2020-2021中考物理浮力类问题综合经典题及详细答案
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
一、初中物理浮力类问题
0.01m的长方体木块用细线栓在个空容器的底部,然后向容器中缓慢加1.将一底面积为2
水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,则下列说法不正确的是()
A.木块所受到的最大浮力为15N B.木块重力为9N
C.细线对木块的最大拉力为6N D.木块刚刚漂浮时其底部受到水的压强为1500Pa
【答案】D
【解析】
【详解】
A.根据图象可知,木块刚刚漂浮时,木块浸入水中的深度为L1=9cm;由于从9cm到
16cm,木块一直处于漂浮,浸入水中的深度不变;当水面的高度为16cm时细线刚好张紧,线的拉力为零;直到木块上表面与液面相平,此时水面的高度为22cm;
所以木块的高度:
L=9cm+(22cm-16cm)=15cm=0.15m;
则木块的体积:
V木=S木L=0.01m2×0.15m=1.5×10-3m3,
木块全部淹没时受到的浮力最大为:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1.5×10-3m3=15N,
故A正确,不符合题意;
BD.由图象可知,木块刚刚漂浮时木块底部受到水的压强为900Pa,此时木块的重力等于木块受到的浮力,也等于下表面受到水的压力,
G=F浮=F下表面=p下表面S=900Pa×0.01m2=9N,
故B正确,不符合题意,D错误,符合题意;
C.直到木块上表面与液面相平时,木块受到的浮力最大,由力的平衡条件可得,细线对木块的最大拉力为:
F拉=F浮-G=15N-9N=6N,
故C正确,不符合题意;
故选D。
2.甲、乙两个完全相同的烧杯,装满放在水平桌面上。
将体积相同的两个小球A 、B 分别放在甲、乙烧杯中,小球静止时如图所示,A 、B 两个小球的密度分别为A ρ和B ρ,甲、乙两杯水对容器底的压强分别为p 甲和p 乙,A 、B 两个小球受到的浮力分别是F A 和F B ,容器对桌面的压力分别为F 1和F 2,下列判断中正确的是( )
A .A ρ>
B ρ B .F 1>F 2
C .F A <F B
D .p 甲>p 乙
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .读图可知A 小球在甲杯中漂浮,A ρρ>水;
B 小球在乙杯中沉底,则B ρρ<水,所以有A B ρρ<,故A 错误; B .A 小球受到的重力为
A A A G m g Vg ρ==
B 小球受到的重力为
B B B G m g Vg ρ==
因为A B ρρ<,所以A B G G <
因为A 漂浮在水面上,以及阿基米德原理,所以有
A A A F G G ==排
放入A 小球后,原来满杯水的重力等于排开水的重力和剩余在烧杯中水的重力,即
A A G G G G G =+=+总水排水水
因为烧杯在水平桌面上,所以烧杯对桌面的压力等于烧杯、水、小球的总重力,则容器甲对桌面的压力为
1A F G G G G G =++=+容水容总水
同理容器乙对桌面的压力为
2B F G G G =++水容
放入B 小球后,原来满杯水的重力等于排开水的重力和剩余在烧杯中水的重力,即
B G G G =+总水排水
根据阿基米德原理,所以有B B F G =排,因为B 小球沉在容器底,所以有
B B B G F G >=排
所以有
2B B F G G G G G G =++>++容水水排容
即
2F G G >+容总水
综上分析得,21F F >,故B 错误;
C .由图可知,A 小球在甲杯中排开水的体积小于B 小球在乙杯中排开水的体积,即
A B <V V ,由F gV ρ=浮水排得,A B F F <,故C 正确;
D .由图可知,甲乙两杯水面高度相等,根据p gh ρ=知,水对甲杯底的压强等于水对乙杯底的压强,故D 错误。
故选C 。
3.如图所示,一薄壁圆柱形容器盛有水,用弹簧测力计竖直吊着重为10牛的实心物块A 浸在水中,物块A 处于静止状态,与物块A 未浸入水中相比较,下列说法正确的是( )
A .物块A 受到的浮力等于10牛
B .水对容器底部的压力增加量等于10牛
C .水对容器底部的压力保持不变
