物理浮力解题技巧及练习题含解析
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物理浮力解题技巧及练习题含解析
一、浮力
1.如图所示,水平地面上放置着两个底面积不同的轻质圆柱形容器甲和乙(S甲<S乙),分别盛有两种液体A和B,液面高度相同.容器底部用细线拉着相同实心物体C,浸没在液体中(ρC<ρA<ρB).当细线剪断,待物体C静止后,甲和乙容器中液体对容器底部的压强变化量分别为△P甲和△P乙,则下列关系正确的是()
A.△P甲可能大于△P乙B.△P甲可能小于△P乙
C.△P甲可能等于△P乙D.以上三种情况都有可能
【答案】D
【解析】
【详解】
容器底部用细线拉着相同实心物体C,浸没在液体中后,与没有放物体C时相比,甲液面上升高度为,乙液面上升高度为;当细线没有被剪断时,因为ρC<ρA<ρB,所以C漂浮在甲、乙两种液体中.由公式,与没有放物体C时相比,甲液面上升高度为,乙液面上升高度为;当细线没有被剪断后,甲和乙容器中液体深度变化量分别为
△h甲=-=,△h乙=-=
甲和乙容器中液体对容器底部的压强变化量分别为△P甲=
和△P乙=
由于ρC<ρA<ρB,故,同时S甲<S乙,所以△P甲与△P乙无法比
较.故答案选D。
2.如果把远洋轮船想象成一个巨大的液体密度计,下列有关远洋轮船体上的国际航行载重线(如图所示)的表述中,正确的是
A.FW表示冬季轮船在海水中航行时的吃水线
B.FW表示夏季轮船在海水中航行时的吃水线
C.S 表示夏季轮船在海水中航行时的吃水线
D.W表示冬季轮船在淡水中航行时的吃水线
【答案】C
【解析】
【详解】
(1)轮船在淡水中和在海洋中航行时,都是漂浮,轮船受到的浮力:F浮=G,
轮船受到的重力G不变,则轮船受到的浮力不变.根据F浮=ρ液gV排可知排开淡水的体积更大,(2)由于冬天海水的密度更高,轮船在水中都是漂浮,受到的浮力相同,所以根据F浮=ρ液gV排可知冬季排开海水的体积更小,所以W是“冬季海水中航行时的吃水线”,S 是“夏季海水中航行时的吃水线”,FW是夏季淡水航行时的吃水线,故C正确.
3.小明取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,制成简易密度计.现使吸管竖直漂浮在不同液体中,测量出液面到吸管下端的深度为h,如图所示.则下列图表示吸管所受的浮力大小F、液体的密度ρ与深度h关系的图象中,可能正确的是()
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】
【分析】
密度计漂浮在不同的液体中,根据漂浮条件,所受浮力等于自身重力,即浮力不变,据此判断浮力F与浸没液体中深度h的关系;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排=ρ液gSh,浮力和密度计的横截面积一定时,判断出液体密度与浸没液体中的深度的关系.
【详解】
同一只密度计,重力G不变,竖直漂浮在不同液体中,由漂浮条件F浮=G可知,浮力不变,与浸没液体中的深度无关,故AB错误;
由阿基米德原理F浮=ρ液gV排得,g是定值,ρh的乘积为定值,所以ρ、h的关系呈现反比例函数图象,故C错误,D正确.
4.如图所示,a、b、c是三个实心小球,其中a与b质量相等,b与c体积相同;放入水中后,a球漂浮、b球悬浮、c球沉底.则下列判断中正确的是
A.它们的体积关系是:V a<V b=V c
B.它们的重力关系是:G a=G b>G c
C.它们的密度关系是:ρa>ρb>ρc
D.它们所受的浮力关系是:F a=F b=F c
【答案】C
【解析】
【分析】
(1)当物体的重力大于受到的浮力时物体下沉,当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,当物体的重力小于受到的浮力时物体上浮;根据阿基米德原理结合图判断三球的体积关系;
(2)当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮.
