备战中考物理备考之浮力类问题压轴培优 易错 难题篇含答案
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一、初中物理浮力类问题
1.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
-4333
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 。
2.如图,小鱼口中吐出的气泡在升至水面的过程中,体积会逐渐变大,则气泡受到的浮力和气泡内气体压强的变化情况是( )
A .浮力不变,压强不变
B .浮力变小,压强变小
C .浮力变大,压强变大
D .浮力变大,压强变小
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 根据浮排F gV ρ=可知,气泡的体积在变大,那么气泡受到的浮力也在变大;气泡的体积
变大,气体质量不变,那么气泡里面气体的压强在变小。
故选D 。
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.有一个实心物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为20N ;当把物体
14
体积浸入水中时,测力计的示数为18N 。
把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时,物体受到的浮力是( ) A .2N B .8N C .18N D .20N 【答案】B 【解析】 【分析】
本题考查浮力的计算。
【详解】
由题意知,G 物=20N ,F 示=18N 。
由称重法,可知当物体
1
4
体积浸入水中时,受到的浮力 F 浮=G 物-F 示=20N -18N=2N
根据阿基米德原理F 浮=ρgV 排得,此时物体排开水的体积
4333
2=
2101.010/10/F N
V m g kg m N kg
ρ-==⨯⨯⨯浮排 而
1
4
V 物=V 排,所以 V 物=4V 排=8×10-4m 3
当物体浸没时,浮力
F浮1=ρgV排1=ρgV物=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3=8N
物体浸没时,浮力小于物体的重力,所以静止时,物体下沉到水底,那么浮力为8N,故B 正确,ACD都不正确。
故选B。
6.将浸没在水中的鸡蛋由静止释放,鸡蛋开始下沉,下列说法中正确的是()A.鸡蛋由静止释放后只受重力作用
B.鸡蛋所受到的浮力大于重力
C.在水中越深,鸡蛋受到的浮力越大
D.鸡蛋受到的浮力方向始终竖直向上
【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查浮力的大小及方向,利用阿基米德原理及物体的浮沉条件。
【详解】
A.浸没在水中的鸡蛋除了受到重力外,还受到水的浮力,故A不正确;
B.鸡蛋由静止释放后,是下沉的,所以是浮力小于重力,故B不正确;
C.鸡蛋浸没在水中后,排开水的体积不变,根据阿基米德原理,其浮力也保持不变,故C 不正确;
D.浮力的方向是竖直向上的,故D正确。
故选D。
7.甲、乙两种物质的质量和体积关系如图所示,分别用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a和b,放在足够多的水中静止后则()
A.a漂浮,a受到的浮力大于b受到的浮力
B.a沉底,a受到的浮力大于b受到的浮力
C.b漂浮,b受到的浮力大于a受到的浮力
D.b沉底,b受到的浮力大于a受到的浮力
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
AD.由图象可知,当m甲=m乙=4g时,V甲=2cm3,V乙=8cm3,则甲、乙两种物质的密
334g =
==2g cm 2cm
m V ρ甲甲甲 334g
=
==0.5g cm 8cm
m V ρ乙乙乙 用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a 和b ,放在水中静止后
ρρρ甲乙水>>
所以a 沉底,b 漂浮,故AD 不符合题意;
BC .设a 、b 物体的体积为V ,两物体所受浮力分别为
a F gV gV ρρ浮水排水==
b b b F G m g Vg ρ乙浮===
其中ρρ乙水>,所以
a b F F 浮浮>
故B 符合题意,C 不符合题意。
故选B 。
【点睛】
