浮沉,除通过比较浮力和重力的大小进行判断外,还可以通过比较物体的密度与液体的密度的大小进行判断.
【详解】
物体的重力G=mg=0.12kg×10N/kg=1.2N;物体受到的浮力F浮=ρ水g V排
=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-4m3=1N;因为G﹥F浮,所以物体在水中会下沉直至沉在溢水杯底部.
故选C.
10.如图所示,将一个小球先后放入甲、乙两个盛满不同液体的溢水杯中,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中沉底,甲、乙两杯中溢出液体的重力分别为0.5N和0.4N,则下列说法正确的是:
A.小球在甲杯中受到浮力作用,在乙杯中不受浮力作用
B.小球在甲杯中受到的浮力为0.5N,在乙杯中受到的浮力小于0.4N
C.小球的质量为50g
D.甲杯液体的密度小于乙杯液体的密度
【答案】C
【解析】
根据阿基米德原理F浮=ρgV排可知,只要物体浸入水中,就会受到浮力,与浮沉状态无关,故选项A不正确;根据阿基米德原理F浮=ρgV排可知,甲杯中小球受到的浮力:F甲=G排甲=0.5N;小球在甲杯漂浮,G甲=G排甲=0.5N;两个完全相同的小球,乙杯中小球受到的浮力:F乙=G排乙=0.4N,故B不正确;根据G=mg和甲杯中小球受到的浮力:F甲=G排甲=0.5N;小球的质量:m=G/g=0.5N/(10N/kg)=0.05kg=50g,故C正确;小球在甲杯漂浮,有:ρ甲>ρ球,小球在乙杯下沉,沉入水底,有:ρ乙<ρ球,所以两种液体的密度:ρ甲>ρ乙,故D 错误;故应选C.
11.在探究浮力问题时,某同学做了如图所示实验.测量时弹簧测力计的示数分别是
F1、F2、F3和F4.其中符合阿基米德原理叙述的等量关系的是()
A.F l>F3>F4>F2 B.F1﹣F3=F4﹣F2 C.F1+F2=F3+F4 D.F1﹣F2=F3﹣F4
【答案】B
【解析】由称重法知道,物体受到的浮力等于重力减去物体浸在水中时弹簧测力计的示数,即F浮=F1-F3;由图知道水桶和排出的水的重力,还知道空桶的重力,所以排开水的重力为:G排=F4 -F2;由阿基米德原理知道F浮=G排,所以F1 -F3 =F4 -F2,也就可是B符合阿基米德原理的等量关系,故选B。
12.小张看到鸡蛋浮在盐水面上,如图所示,他沿杯璧缓慢加入清水使鸡蛋下沉.在此过程中,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像可能是下图中的()
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】
【详解】
开始加入清水时,鸡蛋会缓慢下沉,浸入水中的体积逐渐增大,但还是漂浮状态,所以浮力不变;全部进入水中后,继续加清水,鸡蛋排开水的体积不变,但液体密度减小,根据阿基米德原理可知,浮力减小,但不会减小为0,所以D图是正确的.
13.将重为4.5N、体积为0.5dm3的小球投入水中静止后,小球
A.沉底浮力大小为5N B.悬浮浮力大小为4.5N
C.漂浮浮力大小为4.5N D.漂浮浮力大小为5N
【答案】C
【解析】(1)由图可知,鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态,因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等,都等于鸡蛋的重力,
因为F浮=G排=m排g,浮力相同,所以鸡蛋排开盐水的质量相同.
(2)因为ρ液>ρ物时物体漂浮,ρ液=ρ物时物体悬浮,所以乙杯中盐水的密度大于甲杯中盐水的密度,因为p=ρgh,且两杯中液面相平,所以乙杯底压强大于甲杯底压强.
故选:C.