【详解】
(1)由图可知,a漂浮,b悬浮,则V排a<V a,V排b=V b,
因为当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,所以F a=G a,F b=G b;
因为a与b质量相等,则物体的重力相等,所以浮力F a=F b;
因为F浮=ρgV排,所以V排a=V排b,
所以V a>V b,
由题干可知:V b=V c,所以V a>V b=V c,故A错误;
(2)因为b悬浮,c沉入底部,
所以F b =G b ,F c <G c ; 因为b 与c 体积相同,
所以根据F 浮=ρgV 排可知:F b =F c ,所以G b <G c ;则G a =G b <G c ,故B 错误;
(3)因为当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮,
所以根据a 漂浮、b 悬浮、c 沉入底部可知:ρa <ρb <ρc ,故C 错误; (4)由上分析可知:浮力F a =F b =F c ,故D 正确. 故选D .
5.如图所示,边长为10cm 的实心正方体,静止在乙液体中。
h 1等于10cm ,其上表面受到液体向下的压力F 1=8N ,下列说法正确的是
A .液体的密度为0.8×103g/cm 3
B .正方体受到的浮力为8N
C .正方体上表面受到液体的压强为8×104pa
D .正方体下表面受到液体的压力为18N
【答案】B 【解析】 【详解】
AC .根据题意知道,正方体的上表面积是:
S=L 2 =(10cm )2 =100cm 2 =0.01m 2 ,
由于上表面受到液体向下的压力F 1 =8N ,所以,上表面受到液体向下的压强是:
12
18N =
800Pa 0.01m F p S ==上 由p=ρgh 知道,液体的密度是:
1800Pa =10N/kg 0.1m
p gh ρ=
⨯上 =0.8×103 kg/m 3 , 故AC 不符合题意;
BD .下表面受到液体的压强是:
p 下 =ρgh 2 =0.8×103 kg/m 3×10N/kg×(0.1m+0.1m )=1600Pa ,
由F
p S
=
知道,下表面受到液体的压力是: F 下=p 下S =1600Pa×0.01m 2 =16N ,
由浮力产生的原因知道,正方体受到的浮力是:
F 浮 =F 下 -F 1 =16N-8N=8N ,
故B 符合题意,D 不符合题意。
6.如图所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中.甲上浮、乙悬浮、丙下沉,在甲露出水面之前,关于它们受到的浮力,下列说法正确的是
A.甲受到的浮力大B.乙受到的浮力大
C.丙受到的浮力大D.它们的浮力一样大
【答案】D
【解析】
∵甲、乙、丙三个物体浸没在水中,并V
甲=V乙=V丙,根据F浮=ρV排g,∴F甲浮=F乙浮=F丙
浮
,
故选D.
7.弹簧测力计下挂一长方物体,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 变化关系的图象,则下列说法中正确的是
A.物体的体积是500cm3
B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是2.25×103kg/m3
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
【答案】C
【解析】
由图象知道,当物体完全浸没时,G=9N,当完全浸没时拉力F=5N,所以浮力为F浮 =G-
F=9N-5N=4N,此时物体完全浸没,所以浮力最大,故B错误;由F浮 =ρ液gV排得,V=V排=F
浮/ρ
水
g=4N/1.0×103kg/m3×10N/kg=4×10-4 m3,故A错误;物体的质量
m=G/g=9N/10N/kg=0.9kg;所以物体密度为ρ=m/V=0.9kg/4×10−4m3=2.25×103 kg/m3,故C正确;物体刚浸没时,下表面受到的压力F下=F浮=4N,故D错误,故选C.
8.如图所示,两个相同的柱形容器中分别盛有两种不同的液体.并置于水平桌面上,现将相同的小球分别放入容器中,当小球静止时所处的位置如图所示,两小球受到的浮力分别为F甲、F乙,则下列判断正确的是
A.F甲<F乙ρ甲<ρ乙B.F甲=F乙ρ甲<ρ乙
C.F甲=F乙ρ甲>ρ乙D.F甲>F乙ρ甲>ρ乙
【答案】C
【解析】
【分析】
两个小球完全相同处于漂浮时受到的浮力都等于重力,由此可知两小球受浮力大小关系;根据小球的状态确定两种液体的密度关系.
【详解】
完全相同的两个小球在甲、乙两种液体处于漂浮时,两个小球受到的浮力:F甲=F乙=G.
从图中可以看出,两球都漂浮,乙中小球排开液体的体积较多,即V排甲<V排乙,浮力都等于重力,由F浮=ρ液gV排可得ρ甲>ρ乙.
故选C.
9.同一个小球,先后放入四个盛有不同液体的容器中,静止时的位置如图所示.四个容器中的液面到容器底面的距离相等,则容器底面受到液体压强最大的是()
A.
B.
C.
D.