由图象读出任意一组质量和体积值,根据密度公式求出甲、乙的密度;分别用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a 和b ,放在水中静止后,比较物体密度与水的密度判断出两物体在水中的状态,物体沉底时排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理表示出受到的浮力,物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据重力公式和密度公式表示出受到的浮力,然后比较判断两物体受到浮力之间的关系。
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/m 3,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/m 3
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
【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/m 3、G =4N 、F 拉=2.8N 代入上式可得:
V 排=V 物=1×10﹣4m 3,
物体A 的质量:
m =
G g
=4N 10N/kg =0.4kg , 物体A 的密度
ρ=m V 物=430.4kg
110m
-⨯=4×103kg/m 3 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/m 3×10N/kg×1×10﹣4m 3=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,浸入某液体中的物体恰好悬浮。
物体的上、下表面积1S 和2S ,并且
12<S S ;此时物体下表面与上表面受到液体的压力差为F ∆;现用手将物体缓慢下压一段
距离,松手后( )
A .物体保持悬浮,因为F ∆不变
B .物体保持悬浮,但F ∆变大
C .物体将上浮,因为F ∆变大
D .物体将下沉,因为F ∆变小 【答案】B 【解析】 【详解】
物体悬浮在液体中,说明其密度等于液体的密度;现用手将物体缓慢下压一段距离后,物体和液体的密度均不变,该物体仍然悬浮。
根据F gV ρ=浮液排知,用手将物体缓慢下压一段距离后,液体密度不变,排开液体的体积不变,浮力不变;因为浮力产生的原因:上下表面所受的压力差,此时浮力=下表面压力-上表面压力-侧面压力,当深度增加时,侧面压力变大,所以F ∆变大,故B 项符合题意、ACD 项不符合题意;
10.将一密度均匀的正方体轻轻放入盛满浓盐水的大烧杯中,静止后有72g 浓盐水溢出;若将该物体轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有64g 煤油溢出(浓盐水密度为1.2×103kg/m 3,煤油密度为0.8×103kg/m 3),则以下选项不可能的是( ) A .该物体前后两次所受浮力之比为9:8 B .该物体前后两次排开液体体积之比为3:4 C .该物体的密度为0.9×103kg/m 3 D .该物体在煤油中可能沉底或悬浮 【答案】D 【解析】 【详解】
A .因为大烧杯内原来装满浓盐水,所以,由阿基米德原理可知,物体在盐水中受到的浮力
F 浮盐水=
G 排=G 溢水=m 溢水g =0.072kg ×10N/kg=0.72N
物体在煤油中受到的浮力
F 浮煤油=
G 排=G 溢煤油=m 溢煤油g =0.064kg ×10N/kg=0.64N
故该物体前后两次所受浮力之比为
0.72N:0.64N=9:8
故A 不符合题意;
B .该物体前后两次排开液体体积之比为
F g ρ浮盐水盐水:F g ρ浮煤油煤油=330.72N 1.210kg /m 10N /kg ⨯⨯:330.64N
0.810kg /m 10N /kg
⨯⨯ =3:4 故B 不符合题意;
D .由F 浮=ρ水V 排g 得排开水的体积
V 排水=
F g
ρ浮
盐水 =
33
0.72N
1.210kg /m 10N /kg
⨯⨯ =6×10−5m 3 假设物体在盐水中悬浮或下沉,则物体的体积
V =V 排水=6×10−5m 3
由于煤油的密度小于盐水,所以物体在煤油中一定下沉,则排开煤油的体积
V 排煤油=V =6×10−5m 3
排开煤油的质量应该为
m 排煤油=ρ煤油V 排煤油=0.8×103kg/m 3×6×10−5m 3=0.048kg=48g
因为m 排煤油<64g ,所以物体在盐水中不能悬浮或下沉;可见,物体在盐水中一定漂浮,则物体的重力G =F 浮=0.72N ,物体受到煤油的浮力
F 浮煤油=
G 排=G 溢煤油=m 溢煤油g =0.064kg ×10N/kg=0.64N
因为F 浮煤油<G ,所以物体在煤油中下沉,故D 符合题意; C .则物体的体积