14.下列各种现象与其应用的物理知识之间的关系中,正确的是()
A.飞机获得升力起飞——流体压强与流速的关系
B.热气球升空——大气压与温度的关系
C.水下潜水艇能够上浮——液体压强与深度的关系
D.航空母舰漂浮在海面——浮力与液体密度的关系
【答案】A
【解析】
【详解】
A.飞机飞行时获得升力,是因为飞机的机翼的特殊形状,使下方空气流速小,压强大,获得升力,故A正确;
B.热气球浸在空气中时,浮力大于氢气球自身的重力,从而升空,故B错误;
C.水下潜水艇能够上浮,是因为浮力大于潜水艇的重力,故C错误;
D.航空母舰漂浮在海面是由于此时的浮力等于自身的重力,故D错误;
15.将塑料球和木球用细绳相连放入水中时,木球露出水面的体积为它自身体积的3/8,如图甲所示,当把细绳剪断后,塑料球沉底,木球露出水面的体积是它自身体积的1/2,这时塑料球受到池底对它的支持力为F,如图乙所示若已知塑料球和木球的体积之比是1:8,则()
A.木球的重力为2F
B.塑料球所受的浮力为2F
C.绳子剪断前后,两物体所受的总浮力相差2F
D.塑料球的密度为2.0×103千克/米3
【答案】D
【解析】
试题分析:(1)塑料球和木球处于平衡状态,根据漂浮条件分别列出等式,利用阿基米德原理即可推导出木球和塑料球的重力和浮力;
(2)把细线剪断后,根据木球露出水面的体积为自身体积的可知木球排开水的体积,根据物体的漂浮条件和阿基米德原理求出木球的密度,再根据漂浮条件和阿基米德原理表示出细线剪断前木球、塑料球的重力之和与浮力之间的关系,然后利用密度公式即可求出塑料球的密度.
解:(1)把细线剪断前,木球和塑料球漂浮,木球受力为:G木,向下的F拉、F木浮1;
则G木+F拉=F木浮1,而F木浮1=ρ水g(1﹣)V木=ρ水gV木,
则G 木+F拉=ρ水gV木﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
细线剪断后,木球受力为:G木,F木浮2;
则G 木=F木浮2,而F木浮2=ρ水g(1﹣)V木=ρ水gV木,
则G木=ρ水gV木﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
①式﹣②式得:
F拉=F木浮1﹣F木浮2=ρ水gV木﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
把细线剪断前,塑料球受力为:G塑料,F拉、F塑料浮;
则G塑料=F拉+F塑料浮﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
把细线剪后前,塑料球受力为:G塑料,支持力为F、F塑料浮;
G塑料=F+F塑料浮﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤
④式﹣⑤式得:F拉=F﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥
由③⑥式可知:ρ水gV木=F,
则ρ水gV木=8F﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑦
则根据②和⑦式得:
G 木=ρ水gV木=×8F=4F,故选项A错误;
因为V塑料:V木=1:8,
所以F 塑料浮=ρ水gV塑料=ρ水g×V木=×8F=F,
故选项B错误;
(2)把细线剪断后,木球排开水的体积V 排=V木﹣V木=V木,
F浮木=ρ水gV排=m木g,即ρ水g×V木=ρ木V木g,
解得:ρ木=ρ水,
把细线剪断前,木球和塑料球漂浮,则
F 浮前=ρ水gV排′=(m木+m塑料)g,即ρ水g(V木+V塑料)=(ρ木V木+ρ塑料V塑料)g,
因为V塑料:V木=1:8,
所以ρ水(×8V塑料+V塑料)=(ρ水×8V塑料+ρ塑料V塑料),
整理可得:ρ塑料=2ρ水=2×1×103kg/m3=2×103kg/m3.故选项D正确;
绳子剪断前后,两物体所受的总浮力之差为:
F浮前﹣F浮后=(G木+G塑料)﹣(G木+F塑料浮)=G塑料﹣F塑料浮=F;故选项C错误;
故选D.
16.在木棒的一端缠绕一些铜丝做成简易密度计,将其放入盛有不同液体的烧杯中,它会竖直立在液体中,由观察到的现象可以判断,下列烧杯中的液体密度最大的是()
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】密度计使用时,始终漂浮在液面上,漂浮时浮力等于重,所以密度计在液体中受到的浮力都是相等的;