【解析】
试题分析:同一个小球重力不变,漂浮或悬浮时,重力等于浮力,ABC 中小球所受的浮力大小相等,A 中球排开的液体最少,所以可知A 液体的密度大于BC ;D 中球沉入水底,说明球的密度大于液体的密度;故可知,四种液体中A 液体的密度是最大的,由于四个容器中液面是相平的,所以密度最大的A 容器底部所受到的压强最大,故应选A . 【考点定位】压强和浮力
10.两个完全相同的空烧杯中分别放入质量相等的实心铜块和实心铝块(ρ铜>ρ铝)后,(铜块和铝块高度均小于烧杯高度),缓慢向两烧杯中倒满水,且水没有溢出,下列判断中正确的是( ) A .放铝块的烧杯倒入水较多 B .放铜块的烧杯倒入水较多 C .两烧杯倒入水一样多 D .无法判断 【答案】B 【解析】 【详解】
由于m m =铜铝,ρρ>铜铝,所以V V v <铜铝,因为这两个金属块都浸没在水中,所以它们排开水的体积都等于它们各自的体积,则V V <排铜排铝,所以铝块排出的水多,盛水少,所以向烧杯倒水少;铜块排出的水少,盛水多,所以向烧杯倒水多.故B 正确,ACD 错误.故选B. 【点睛】
根据密度公式,质量相等密度大的反而体积小,两个水杯相同,放入金属块的体积也大,杯子所装的水越少,否则,装的越多.
11.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
【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 。
12.跳水运动员入水的过程中,他所受浮力F 随深度h 变化的关系如图所示,其中正确的
是( )
A .
B .
C .
D .
【答案】A 【解析】
试题分析:在运动员入水的过程中,排开水的体积V 排先增大后不变, ∵F 浮=ρ水gV 排,
∴运动员受到的浮力先增大、后不变. 故选A .
13.如图所示,一质地均匀的圆柱形平底玻璃杯,置于水平桌面中央,杯内水中漂浮着一冰块,关于冰融化前后比较,下列说法正确的是
A .玻璃杯对桌面的压强增加
B .容器内液体的密度减小
C .玻璃杯中液面的高度升高
D.液体对容器底部的压强不变
【答案】D
【解析】
【详解】
冰块熔化前后,杯内物质的重力不变,杯子的重力不变;故桌面受到的压力(F=G总)就
不变,杯子的底面积不变;根据固体的压强公式:p==得,桌面受压强不变,故A
错误;冰熔化成水后,水的密度不变,故B错误;
根据阿基米德原理:F浮=G排(即排开水的重力G水即得F浮=G排水);由于冰块漂浮,根据二力平衡知识,有F浮=G冰;故G冰=G排水;故冰块熔化前后,水面高度h不变;根据液体压强的公式:p=ρgh可得,由于水的高度h不变,故水对杯底的压强不变,故C错误,D 正确;
14.将甲、乙两种实心物体放入水中,出现如图情形,由此推断它们的密度关系是
A.ρ甲>ρ乙 B.ρ甲<ρ乙 C.ρ甲=ρ乙 D.以上说法都不对
【答案】B
【解析】
【详解】
由图知道,甲物体漂浮在水中,乙在水中沉底,因为当物体的密度小于液体的密度时漂浮,物体的密度大于液体的密度时下沉、沉入底部,所以,甲的密度小于水的密度,乙的密度大于水的密度,即B正确,故选B。
15.两个相同的柱形容器置于水平地面,容器中分别盛有相等体积的不同液体甲、乙。
取两块相同的橡皮泥,将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中,将另一块捏成球形状放入乙液体中,橡皮泥静止后如图2所示。
以下判断正确的是
A.液体的密度ρ甲>ρ乙
B.液体对容器底部的压强p甲<p乙
C .橡皮泥受到的浮力F 甲<F 乙
D .容器对地面的压强p 地甲>p 地乙 【答案】B 【解析】 【详解】
A .将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中处于漂浮状态,浮力等于重力;将另一块捏成球形状放入乙液体中处于悬浮状态,浮力等于重力,由此可知橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同。
根据阿基米德公式F 浮=ρ液gV 排可得
F V g ρ=
浮
液排