V =V 排煤油=V 溢煤油=
m ρ溢煤油
煤油
=
364g 0.8g /cm
=80cm 3
物体的质量
m =G g =0.72N
10N /kg
=0.072kg=72g 物体的密度
ρ=
m V =372g 80cm
=0.9g/cm 3=0.9×103kg/m 3 故C 不符合题意。
故选D 。
11.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 。
12.重为5牛的小球轻放入盛有水的烧杯中,溢出重为4牛的水。
若将该小球轻放入盛有酒精的烧杯中,已知ρ酒<ρ水,则溢出酒精的重力大小( ) A .一定小于4牛 B .可能等于5牛 C .一定等于4牛 D .可能大于5牛
【答案】B 【解析】 【详解】
假设烧杯的水是满的,溢出重为4牛的水,那么根据阿基米德原理可知,小球受到的浮力是4牛;假设烧杯的水不是满的,溢出重为4牛的水,那么可知小球排开水的重力大于4牛,小球受到的浮力大于4牛;假设小球的密度小于水的,那么小球会漂浮,小球受到的浮力等于5牛,由上述可知,小球的密度小于水的这种情况有这个可能;若将该小球轻放入盛有酒精的烧杯中,已知ρ酒<ρ水,假设烧杯的酒精是满的,并且小球的密度小于酒精的,那么小球会漂浮,溢出酒精的重力大小等于小球受到的浮力,而这个浮力等于小球的重力5牛,所以说溢出酒精的重力大小可能等于5牛;假设溢出酒精的重力大小大于5
牛,那么小球在酒精中受到的浮力应该大于5牛,但是小球自身的重力只是5牛而已,小球在酒精中漂浮、悬浮、沉底,受到的浮力都是小于或等于5牛,浮力不可能大于5牛,所以说溢出酒精的重力大小不可能大于5牛;故选B 。
13.如图一个装有石块的小船漂浮在水面,如果将石头投入水中,容器的水位将
A .升高
B .降低
C .不变
D .无法确定
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
石头在船上,船和石头受到的浮力:
F G G G G V g ρ==+=+石石石浮总船船①,
石块放入水中后,船和石头受到的浮力等于船受到的浮力F 船加上石头受到的浮力F 石,
F F F '=+石浮船,
由于船漂浮:
F G =船船,
石头沉入水底:
F gV ρ=石水排,
∴F F F G gV ρ'=+=+石石浮船船水②,
∵ρρ>石水,
由①②可得:
F F '>浮浮,
即:石头在船上时,船和石头受到的浮力大,由阿基米德原理可知石头在船上时,船和石头排开水的体积大、水位高,所以把船上的石头投入水中,池内水位下降。
故ACD 项不符合题意,B 项符合题意; 故选B 。
14.桌面上容器内盛有水,在一试管里面放一小球后,浮在水面上。
如图所示,现将小球取出,放入水中,下沉容器底部,试管仍浮在水面上,则( )
A .液面下降
B .液面上升
C .容器底受到水的压强不变
D .桌面受到的压强变小
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
AB .当小球在试管中时,试管处于漂浮状态,浮力等于试管和小球的总重力;当将小球取出并放入杯内水中时,小球下沉,试管仍竖直漂浮在水面上,小球受到的浮力小于重力,试管受到的浮力等于其重力,即总浮力减小;由F gV ρ=浮水排可知,排开水的体积减小,即大烧杯中的水面降低,故A 符合题意,B 不符合题意;
C .烧杯中的水面降低,由p gh ρ=可知,大烧杯底部受到的液体的压强变小,故C 不符合题意;
D .将小球取出,放入水中,烧杯、水、试管、小球的总重力不变,对桌面的压力不变,
根据F
p S
=
知桌面受到的压强不变,故D 不符合题意。
故选A 。
15.如图所示的两个容积相同的圆筒形容器,分别装满不同的液体,已知距容器底部距离相等的A 、B 两点处液体压强p A =p B ,则两容器底部所受的液体压力F 甲、F 乙和压强p 甲、p
乙
的关系是( )
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】A 【解析】 【分析】
本题考察液体压强和压力的比较。
突破点是要明确液体压强公式中h 的意义,从而得到液体密度大小关系。
另外在比较容器底部受到的液体压强时,要分成上下两部分来考虑,上部分压强相等,下部分h 相等,从而得出结论。
【详解】
液体压强公式p gh ρ=中,h 表示待测点到自由液面的距离,因此A B h h <,而A B =p p ,所以A B ρρ>。
由于两容器容积相等,根据公式m
V
ρ=
,两液体的质量A B m m >,两容器
底所受的液体压力等于液体重力,所以A B F F >;A 点下面液体产生的压强大于B 点下面液体产生的压强,而两容器中上部分液体产生的压强相等,所以容器底部受到的压强