D .容器对水平地面的压力增加量小于10牛
【答案】D 【解析】 【详解】
A .由图示可知,测力计的示数不为零,根据F 浮= F 1-F 2,所以可知物块所受的浮力应小于物块的重力10N ,故A 错误;
B .水对容器底部压力的增加量等于浮力的大小,也小于10N ,故B 错误;
C .水对容器底部的压力变大(等于浮力),故C 错误;
D .容器对水平地面的压力增加量等于10N 减去浮力,小于10N ,故D 正确。
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.盛有液体的圆柱形容器置于水平桌面上,如图甲所示,容器的底面积为 100cm 2, 容器对桌面的压强为 500Pa ;用细线拴住一金属球,金属球的密度为 8g/cm 3,将金属球浸没在液体中,如图乙所示,容器对桌面的压强为 600Pa ;将细线剪断,金属球沉到容器底部,如图丙所示,容器对桌面的压强为 1500Pa 。
则下列的判断正确的是( )
A .金属球所受浮力是 6N
B .金属球的体积是 100cm 3
C .液体的密度是 0.8g/cm 3
D .金属球对容器底部的压力是 10N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A . 由甲、乙两图可得
1600Pa 500Pa 100Pa p ∆=-=
由 F
p S
=
得,对桌面增加的压力为 4211100Pa 10010m 1N F p S -∆=∆=⨯⨯=
由于对桌面增加的压力
1F G ∆=排
则金属球排开液体的重力为
1N G =排
故金属球受到的浮力为
1N F G ==浮排
故A 错误; B .由甲、丙两图可得
21500Pa 500Pa 1000Pa p ∆=-=
由F
p S
=
得,对桌面增加的压力为 42221000Pa 10010m 10N F p S -∆=∆=⨯⨯=
由于对桌面增加的压力
2F G ∆=
则金属球质量为
10N 1kg 10N kg G m g =
== 金属球的体积为
3
3
1000g 125cm 8g cm m
V ρ
=
=
=
故B 错误;
C .因金属球排开液体的体积为125cm 3,由阿基米德原理浮排F gV ρ=可得
3363
1N
800kg m 0.8g cm 12510m 10N kg
F Vg ρ-=
===⨯⨯浮液 故C 正确;
D .金属球对容器底部的压力
10N 1N 9N F G F =-=-=浮
故D 错误。
故选C 。
6.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=2cm 3,V 乙=8cm 3,则甲、乙两种物质的密度分别为
3
3
4g =
==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。
7.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
【解析】
【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/m3、G=4N、F拉=2.8N代入上式可得:
V排=V物=1×10﹣4m3,
物体A的质量:
m=G
g
=
4N
10N/kg
=0.4kg,
物体A的密度
ρ=
m
V
物
=
43
0.4kg
110m
-
⨯
=4×103kg/m3
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/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=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。
8.小红将一块橡皮泥做成船的形状,放在盛有水的烧杯中,发现它漂浮在水面上,然后她再将橡皮泥捏成团放入水中,橡皮泥沉入水底。
比较前后两种情况,下列说法正确的是()
A.橡皮泥漂浮时受到的重力比它沉底时受到的重力小
B.橡皮泥漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大
C.橡皮泥沉底时受到的浮力等于它的重力
D.橡皮泥沉底时排开水的体积与它漂浮时排开水的体积相等