由图可知V 排甲>V 排乙,所以
ρ甲<ρ乙
故AC 错误;
B .液体对容器底的压力等于液体的重力与排开液体的重力之和,因为ρ甲<ρ乙,所以等体积液体甲、乙的质量关系为
m 甲<m 乙
即
G 甲<G 乙
橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同,因为F 浮=G 排,所以
G 甲排=G 乙排
故有
G 甲+G 甲排<G 乙+G 乙排
因此液体对容器底压力
F 甲<F 乙
由压强公式=
F
p s
,可知液体对容器底部压强 p 甲<p 乙
故B 正确;
C .将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中处于漂浮状态,浮力等于重力;将另一块捏成球形状放入乙液体中处于悬浮状态,浮力等于重力,由此可知橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同,故C 错误;
D .容器对地面的压力等于容器重力、液体重力、物体重力之和,因为G 甲<G 乙,所以
G 甲+G 物+G 容 <G 乙+G 物+G 容
因此容器对地面的压力
F 容甲<F 容乙
由压强公式=
F
p s
可知容器对地面的压强 p 地甲<p 地乙
故D 错误。
16.如图所示,两个相同的柱形容器分别盛有两种不同的液体,在容器中分别放入两个相同物体,当物体静止后两液面刚好相平,下列判断正确的是
A .物体排开液体的质量m 甲<m 乙
B .液体对容器底部的压强p 甲=p 乙
C .容器对地面的压强p 甲′=p 乙′
D .液体对容器底部的压力F 甲>F 乙
【答案】D 【解析】 【详解】
A .完全相同的两个物体在甲液体处于漂浮,在乙液体中处于悬浮,两个小球受到的浮力:F 浮甲=F 浮乙=G ,根据阿基米德原理可知G 排甲=G 排乙,根据G =mg 可知排开液体的质量m
甲
=m 乙,故A 错误;
BD .物体在甲液体中处于漂浮,ρ甲>ρ物,在乙液体中处于悬浮,ρ乙=ρ物,ρ甲>ρ乙,两液面相平,根据p =ρgh 可知p 甲>p 乙,两个相同的柱形容器底面积相同,根据F =pS 可知液体对容器底部的压力关系是F 甲>F 乙,故B 错误,D 正确;
C .甲中物体排开液体的体积较少,两液面相平,说明原来甲中液体的体积较大,V 甲>V
乙
,由ρ甲>ρ乙,根据m =ρV 可知原来两种液体的质量关系m 甲>m 乙,两个相同的柱形容
器,质量相同,两个相同的物体,放入液体中,容器、物体和液体的总质量关系m 总甲>m
总乙
,根据G =mg 得到G 总甲>G 总乙,两个相同的柱形容器底面积相同,根据F G
p S S
=
=得到容器对地面的压强p 甲′>p 乙′,故C 错误。
17.如图所示,有三个相同的容器,甲容器内只盛有水,乙容器内有木块漂浮在水面上,丙容器中小球悬浮在水中,三个容器水均未盛满,且水面一样高。
下列说法中正确的是
A .甲容器底部受到水的压强最大
B .若在甲容器中再放入木块后,容器底部受到的压强变大
C .乙容器中加入盐溶化后,木块受到的浮力将变小
D .丙容器中再倒入一定量的酒精后,小球仍然悬浮 【答案】B 【解析】
【详解】
A、因三个容器内的水面刚好齐平,所以由可知,三个容器的底部受到水的压强相等,故A错误;
B、若在甲容器中再放入木块后,木块会排开部分水,使得甲容器水面变高,根据
得,容器底部受到的压强变大,故B正确;
C、木块漂浮在乙容器中,向乙容器中加入盐水后,液体密度增大,木块将上浮一些,但木块静止后仍然漂浮在液面上,所以木块受到的浮力仍等于木块的重力不变,故C错误;
D、小球悬浮在丙容器中,向丙容器中加入酒精后,液体的密度减小,而排开液体的体积不变,由可知,小球受到的浮力减小,小球会沉入杯底,故D错误。
故选:B。
【点睛】
重点是物体浮沉条件和阿基米德原理、液体压强公式的应用,正确的比较木块和小球受到的浮力与排开水的重力关系是关键。
18.质量相等的甲、乙两实心小球,密度之比ρ甲:ρ乙=3:2,将它们都放入水中,静止时两球受到的浮力之比为F甲:F乙=4:5,则乙球的密度为()
A.2
3
ρ水 B.
5
4
ρ水 C.
5
6
ρ水 D.