根据阿基米德原理,即可得:;
由图知,在C液体中,密度排开液体的体积最小,根据可得,此液体的密度最大,
故选C。
点睛:重点是浮沉条件和阿基米德原理的应用,关键是牢记漂浮时浮力等于重,即浮力相等,再根据阿基米德原理可比较密度的大小。
17.如图所示,我国第二艘航母上的舰载机群飞离后,航母受到的浮力F及其底部受到水的压强p的变化情况是()
A.F减小,p增大 B.都减小 C.F增大,p减小 D.都增大
【答案】B
【解析】
【分析】
航母上的舰载机群飞离后,航母自重减小,上浮一些,根据物体的浮沉条件和液体压强的特点分析。
【详解】
(1)∵舰载机群飞离后,航母仍漂浮,但自重G 减小,∴航母所受浮力减小。
(2)∴排开水的体积要减小,航母将上浮一些∴航母底部所处的深度减小,又∴航母底部所受的压强将减小。
故选B
【点睛】
本题综合利用了浮沉条件(漂浮条件)和液体压强的特点,要求灵活运用,难易适当。
18.如图所示,一个水槽中盛有足够深的水.将一个体积为V的木块甲放入水中时,木块甲恰好有一半体积露出水面;当在木块甲上面放一个金属块乙时,木块上表面恰好与水面
相平;当把金属块乙用细线系在木块下再放入水中时,木块有
1
15
的体积露出水面.则下列
说法不正确的是
A.木块甲的密度是0.5×103 kg/m3
B.金属块乙的重力是(1/2)ρ水gV木
C.金属块乙的体积是(1/15)V木
D.金属块乙的密度是1.5×103kg/m3
【答案】D
【解析】
根据题意知道,木块浮在水面上,恰好有一半体积露出水面,所以F浮=G排=G甲,即ρ水Vg/2=ρ木Vg,所以木块的密度:ρ木=ρ水/2=0.5×103km/m3,故A正确;又因为当在木块甲上面放一个金属块乙时,木块上表面恰好与水面相平,所以ρ水Vg=ρ木Vg+G乙,解得:G
乙=ρ
水
gV
木
/2,故B正确;木块甲上面放一个金属块乙与把金属块乙用细线系在木块下再
放入水中时的情况比较可知,两种情况下的重力的和是相等的,所以排开水的体积也相等,所以可知金属块乙的体积是木块体积的1/15,故C正确;乙的密度:ρ乙=G乙/gV乙
=1
2
1
15
gV
g V
水木
木
=7.5ρ水=7.5×103 kg/m3,故D错误,符合题意,故选D.
19.甲、乙两球放在液体中静止,甲球在水面以上和水下部分的体积比为1:4,如图所示,则下
列说法正确的是
A .若甲、乙体积相同,因为甲球漂浮,乙球悬浮,所以F 浮甲>F 浮乙
B .若甲、乙体积相同,G 甲=3/4G 乙
C .若甲、乙休积相同、均为实心,则甲、乙由不同物质构成,ρ甲:ρ乙:ρ液=4:5:5
D .若甲、乙质量相等,则甲的体积较大,若由同种物质构成,则甲一定是空心的,且空心部分体积为甲球体积的1/5,乙可能是实心 【答案】C 【解析】 【详解】
A .若甲、乙体积相同,由题意知甲排开水的体积小于乙排开水的体积,根据
F gV ρ=浮液排可知,
F 浮甲<F 浮乙,
故A 错误不符合题意;
B .若甲、乙体积相同,甲球漂浮,则:
4
5
G F V g Vg ρρ===甲浮甲水水排甲,
乙球悬浮,则:
G 乙=F 浮乙=ρ水V 排乙g =ρ水Vg ;
综合两式:
4
5
G G =甲乙。
故B 错误不符合题意;
C .乙球悬浮,根据浮沉条件可得:
ρ乙=ρ液;
甲球漂浮,根据浮沉条件可得:
45Vg Vg ρρ=甲液,45
ρρ=甲液;
可得:
ρ甲:ρ乙:ρ液=4:5:5,
故C 正确符合题意;
D .若甲、乙质量相等,因为浮力都等于重,所以浮力相等,排开液体的体积相等,结合题意知,甲的体积较大;
若由同种物质构成,质量相等,甲的体积较大,可知甲球一定是空心的,球材料的密度不确定,则乙球可能是空心的,也可能是实心的; 则浮沉条件结合阿基米德原理可得:
V 甲排=V 乙排=V 乙,
又知:
4
5
V V =甲排甲,
可得:
4
5
V V =乙甲,
当乙球是实心时,甲球空心部分:
41
55
V V V V =-=甲甲甲甲空;
当乙球空心时,甲球空心部分体积当然不是甲球体积的
1
5
,D 说法不成立。
20.甲、乙两个相同的杯子里盛有不同的液体,将相同的小球放入液体中,小球静止时液面恰好相平(如图所示)。
此时液体对容器底的压强分别是p 甲和p 乙,小球受到的浮力分别为F 甲和F 乙,则
A .F 甲>F 乙
B .p 甲>p 乙
C .F 甲<F 乙
D .p 甲<p 乙
【答案】B 【解析】 【详解】