【答案】B
【解析】 【分析】 【详解】
A .物体的重力在水中漂浮和沉底时都不会改变,所以A 错误;
BC .漂浮时浮力等于橡皮泥的重力,沉底时浮力小于橡皮泥的重力,所以漂浮时的浮力大于沉底时的浮力,故B 正确,C 错误;
D .沉底时和漂浮时受到的浮力不等,所以排开水的体积也不等,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,底面积为100cm 2的薄壁圆柱形容器盛有适量的水。
体积为2×10-3m 3的木块A 漂
浮在水面上,有2/5的体积露出水面,如图甲。
现将一底面积为25cm 2、体积为250cm 3的合金块B 放在木块A 上方,木块A 恰好有4/5的体积浸入水中,如图乙。
再将B 从A 上取下来,直接放入容器中,如图丙。
下列说法正确的是()
A .木块A 受到的重力为8N
B .丙图中,水对容器底部的压强相对于乙图减小了150Pa
C .合金块B 的密度为3.2×103kg/m 3
D .丙图中,物块B 对容器底部的压强为1600Pa 【答案】B 【解析】 【详解】
A .体积为2×103cm 3的木块A 漂浮在水面上,有2
5
的体积露出水面,则排开水的体积为:
333333210cm 1.210c 3
m 1.210m 5
V -=⨯⨯=⨯=⨯排
由阿基米原理A F gV ρ=浮水排,根据漂浮的特点:
A A G F =浮①
故物体的重力:
3331.010kg/m 10N/kg 1.210m 12N A G gV ρ-==⨯⨯⨯⨯=水排
故A 项错误;
BC .在图乙中,由漂浮的特点:
B A A G G F +='浮②
②-①得:
B A G F =∆浮
由阿基米德原理:
33333
1.010kg/m 10N/kg 210m 4N 5
45A A F g V ρ-∆=∆=⨯⨯⨯-⨯⨯=浮水排()
故4N B G =,合金块B 的密度为:
3363
4N
1.610kg/m 10N/kg 25010m
B B B G gV ρ-=
==⨯⨯⨯ 乙图中,AB 都处于漂浮状态,而丙中,A 仍漂浮,B 沉于容器底部,乙图中:
B B F G =浮
丙中B 受到的浮力:
B B B F gV G ρ'=浮水<
故两图相比,B 受到的浮力减小了:
33634N 1.010kg/m 10N/kg 25010m 1.5N B B B F G gV ρ-∆=-=-⨯⨯⨯⨯=水③
由阿基米德原理,即排开水的重力减小了1.5N ,因为柱形容器,故水对容器底部的压力减小了1.5N ,水对容器底部的压强相对于乙图减小:
42150Pa 100110m
.5N
S F p -∆∆=
==⨯ 故B 项正确, C 项错误;
D .以B 为研究对象,受到的重力和浮力及容器底部对其的支持为平衡力,故有:
B B B G F F gV F ρ='+'=+'浮水
由③得:
1.5N B B F G gV ρ'=-=水
由力的相互性,物块B 对容器底部的压力为1.5N ,物块B 对容器底部的压强为:
421.5N 600Pa 2510m
B B F p S -'=
==⨯ 故D 项错误。
11.质量相等的甲、乙两实心小球,密度之比ρ甲:ρ乙=3:2,将它们分别放入水中静止时,两球所受的浮力之比F 甲:F 乙=4:5,设水的密度为ρ水。
则甲球的密度为( ) A .
43
ρ水 B .
54
ρ水 C .
32
ρ水 D .
35
ρ水 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
由于甲、乙两球质量相同,则由G =mg 可知两球重力相等,又由=m
V
ρ可知,两球体积之比等于密度的反比,即
V 甲:V 乙=ρ乙:ρ甲=2:3
若两球均漂浮,由漂浮浮力等于重力可知,浮力应相等,与题目浮力比例冲突,则两球不都漂浮;若两球均浸没,排开液体体积等于物体体积,则由F gV ρ=浮液排可知,在液体密度相同的情况下,浮力之比等于排开液体体积之比,即
F 甲:F 乙=V 甲:V 乙=2:3
与题目浮力比例不符,则综合可知,两球一个漂浮,一个浸没,根据浮沉条件可知,密度较小的漂浮,密度较大的浸没,即甲球浸没,乙球漂浮;设甲、乙重力均为G ,由于乙球
漂浮,则乙球所受浮力等于重力,根据甲、乙浮力之比可求甲球所受浮力为
44=55
F F
G =
浮甲浮乙 根据F gV ρ=浮液排可得
