2020-2021中考物理综合题专练∶浮力类问题附答案解析
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一、初中物理浮力类问题
1.如图所示,水平桌面上有两个完全相同的溢水杯,杯中装满不同的液体,将两个完全相同的小球分别放入溢水杯中,甲杯溢出0.9N 的液体,乙杯溢出0.8N 的液体。则( )
A .小球在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力
B .小球重0.9N ,在乙杯中受到的浮力小于0.8N
C .液体对甲杯底的压强小于液体对乙杯底的压强
D .甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .小球在甲杯中处于漂浮状态,则可知G F =浮甲,而小球在乙杯中沉底,可知
G F >浮乙,可得到F F >浮甲浮乙,即小球在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力,A
项不合题意;
B .由于甲杯溢出0.9N 的液体,根据阿基米德原理可知,小球在甲杯中受到的浮力大小等于它排开的液体所受的重力,即0.9N F =浮甲,而由上述可知
0.9N G F ==浮甲
小球重0.9N ;而在乙杯中受到的浮力是0.8N ;B 项不合题意;
C .根据物体的浮沉条件可知,小球在甲杯中漂浮,那么ρρ<球甲液,小球在乙杯中沉底,那么ρρ>球乙液,可知ρρ>甲液乙液,根据p gh ρ=可知,两个溢水杯完全相同,则高度
h 也相同,可知p p >甲液乙液,即液体对甲杯底的压强大于液体对乙杯底的压强;C 项不合
题意;
D .由上述可知ρρ>甲液乙液,而从图中可知,甲剩余液体的体积大于乙剩余液体的体积,所以甲剩余液体重力大于乙剩余液体重力,而容器的重力相同,球的重力也相同,那么对桌面的压力甲大于乙,对桌面的压强甲大于乙;选项D 符合题意。 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.在水平桌面上有甲乙两个完全相同的烧杯,两个烧杯内分别盛满密度为ρ甲和ρ乙的两种液体,把两个完全相同的小球轻轻地放入甲、乙烧杯内,静止时如图所示,烧杯对桌面的压强分别为p 甲和p 乙,小球所受浮力分别为F 甲和F 乙,下列判断正确的是( )
A .F F =甲乙
B .ρρ甲乙>
C .p p =甲乙
D .F F <甲乙
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
AD .由图可知,小球在甲中漂浮,则F 甲=G ,在乙中下沉,则F 乙<G ,又因为两球完全相同,所以F 甲>F 乙,故AD 错误;
B .由图可知,小球在甲中漂浮,则ρ球<ρ甲,在乙中下沉,则ρ球>ρ乙,所以ρ甲>ρ乙,故B 正确;
C .烧杯对桌面的压力等于烧杯、烧杯内液体和小球的总重力,由图知,甲、乙液体体积开始时相同,放入小球后甲中漂浮、乙中下沉,乙中溢出的液体多,故甲烧杯内剩余液体的体积大于乙烧杯内液体的体积,又知ρ甲>ρ乙,根据m =ρV 和G =mg 可知甲烧杯内液体的重力大于乙烧杯内的重力,又因为两烧杯、两小球的重力均相等,故甲杯对水平桌面的压力大于乙杯对水平桌面的压力;又因为烧杯的底面积相等,根据F
p S
=可知,甲杯对水平桌面的压强大于乙杯对水平桌面的压强,即p 甲>p 乙,故C 错误。 故选B 。
4.如图所示,甲、乙两只完全相同的杯子盛有密度和体积都不同的盐水,将两个完全相同的小球分别放入两杯中,当小球在盐水中静止时两杯中的液面相平,则( )
A .甲杯中小球受到盐水的浮力大于乙杯中小球受到的浮力
B .甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度
C .小球在盐水中时,盐水对甲杯底的压强小于盐水对乙杯底的压强
D .放人小球前后,液体对烧杯底的压强变化量相等
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .由图可知,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中悬浮,根据浮沉条可知,它们此时所受的浮力都等于自身的重力,即浮力相同,故A 错误;
B .小球在甲杯中漂浮,则
ρ甲>ρ球
在乙杯中悬浮,则
ρ乙=ρ球
所以
ρ甲>ρ乙
故B 错误;
C .两杯中液面相平,液体深度h 相等,ρ甲>ρ乙,由公式p =ρgh 可知
p 甲>p 乙
故C 错误;
D .由A 知,小球在甲、乙中受到的浮力相同,则它们排开液体的重力相同,因为甲、乙两只杯子完全相同且为柱体,故液体对杯子压力的增加量相同,则放人小球前后,液体对烧杯底的压强增加量相等,故D 正确。 故选D 。
5.测力计上挂一重为8牛的金属块,当金属块体积的三分之一浸入水中静止时,测力计的示数为6牛.若将金属块全部浸入水中且未碰到容器底部,测力计的示数为( ) A .2牛 B .4牛
C .6牛
D .8牛
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
当金属块三分之一浸入水中静止时,它受到重力、拉力、浮力的作用,处于平衡状态,浮力大小为
8N 6N 2N F G F =-=-=测浮
根据阿基米德原理1F gV ρ=浮水可知,排开水的体积为
1F V g
ρ=浮
水
若将金属块全部浸入水中,那么它排开水的体积为213V V =,此时它受到水的浮力为
'21336N F gV g V F ρρ==⋅==浮水水浮
测力计的示数为