4
5
ρ水
【答案】C
【解析】根据题意知道,m甲=m乙,ρ甲:ρ乙=3:2,由ρ=m/V知道, V甲:V乙=2:3;当两球在水中静止时的状态有下面几种情况:
(1)甲乙都下沉:则排开水的体积之比等于V甲:V乙=2:3,由阿基米德原理知道受到的浮力等于排开水的体积之比,应是2:3,故不符合题意;
(2)甲乙都漂浮:所以受到的浮力都等于自重,而两球质量相等、重力相等,受浮力相等,而F甲:F乙=4:5,故不符合题意;
(3)甲漂浮、乙下沉:因为甲漂浮,所以F甲=G甲=mg;乙下沉,F乙<G乙=mg,即F甲>F 乙
,而F甲:F乙=4:5,故不符合题意;
(4)甲下沉、乙漂浮:甲下沉,F甲<G甲=mg;乙漂浮,F乙=G乙=mg,所以F甲<F乙,而F
甲:F
乙
=4:5,故符合题意;甲下沉乙漂浮时,甲受到的浮力F
甲
=ρ
水
V
甲
g,乙受到的浮力F
乙=m
乙
g=ρ
乙
V
乙
g;因为F
甲
:F
乙
=4:5,即ρ
水
V
甲
g:ρ
乙
V
乙
g=4:5,ρ
乙
=5ρ
水
V
甲
/4V
乙
=5ρ
水×2 /4×3=5/6ρ
水
,故选C。
19.如图所示,一质地均匀的圆柱形平底玻璃杯,杯内水中漂浮着一冰块.若冰熔化前后水对杯底的压强分别为p 1、p2,则下列关系式中正确的是
A .p 1< p 2
B .p 1> p 2
C .p 1= p 2
D .无法确定
【答案】C 【解析】 【详解】
根据阿基米德原理:F 浮=G 排,由于冰块漂浮,故有F 浮=G 冰,所以G 冰=G 排水;即冰块熔化后水的体积与原来冰排开的水的体积相同,所以水面高度h 不变,根据液体压强的公式:p=ρgh 可得水对杯底的压强不变,即:p 1=p 2. A .p 1< p 2与分析不相符; B .p 1> p 2与分析不相符; C .p 1= p 2与分析相符; D .无法确定与分析不相符.
20.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。
21.边长为10cm 的正方体物块(ρ物<ρ水)放入水平桌面上的圆柱形容器底部,如图甲所示。
逐渐向容器内倒入适量水(水未溢出),测量容器内水的深度h ,分别计算出物块对应受到 的浮力F 浮,并绘制了如图乙(实线)所示的图像;更换一种液体重复上述实验,绘制了 如图乙(虚线)所示的图像。
下列选项不正确的是
A .该物块密度为0.8×103 kg/m 3
B .未倒水前物块对容器底部的压强为8×102Pa
C .h =6cm 时,物块分别在水中和液体中所受浮力之比8:7
D .h =l2cm 时,物块在水中处于漂浮状态,在液体中处于沉底状态 【答案】C 【解析】 【详解】
A .由图象知道,水的深度从h =8cm 以后物体受到的浮力8N 不再发生变化,又因为ρ物 <ρ水 ,所以,物体处于漂浮状态,即受到的浮力和重力相等,所以,物体的重力是: G=F 浮 =8N ;
由于正方体物块的边长为10cm ,所以,体积是: V=(10cm )3 =1000cm 3 =0.001m 3 , 由G=mg=ρVg 知道,物块的密度是:
3
0.001m 0N/kg
8N G Vg ρ=
⨯= =0.8×103 kg/m 3 ,故A 正确; B .未倒水前,物块对容器底部的压力是: F=G =8N , 受力面积是:
S =(10cm )2 =100cm 2 =0.01m 2 , 所以,对容器底部的压强是:
28N 0.01m
F p S =
==8×102 Pa ,故B 正确; C .由图象知道,当h =10cm 以后物体在液体中受到的浮力是F 浮′=7N 且不在变化,此时F
浮
′<G ,所以,物体处于沉底状态,因为物体完全浸没时排开液体的体积和自身的体积相
等,由F 浮′ =ρ水 V 排 g 知道,液体的密度是:
3
0.007110N g
N
m /k F V g ρ'=
⨯=浮液排 =0.7×103 kg/m 3 , 当h =6cm 时,物块分别在水中和液体中都是部分浸入,即排开水、液体的体积相同,由F