4
=5
G gV ρ甲水 整理可得
5=
=4
G gV ρρ甲水甲 故选B 。
12.如图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M 的示意图,滑轮组固定在钢架上,滑轮组中的两个滑轮质量相等,绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N ,连接圆柱体M 与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N 。
圆柱体M 高为3m ,底面积为0.02m 2,密度为34.510⨯kg/m 3。
在绳端拉力F 作用下,圆柱体M 从其下表面距水面15m 处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了3min ,在这个过程中,拉力F 的功率为160W ,滑轮组的机械效率为η,钢架对定滑轮的拉力为T 。
在圆柱体M 被缓慢拉出水的过程中,圆柱体M 的下表面受到水的压强为p 。
不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力,g 取10N/kg 。
下列选项中正确的是
A .压强p 的最小值为15000Pa
B .拉力T 的大小为2700N
C .拉力F 的大小为640N
D .滑轮组的机械效率为90% 【答案】A 【解析】 【分析】
(1) 对动滑轮和物体做整体受力分析,对定滑轮做受力分析,根据=F gV ρ浮液排,求得M 所受的浮力,再根据重力和浮力之比可求得M 的重力,从而可求得拉力F 大小; (2) 因M 有三段绳子承担,根据平衡条件M 3F F G G +=+浮轮,可求得拉力T 的大小;
(3) 根据M M M M ()==+()W W G
F h
G F W W W G F G h G F G η--==-+-+有有浮浮
浮浮总有额动动
可求得滑轮组的机械效率;
(4)由绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N 和连接圆柱体M 与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N ,可知圆柱体M 的下表面受到水的压力,再利用F
p S
=可求得压强p 的最小值。
【详解】
C .圆柱体M 从其下表面距水面15m 处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了3min ,注意物体上升了12m ,可计算重物上升的速度
12m 1m/s 360s 15
s v t =
==⨯物 动滑轮一共绕了3段绳子,因此绳自由端移动速度为
1
=3=3m/s 0.2m/s 15
v v ⨯
=绳物 拉力F 的功率为160W ,根据P Fv =得出拉力
160W 800N 0.2m/s
P F v =
== 故C 项错误。
B .已知圆柱体M 高为h =3m ,底面积S =0.02m 2,则圆柱体M 的体积V =0.06m 3,则圆柱体M 全部浸没时浮力
333= 1.010kg/m 10N/kg 0.06m 600N F gV ρ=⨯⨯⨯=浮液排
由于圆柱体M 全部浸没,则V=V 排,则
33
M 33
4.510kg/m 600N 1.010kg/m M G G gV F gV ρρρρ⨯====⨯浮水排 解得M 2700N G =;
整个装置处于平衡状态,对滑轮和物体做整体受力分析,如图
可知M 3F F G G +=+浮轮,
600N 3800N 2700N 300N G =+⨯-=轮
对定滑轮做受力分析如图所示,
可知拉力T 的大小
21600N 300N 1900N T F G =+=+=轮
故B 项错误。
D .不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力,克服动滑轮重做功为额外功
M M M M 100%100%
+()=100%
()=100%
2700N 600N
100%
2700N 300N 600N 87.5%
W W W W W G F h
G F G h G F G F G η=⨯=⨯-⨯-+-⨯-+-=
⨯--=有
总
有
有额
浮浮动浮
浮动