A B p p >。
故选A
16.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 。
17.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 。
18.两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】 【分析】 【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 gV ρ=浮液排可得
F V g
ρ=
浮
液排 由题意可知,两相同柱形容器中分别盛有相等体积的不同液体甲、乙,而由图可知,盛有甲液体的容器液面较高,则碗状橡皮泥排开的液体体积大于球形橡皮泥排开乙液体体积,所以两液体密度关系为
ρρ<甲乙
故A 项错误;
B .由密度公式的变形式m V ρ=可知,相同体积的甲乙两液体的质量关系为
m m <甲乙
且相同橡皮泥的重力相等,所以乙液体和橡皮泥的总重较大;因橡皮泥漂浮或悬浮时,液体对容器底部的压力等于液体和橡皮泥的重力之和,所以乙液体对容器底部的压力较大,由F
p S
=
可知,液体对容器底部的压强关系为 p 甲<p 乙
故B 项正确;
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 项错误;
D .水平面上容器对地面的压力等于容器重力、液体重力、物体重力之和,因为乙液体的重力比较甲大,所以乙液体、橡皮泥、容器对地面的压力较大,由=F
p S
可知容器对地面的压强
p p <地甲地乙
故D 项错误。
故选B
19.如图所示,在两个完全相同的容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的实心小球1、2、3 分别放入两个容器中,放入小球后两个容器中的液面高度相同,且 1、3 两球排开液体体积相同,2 球在甲液体中悬浮,在乙液体中下沉。
则下列选项正确的是( )
A .1、3 两球所受的浮力相等
B .甲液体比乙液体对容器底的压强大
C .三个小球中密度最小的是 2 球
D .把 1、3 两球对调,1 球在乙液体中不会下沉 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A .由图可知,2 球在甲液体中悬浮,在乙液体中下沉,则
2ρρ甲=,>ρρ甲乙
1、3 两球排开液体体积相同,由
F gV ρ=浮液排
可知1球在甲液体中所受浮力大于3球在乙液体中所受的浮力,故A 项错误; B .两容器中的液体深度相同,又因为
>ρρ甲乙
所以对容器底部的压强关系
p p 甲乙>
故B 项正确;
C .1球在甲液体中漂浮,2球在甲液体中悬浮,所以有
1=ρρρ>甲2
3球在乙液体中漂浮,2球在乙液体中沉底所以有
2ρρρ>>乙3
所以三个小球中密度最大的是2球,故C 项错误;
D .因为21ρρ>,2ρρ>乙,而1ρ与ρ乙的关系不能确定,把 1、3 两球对调,1 球在乙液体的沉浮情况不能确定,故D 项错误。
故选B 。
20.如图所示,弹簧测力计上端固定,将挂在弹簧测力计下端高为10cm 、横截面积为200cm 2的柱形物块缓慢放入底面积为400cm 2,质量为200g 且足够高的圆柱形容器内的水中。
当柱形物块直立静止时,物块浸入水中深度为4cm ,弹簧测力计的示数为16N , 已知弹簧测力计的称量范围为0~30N ,刻度盘上0~30N 刻度线之间的长度为30cm ,则下列说法中正确的是
A .柱形物块所受重力大小为16N
B .向容器中加水, 注入水的质量为7.2kg 时,物块刚浸没
C .物块刚浸没时,相对于如图状态,容器对桌面的压强的变化量为1200Pa
D .向容器中加水, 当注入水的质量为5kg 时弹簧测力计的示数为6N 【答案】D 【解析】 【分析】
本题考查浮力,压强等知识,综合性强,根据浮力压强公式求解。
需要注意的是注水时物体位置也会上升。
注入水的体积不等于排开水的体积。
【详解】
A .物块浸入水中深度为4cm ,排开水的体积
23200cm 4cm 800cm V S h ==⨯=浸排物
物块受到的浮力
63331.01g N 0kg 10N k 800108m m F gV ρ-==⨯⨯⨯=⨯浮水排
物块受到的重力
8N 16N 24N G F F =+=+=浮拉
故A 项错误;
B .物块刚浸没时排开水的体积
23200cm 10cm 2000cm V S h '==⨯=排
物物
物块受到的浮力
33631.010kg m 10N kg 200010m 20N F gV ρ-''==⨯⨯⨯⨯=浮