AC .由图知,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中悬浮,根据浮沉条件可知,此时它们所受的浮力都等于自身的重力,同一小球的重力不变,则浮力相同,即F 甲=F 乙;故AC 错误; BD .小球在甲杯中漂浮,小球在乙杯中悬浮,根据浮沉条件可知,甲液体的密度大于小球的密度,乙液体的密度等于小球的密度;所以,甲液体的密度大于乙液体的密度;两杯中液面相平,深度h 相等,甲液体的密度大于乙的密度,由公式p =ρgh 可知,甲杯底部所受液体的压强较大,即p 甲>p 乙,故B 正确,D 错误。
21.A 、B 是两个质量完全相同的实心长方体,轻轻放入水中后,静止时如图所示,则下列说法正确的是
A .两物体的密度大小关系是:ρA >ρB
B .两物体排开水的体积大小关系是:V 排A =V 排B
C .两物体受到水的浮力大小关系是:F 浮A <F 浮B
D .两物体下表面受到水的压强大小关系是:P A =P B 【答案】B 【解析】 【详解】
A 、由图可知,A 在水中漂浮,则,
B 在水中悬浮,则
,所以
,故A
错误;
BC 、由图可知,A 静止时在水中漂浮,则,B 静止时在水中悬浮,则
,
而
,则
,所以
,由
可知,
,故B 正
确、C 错误;
D 、由图可知,A 、B 的下表面距离水面的深度关系是:
,由
可知,
,故D 错误。
故选:B 。
【点睛】
重点是考查物体浮沉条件和液体压强的特点,熟练掌握并灵活运用物体的浮沉条件和阿基米德原理是解答此题的关键。
22.如图所示,底面积不同的甲、乙圆柱形容器分别盛有相同深度、密度为ρ甲、ρ乙两种液体,甲、乙液体对容器底部的压强分别是p 甲、p 乙,且 p 甲>p 乙.现将体积为V A 、V B 的两球分别浸没在甲、乙两容器的液体中,无液体溢出,甲、乙容器底受到液体的压力相等.则下列说法正确的是( )
A .V A <V
B ,ρ甲>ρ乙 B .V A >V B ,ρ甲>ρ乙
C .V A =V B ,ρ甲<ρ乙
D .V A <V B ,ρ甲=ρ乙
【答案】A 【解析】
放入两球前,根据P ρgh =,甲、乙液体深度相同, P P 甲乙>,得:
甲乙>ρρ; P P 甲乙>且
S S 甲乙>,根据F PS =,则F F 甲乙>, 两球浸没在液体中后,增加的压力为排开液体的重,即'F G V g ρ==排液球,因为
甲乙>ρρ,所以当V 球相等时,增加的压力仍然是甲大于乙,加上原来的压力仍然是甲对容
器底的压力大于乙,不可能相等;
那么要最后压力相等,必然是乙球的体积大于甲球的体积,即乙增加的压力才可能大于甲
增加的压力,最后加上原来的压力才可能相等,故A B V V <,
甲乙>ρρ正确.
选A .
点睛:重点是液体压强、压力的判断,思路为:放入两球前,根据深度和压强判断出甲液体密度大,继而甲压力也大,放入两球后,要使压力相等,所以乙增加的压力必须要大于甲增加的压力,而甲的密度又大,故B 球的体积必然大于A 球的体积.过程中明白增加的压力即两球排开的液体的重是关键.
23.水平桌面上放有甲、乙两个都装有水的相同容器,现把两个形状和体积都相同的实心小球分别缓慢放入两容器中,两小球静止时液面恰好相平,如图所示,下列说法正确的是
A .两小球受到的浮力相等
B .乙容器中小球的密度较大
C .甲容器底部受到的水的压强大
D .两容器底部对水平桌面的压力相等 【答案】D 【解析】 【分析】
两个物体放入水中后,一个漂浮,一个悬浮,所以两个物体的密度不同,而后据: (1)漂浮和悬浮的条件判断即可; (2)据密度的公式分析判断即可; (3)据液体内部压强的特点分析判断即可; (4)据F G =分析即可。
【详解】
A 、已知两个小球的体积相同,由图可知,甲容器中小球排开水的体积大于乙容器中小球排开水的体积,根据公式F gV ρ=浮水排可知,甲容器中小球所受的浮力大于乙容器中小球所受的浮力,A 错误;
B 、两个小球放入水中后,乙容器中小球漂浮,即乙容器中小球的密度小于水的密度,甲容器中小球悬浮,说明甲容器中小球的密度等于水的密度,所以甲容器中小球的密度较大,B 错误;
C 、由于甲、乙两容器中水的深度相同,根据公式p pgh =可知,两容器底所受水的压强相同,C 错误;
D 、由阿基米德原理可知,小球排开水的重力等于自身的浮力,再根据漂浮和悬浮条件可知,小球所受的浮力等于自身的重力,所以两个小球排开水的重力恰好等于自身的重力,因此两容器的总重力相同,即甲、乙容器对水平桌面的压力相等,D 正确; 故选:D 。
【点睛】