故滑轮组的机械效率87.5%,故D 项错误。
A .因为M 3F F G G +=+浮轮,物体M 露出水面,浮力减小,拉力增大,每一段绳子的拉力最多增大到900N ,以后绕在滑轮组上的绳子将拉断; 此时的浮力最小:
M 3300N 2700N 3900N 300N F G G F =+-=+-⨯=浮最小动
压强的最小值
4
12300N 1.510Pa 0.02m
F p S =
==⨯ 故A 项正确。
故选A 。
考点:浮力,滑轮组机械效率
13.如图,一足够高的薄壁圆柱形容器重为6N ,容器的底面积是200cm 2,装有20cm 的水.现将高为10cm 、底面积为80cm 2的圆柱物体A 轻轻放入水中(假设物体A 在液体中始
终保持竖直),待静止后A 漂浮在水中,此时物体A 有9cm 浸在水面下;再向容器中加油(假设油漂浮在水面上且油、水不会混溶),直到A 刚好浸没.已知:水的密度为1g/cm 3,油的密度为0.8g/cm 3.则下列说法错误的是
A .物体A 漂浮在水面时,容器底对水平面的压强为2660Pa
B .从加油开始到物体A 刚好浸没静止的过程中,物体A 克服自身重力做功0.1152J
C .当A 刚好浸没静止时,浸入水中的体积为400cm 3
D .从加油开始到物体A 刚好浸没静止的过程中,液体对容器底部的压强变化量为240Pa 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A .容器内水的体积:
V 水=Sh 水=200cm 2×20cm=4000cm 3,
容器内水的质量:
m 水=ρ水V 水=1g/cm 3×4000cm 3=4000g=4kg ,
容器水的重力:
G 水=m 水g =4kg×10N/kg=40N ,
物体A 排开水的体积:
V 排=S A h 浸=80cm 2×9cm=720cm 3=7.2×10-4m 3,
物体A 受到的浮力:
F 浮=ρ水gV 排=1×103kg/m 3×10N/kg×7.2×10-4m 3=7.2N ,
因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以,物体A 的重力:
G A =F 浮=7.2N ,
容器底对水平面的压力:
F =
G 容+G 水+G A =6N+40N+7.2N=53.2N ,
容器底对水平面的压强:
p =
-4253.2N 20010m
F S =⨯=2660Pa , 故A 正确,不符合题意;
BC.向容器中加油直到A刚好浸没时,排开水和排开油的体积之和:
V排总=V A=S A h A=80cm2×10cm=800cm3=8×10-4m3,
设此时物体A排开水的体积为V排′,因物体A受到的总浮力和自身的重力相等,所以,
ρ水gV排′+ρ油g(V排总-V排′)=G A,
1×103kg/m3×10N/kg×V排′+0.8×103kg/m3×10N/kg×(8×10-4m3-V排′)=7.2N,
V排′=4×10-4m3=400cm3,
此时物体A浸入水中的深度:
h浸′=
3 2
A
400cm
=
80cm
V
S
'
排=5cm,
物体A排开水体积减少的量:
ΔV排=V排-V排′=720cm3-400cm3=320cm3,
则物体A排开水体积减少导致水面下降的高度:
h下=
3
2
320cm
200cm
V
S
∆
=
排=1.6cm,
两种情况下液面的变化如图所示
所以,物体A上升的高度:
h上=h浸-h浸′-h下=9cm-5cm-1.6cm=2.4cm=0.024m,
从加油开始到物体A刚好浸没静止的过程中,物体A克服自身重力做功:
W=G A h上=7.2N×0.024m=0.1728J,
故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D.从加油开始到物体A刚好浸没静止的过程中,加油的体积:
V油=(S-S A)(h A-h浸′)=(200cm2-80cm2)×(10cm-5cm)=600cm3,
加油的质量:
m油=ρ油V油=0.8g/cm3×600cm3=480g=0.48kg,
则液体对容器底部的压力的增加量:
ΔF=G油=m油g=0.48kg×10N/kg=4.8N,
液体对容器底部的压强变化量:
Δp=
4.8N
20010
F
S
∆
=
⨯
=240Pa,
故D正确,不符合题意.