水排 物块受到的拉力
24204F G F N N N ''=-=-=浮拉
弹簧测力计拉力的变化量
16N 4N 12N F F F '∆=-=-=拉拉拉
弹簧测力计刻度盘上0∼30N 刻度线之间的长度为30cm ,弹簧测力计的受到的拉力和伸长量成正比,伸长1cm ,拉力增大1N ,所以弹簧缩短
121cm 12cm l ∆=⨯=
则物体在原来位置向上移动12cm ,所以注入水的的体积是弹簧缩短距离乘以容器的底面积与物体增加浸入深度乘以容器和物体的底面积的之差的和。
物块刚浸没时注入水的体积
()()2223+40012+4000066000V S l S S h cm cm cm cm cm cm =∆∆=⨯⨯-=-2注容容露物
注入水的质量
3363110kg/m 600010m 6kg m V ρ-==⨯⨯⨯=注注
故B 项错误;
C .物块刚浸没时,容器增加水的重力
6kg 10N/kg 60N G m g ==⨯=注增加
同时弹簧测力计拉力减小了12N ,则容器对桌面的压力的变化量
=60N+12N=72N F ∆压
容器对桌面的压强的变化量
-4272N
=
=1800Pa 40010m
F p S ∆∆=⨯压容 故C 项错误;
D .倒水之前弹簧测力计对物块的拉力是16N ,假设倒水之后弹簧测力计的对物块的拉力是6N ,拉力减小了
=16610F N N N ''∆-=拉
则物体所受浮力减小10N ,则排开水的体积增加
3333
10N ==110m 1.010kg m 10N kg
F V g ρ-∆'∆=⨯⨯⨯排
弹簧缩短10cm ,物块被向上拉动10cm ,注入水的体积
233113400cm 104cm 01400cm cm 0V S l -'=⨯⨯'===∆注
容 注入水的总体积为
333333=+=410m 110m 510m V V V ---'''∆⨯+⨯=⨯注
注1排 注入水的总质量为
3363110kg/m 500010m 5kg m V ρ-''==⨯⨯⨯=注
注, 故D 项正确。
故选D 。
21.A 、B 两个实心球的质量相等,密度之比A ∶B =1∶2.将它们分别放入足够的酒精
和水中,它们受到浮力,其浮力的比值不可能的是(
酒精
=0.8×103kg/m 3) ( )
A .1∶1
B .8∶5
C .2
A ∶
水
D .2
酒精
∶
B
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
由题目我们可以推出,m A =m B ,A ∶B =,则V A =V B =A ∶B =2∶1。
我们可以选
择以下几种状态进行分析: ①A 、B 均漂浮,
A <
酒精
,B <
水
,与已知不矛盾,这时F 浮A =1∶1,A 选项可能. ②设A 、B 都沉底,==
×
=
,B 选项可能.
③设A 漂浮,B 沉底,这时A <
酒精
,B <
水
,===,C
选项可能. ④设A 沉底,B 漂浮,
A 应<
酒精
,∵ B =2
A 应有
B >
酒精
>
水
,B 不可能漂
浮.上述状态不可能,而这时的==.D 选项不可能.
22.水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。
将两个完全相同的小球A 、B 分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,B 球有一半体积露出液面,两容器内液面相平。
下列分析正确的是:( )
A .两小球所受浮力A
B F F > B .两种液体的密度2ρρ=甲乙
C .两种液体对容器底部的压强甲乙p p >
D .两种液体对容器底部的压力12
F F =甲乙 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .A 小球在甲中悬浮,
B 小球在乙中漂浮,所受浮力等于各自自身重力,即
A A F G =,
B B F G =
A 、
B 两球完全相同,所以重力相等。
则A 、B 两球所受浮力相同,即A B F F =,故A 错误; B .根据浮水排F gV ρ=
可得,A 小球在甲中悬浮,则A 所受浮力为
A A F gV gV ρρ==甲甲排
B 小球在乙中漂浮且有一半体积露出液面,则B 所受浮力为
'
B B 1
2
F gV gV ρρ=
=排乙乙 由题意可知,A 、B 两球体积相等且所受浮力相等,即
A B A B
F F V V ==
联立可得甲、乙液体密度的关系为1
2
ρρ=甲乙,故B 错误; C . 由于两容器内液面相平,根据液p gh ρ=
可得,两种液体对容器底部的压强分别为
p gh ρ=甲甲 p gh ρ=乙乙
由上可知甲、乙液体的密度的关系是。