浮
=ρ水 V 排 g 知道,所受浮力之比是:
3333
10====110kg/m 0.710kg m 7
/F gV F gV ρρρρ⨯⨯水浮
水排水液浮液排液 , 故C 错误;
D .由A 、C 解答知道,当h=12cm 时,物块在水中处于漂浮状态,在液体中处于沉底状态,故D 正确。
22.如图所示,三个相同的容器内水面高度相同,甲中只有水,乙中有一小球漂浮于水面上,丙中悬浮着一个小物块,则下列四个说法正确的是( )
A.水对三个容器底部的压力关系:F甲<F乙<F丙
B.三个容器对桌面的压强关系:p甲<p乙<P丙
C.如果向乙中加入盐水,小球受到的浮力不变
D.如果向丙中加入酒精,物块受到的浮力不变
【答案】C
【解析】
【分析】
液体压强和压力、物体的浮沉条件
【详解】
A.由题意可知,水的密度ρ与深度h都相同,由液体压强公式:p=ρgh可知,水对三个容器底部的压强p甲=p乙=p丙,由于压强与容器底面积都相同,水对容器底的压力:F=pS,则水对容器底的压力:F甲=F乙=F丙,故选项A错误;
B.三个相同的容器内水面高度相同,这说明小球和物块排开水的体积,与甲容器中多出部分水的体积相同;即对于乙容器G水=G水′+G排,由于小球漂浮在水中,所以F浮= G球,由阿基米德原理可知,所以G球=G排;甲容器对于桌面的压力F乙=G水+G杯,乙容器对桌面的压力F甲=G水′+G球+G杯=G水′+G排+G杯,因为G水=G水′+G排,因此,甲容器对于桌面的压力等于乙容器对桌面的压力,同理甲容器对于桌面的压力等于丙容器对桌面的压力,即三个容器对桌面的压力F相等.故选项B错误;
C.小球漂浮在乙容器中,向乙容器中加入盐水,液体密度增大,小球仍然漂浮在液面上,那么小球受到的浮力等于木块的重力,小球的重力没变,小球受到的浮力不变,故选项C 正确;
D.因为物块悬浮在丙容器中,如果向丙容器中加入酒精,则液体密度减小,由F浮=ρgV排可知,物块受到的浮力变小,物块会下沉,故选项D错误.
23.如图所示,将一个生鸡蛋放入盛有清水的烧杯中,然后逐渐向水里添加食盐并轻轻搅动,观察发生的现象.图中大致反映鸡蛋所受浮力的大小F浮与液体密度ρ液关系的图像是
A.B.
C .
D .
【答案】C 【解析】
当鸡蛋处于浸没状态时,排开液体体积不变,等于鸡蛋体积,液体的密度不断增大,由
=F g ρ浮排V 可知浮力增大;当鸡蛋漂浮时,鸡蛋所受浮力等于鸡蛋重力,所以符合该变化
规律的是C 选项.
点睛:=F g ρ浮排V 是浮力的一般形式,当物体处于静止状态时,要根据二力平衡知识判断浮力大小变化.不要想当然的认为排卡液体体积变化了浮力就会发生变化.
24.在水平地面上放置两个完全相同的圆柱形容器A 、B ,分别装入一定量水后,再将两个质量相同、体积不同的小球分别放入水中.当小球静止时,两容器内水面恰好相平,如图所示,关于两容器内水的质量m A 、m B 和放入小球后两容器对地面的压强p A 、p B ,下列判断中正确的是
A .m A >m
B p A =p B B .m A >m B p A >p B
C .m A =m B p A =p B
D .m A =m B p A >p B
【答案】C 【解析】
由图可知,A 、B 容器中小球都处于漂浮状态,所以浮力等于小球的重力,小球质量相等,因而重力相等,浮力相等,两球排开水的质量相等,小球静止时,两容器内水面恰好相平,故两容器中水的质量相等;两容器对地面的压力等于容器和水及球的总重力,AB 两容器重力、水的重力相同、小球的重力都相同,即总重力相同,两容器底面积相同,故对地面的压强相同,故C 正确,ABD 错误.
25.如图所示,用弹簧测力计称得盛满水的溢水杯总重为6.0 N ,将一鹅卵石用细线系好后测得其重力为1.4 N ,将这一鹅卵石没入溢水杯后测力计的示数为0.9 N ,若将溢出水后的溢水杯和浸没在水中的鹅卵石一起挂在弹簧测力计上,静止时弹簧测力计的示数为F (ρ水。