14.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 。
15.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3
3
1.210kg /m ⨯,则下列结论正确的是( )
A .物体A 的密度为333.210kg /m ⨯
B .实验乙中,物体A 受到的拉力为1.0N
C .实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.2N
D .实验丁中,容器底部受到的压力等于0.3N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .实验甲、丙中,弹簧测力计的示数分别为4.0N 、2.8N ,则
F 丙浮=
G −F 丙拉=4.0N -2.8N=1.2N
由F 浮=ρ液g V 排,且物体A 全部浸没,所以
43
331.2N =
1.010m 1.210kg /m 10N/kg
F V V g ρ-===⨯⨯⨯丙浮物排盐水 物体A 质量
4.0N 0.4kg 10N/kg
G m g =
== 物体A 的密度
33430.4kg = 4.010kg /m 1.010m
m V ρ-=
=⨯⨯物 故A 错误;
B .物体A 在水中受到的浮力
33431.010kg /m 10N/kg 1.010m =1.0N F gV ρ-==⨯⨯⨯⨯乙浮水排
在乙中物体A 受到的拉力
4.0N 1.0N=3.0N F G F =-=-乙浮乙拉
故B 错误;
C .在实验丙中弹簧测力计的示数2.8N ,在实验乙中弹簧测力计的示数3.0N 。
所以实验丙中弹簧测力计的示数比乙中小
3.0N−2.8N =0.2N
故C 正确; D .由甲、丙
F 丙浮=
G −F 丙拉=4.0N -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 丙浮−F 丁拉=4.0N−1.2N−2.5N =0.3N
同时容器底部也受到盐水对它的压力,所以压力大于0.3N ,故D 错误。
故选C 。
16.重为 5N 的小球轻放入装满水的烧杯中,溢出重为 4N 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】A 【解析】 【分析】 【详解】
由于小球轻放入装满水的烧杯中,溢出重为4牛的水,则由阿基米德原理可知,小球在水中受到的浮力为
F 浮=
G 排=4N
小球的重力G =5N ,则G >F 浮,所以由浮沉条件可知,小球在水中会下沉到烧杯的底部,小球的密度ρ球>ρ水,根据F 浮=ρ水gV 排可知小球的体积为
F V V g
ρ==
浮
排水 由于
ρ酒<ρ水,ρ球>ρ水
则ρ球>ρ酒;根据物体的浮沉条件可知,该小球轻放入盛有酒精的烧杯中,一定会下沉;则小球此时受到浮力
F F gV g F g ρ
ρρρρ'==⨯
=⨯浮酒酒酒浮浮水水
由于ρ酒<ρ水,所以
F 浮′<F 浮=4N
根据阿基米德原理可知,溢出酒精的重力大小一定小于4N 。
故选A 。
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.如图甲所示,圆柱形容器装有适量的液体,将密度为2.5g/cm 3,体积为40cm 3物体B 放入液体中时,通过磅秤测得其总质量为150g .用一细绳提起物体B ,使物体B 的体积刚好有一半露出液面且保持静止不动时,磅砰示数为66g ,如图乙所示.(g 取10N/kg ).下列判断正确的是
A .两次台秤示数的变化等于物体
B 两次所受浮力的变化 B .图乙中物体B 下表面受到的液体压力为0.2N
C .图甲中物体B 对容器底部的压力为0.68N
D .物体B 受到细绳的拉力为0.8N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .第一次物体沉底,通过磅秤测得总质量150g ,则容器对磅秤的压力:
10.15kg 10N/kg 1.5N B F G G G m g =++==⨯=杯水----①
第二次用一细绳提起物体B ,使物体B 的体积刚好有一半露出液面,此时磅秤示数为66g ,则此时容器对磅秤的压力:
20.066kg 10N/kg 0.1
2
66N F G G F m g '=++==⨯=浮杯水----②
由①-②得:
0.41
2
8N B G F -=浮----③
并不是物体B 两次所受浮力的变化,故A 项错误; B .物体B 的质量:
332.5g/cm 40cm 100g 0.1kg B B m V ρ==⨯==
物体B 的重力:
0.1kg 10N/kg 1N B B G m g ==⨯=
由③可得,图乙中物体B 受到的浮力:
0.84N 1N 0.84N 0.11
6N 2
B F G =-=-=浮 则:
20.16N 0.32N F =⨯=浮
即图甲中物体B 受到的浮力为0.32N ;根据浮力产生的原因可知:
F F F -=浮向上向下,当B 一半浸入液体中时,B 下表面受到的液体压力等于浮力
01
16N 2
.F =浮
故B 项错误;
C .在甲图中物体全部浸没,物体B 受重力、浮力、和支持力,物体受到的支持力为:
1N 0.32N 0.68N B F G F =-=-=浮支
因为容器底对物体B 的支持力和物体B 对容器底的压力是一对相互作用力,大小相等,所以图甲中物体B 对容器底部的压力为0.68N ,故C 项正确;
D .在乙图中物体一半浸没,物体B 受重力、浮力、和拉力,则物体B 受到细绳的拉力为:
1N 0.16N 0.841
2
N B F G F =-=-=浮拉
故D 项错误.
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;。