该题考查了浮力的判断、液体压强的计算、密度与浮沉条件的关系等知识点,是一道综合题。
24.水平地面上有底面积为300cm2、不计质量的薄壁盛水柱形容器A,内有质量为400g、边长为10cm、质量分布均匀的正方体物块B,通过一根长10cm的细线与容器底相连,如图所示,此时水面距容器底30cm,则下列相关说法错误的是()
A.此时物块B受到的拉力为6N
B.容器对水平地面的压力是84N
C.剪断绳子,待物块静止后水平地面受到的压强变化了200Pa
D.剪断绳子,待物块静止后水对容器底的压强变化了200Pa
【答案】C
【解析】
【详解】
A. 木块的重力:G B=m B g=0.4kg×10N/kg=4N,木块浸没在水中,则V排=V木=(10cm)3=1000cm3=1×10−3m3,物体浸没时受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=
1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10−3m3=10N,绳子的拉力为:F=F浮−G B=10N−4N=6N;故A
正确;B. 容器内水的体积V=Sh=300cm2×30cm−1000cm3=8000cm3=8×10−3m3,由ρ=
可得,水的质量m水=ρV=1.0×103kg/m3×8×10−3m3=8kg,因不计质量的薄壁盛水柱形容器,则容器对水平地面的压力F=G总=(m水+m B)g=(0.4kg+8kg)×10N/kg=84N,故B正确; C. 绳子断和断之前,容器对桌面的压力不变,受力面积不变,故剪断绳子,待物块静止后水平地面受到的压强没有变化,故C错误;D. 物块B的重力:G=mg=
0.4kg×10N/kg=4N,剪断绳子,待物块B静止后漂浮,F′浮=G=4N;由F浮=ρ液gV排可得,木块漂浮时排开水的体积:V′排==4×10−4m3,液面下降的
深度为:△h==0.02m,水对容器底的压强变化量:△p =ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa.故D正确;故选C.
【点睛】
(1)物体在水中受到三个力的作用:重力、浮力和绳子的拉力.利用G=mg求出木块的重力,木块浸没在水中,求出木块的体积,即排开水的体积,利用F浮=ρ水gV排计算木块受到的浮力;已知物重和浮力,两者之差就是绳子的拉力;(2)容器对水平地面的压力等于容器、水、木块的重力之和;(3)绳子断和断之前,容器对桌面的压力不变等于容器重、水重和木块重之和,再利用压强公式分析对地面的压强.(4)根据漂浮时浮力与重力
的关系得出木块受到的浮力;根据根据F 浮=ρ液gV 排得出木块排开水的体积,根据V 排的变化得出水深度的变化,从而可得压强的变化.
25.如图所示,水平桌面上有两个相同的烧杯,分别盛有质量相等的甲、乙两种液体.将材料相同的a 、b 两个实心球,分别放入甲、乙两种液体中,a 球体积大于b 球体积.静止时,a 球漂浮在液面上,b 球悬浮在液体中,a 、b 两球受到的浮力分别为F 甲、F 乙,甲、乙两种液体对烧杯底的压强分别为p 甲、p 乙,则
A .F 甲=F 乙;p 甲=p 乙
B .F 甲=F 乙;p 甲>p 乙
C .F 甲>F 乙;p 甲=p 乙
D .F 甲>F 乙;p 甲>p 乙
【答案】D 【解析】
两球的材料相同,a 球体积大于b 球体积,所以a b G G >;
a 球漂浮在液面上,
b 球悬浮在液体中,根据物体的浮沉条件可知,两球的浮力都等于重力,则F F 甲乙>;
分别盛有质量相等的甲、乙两种液体,则=G G 甲乙,又因为a b G G >, 所以两液体对容器底的压力关系为:==a b F G G F G G 甲甲乙乙+>+ 两容器相同,所以底面积相等, 根据F
p S
=
可知,受力面积相等时,压力大的压强大,即p p 甲乙>. 故D 正确.
点睛:重点是浮力大小的判断和液体压强的判断,利用好浮沉条件是关键,根据浮力等于重可得浮力的大小关系;判断液体压强应根据F
p S
=
判断,即正确判断液体和球的总重.
26.如图所示,在水平桌面上放置一个平底轻质薄塑料杯,杯子底面积为2×10-3m 2,高为0.1m ,杯中装满水,水的质量为300g ,将体积为100cm 3、重为1.8N 的小球缓慢的放入水中,当小球静止时,下列判断中正确的是(g=10N/kg )
A .水对杯底的压力为3N
B .水对杯底的压强为1500Pa
C .小球受到的浮力为1.8N
D .杯子对桌面的压力增加了0.8N。