中考物理 浮力类问题 培优 易错 难题练习(含答案)附答案
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一、初中物理浮力类问题
1.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 。
2.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。
3.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
''8N 6N 2N F G F =-=-=测浮
故选A .
4.如图所示,两个相同的盛满水的甲乙容器放在水平地面上,甲容器中漂浮一物块,物块密度ρ 物=0.6ρ水。
下列说法正确的是( )
A.水对甲容器的压强大于水对乙容器的压强
B.甲容器对水平地面的压力大于乙容器对水平地面的压力
C.漂浮的物块,受的重力与浮力平衡,且露出水面体积为物体总体积的0.4倍
D.用手将物块缓慢下压至浸没,物块这时受到手的压力和水对物块压力还有浮力和重力【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.两容器中都是水,且水的深度相同,根据液体压强公式p=ρgh可知,水对甲容器的压强等于水对乙容器的压强,故A错误;
B.因为甲容器中物体漂浮,所以浮力与重力相等,则物体的重力等于排开水的重力,因此两容器对水平地面的压力相等,故B错误;
C.物体漂浮,所以F浮=G,则
ρ水gV排=ρ物gV
V排=ρ
ρ
物
水
V=0.6V
则露出水面的体积为0.4V,即露出水面体积为物体总体积的0.4倍,故C正确;
D.将物块缓慢下压至浸没的过程中,物块这时受到重力、手的压力和水对物块的浮力,故D错误。
故选C。
5.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/m3,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/m3
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。
6.如图,一足够高的薄壁圆柱形容器重为6N,容器的底面积是200cm2,装有20cm的水.现将高为10cm、底面积为80cm2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/cm3,油的密度为0.8g/cm3.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 =80cm 2×10cm=800cm 3=8×10-4m 3,
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.
7.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;
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。
弹簧测力计的示数如图所示,水的密度用ρ水表示。
则下列结论不正确的是( )
A .物体A 在水中的浮力为1F F -
B .物体A 的体积为
1
F F g ρ-水
C .物体A 的密度为1F
F F ρ-水
D .盐水的密度为
1
2
F F F F ρ--水 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .由前两个图可知物体A 在水中的浮力
1=F F F -水浮
故A 正确,不符合题意; B .由浮力公式得
1
A =
F F F V V g
g
ρρ-==
水浮
排水水 故B 正确,不符合题意; C .由密度公式得
A 11F m F g F F V F F g
ρρρ===--水
水
故C 正确,不符合题意; D .物体A 在盐水中受到的浮力为
2F F gV ρ-=盐水排
222
11=
=F F F F F F F F gV F F g
g
ρρρ---=--盐水水
排水 故D 错误,符合题意。
故选D 。
9.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 。
10.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
ρρ<甲乙
所以<
甲乙p p ,故C 错误;
D .由于两容器底面积相同的,根据F
p S
=
可得,两种液体对容器底部的压力分别为 F p S hS g ρ==甲甲甲
F p S hS g ρ==乙乙乙
由上可知甲、乙液体的密度的关系是
12
ρρ=
甲乙 两种液体对容器底部的压力关系为1
2
F F =甲乙,故D 正确。
故选D 。
11.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 。
12.如图所示,装有石块的小船浮在水面上时,所受浮力为1F ,当把石块卸入水中后,小船所浮力为2F ,池底对石块的支持力为N ,这时( )
A .石块所受的浮力为12F F N --
B .池底所受压力减小了N
C .石块所受的重力大于12F F -
D .船所排开水的体积减少了
2
N F g ρ+水
【答案】A 【解析】 【详解】
AC .装有石块的小船浮在水面上时,所受浮力为1F ,由漂浮条件可知:
1F G G =+石船
当把石块卸入水中后,小船所浮力为2F ,则:
2F G =船
所以:
12G F F =-石
故C 项不符合题意;
石块静止在池底时受力平衡,所以:
F N
G +=石浮
石块所受的浮力:
12F G N F F N =-=--石浮
故A 项符合题意;
B .由图可知,由图水池粗细均匀,所以池底受到的压力等于池中物体的总重力,石块投入水中前面,水、小船、石块的总重力不变,所以池底受到的压力不变,故B 项不符合题意;
D .由A 知,石块放入水中后船受到的浮力减小:
12F F F G ∆=-=石浮船
由阿基米德原理可知船减小的排开水体积:
12
F F V g
ρ-∆=
排水 石块沉入中静止时:
G F N =+石浮
则:
12F F F N -=+浮
所以:
2112N F F F F F +=+-浮>
故D 项不符合题意;
13.如图甲,圆柱形薄壁玻璃杯A 、实心物体B 在柱形容器的水中处于静止状态,此时细线拉直(细线不可伸长且质量体积忽路不计),已知A 的底面积为50cm 2,重力为3N ,物体B 的体积为50cm 3,柱形容器的底面积为100cm 2;在打开容器底部水龙头放水的过程中,细线所受拉力大小随时间变化图象如图乙;t 1时刻,物体B 刚好接触容器底且与容器底无挤压,则下列说法错误的是( )
A .未放水前,A 物体所受的浮力为4N
B .物体的密度为3×103kg/m 3
C .从t 1时刻到t 2时刻容器对桌面的压强变化了50Pa
D .若t 1时刻停止放水,将物体A 竖直向上提1cm ,那么容器对桌面的压强减少50Pa 【答案】C 【解析】 【分析】
(1)根据浮力等于物体重力与绳的拉力之和可求出玻璃杯A 所受浮力;
(2)由图乙可知当物体B 被提起时绳子的拉力,根据物体B 受力平衡求出金属块B 的重力,根据G mg gV ρ==即可求出物体B 的密度;
(3)由图乙可知浮力的变化,根据阿基米德原理即可求出玻璃杯A 排开水减少的体积,然后根据玻璃杯A 的底面积求出水降低的高度,利用p gh ρ=即可求出减小的压强; (4)将物体A 竖直向上提升后根据玻璃杯A 的底面积求出水面下降高度,利用p gh ρ=即可求出减少的压强. 【详解】
A .对玻璃杯A 进行受力分析,则有
A A 3N 1N 4N F G F =+=+=浮拉,
故A 正确,不符合题意; B .对物体B 进行受力分析,则有
33-63B B B 1.010kg/m 10N/kg 5010m 1N 1.5N G F F gV F ρ=+=+=⨯⨯⨯⨯+=浮拉水拉,
根据G mg gV ρ==可知,物体B 的密度:
33
B B -63
B 1.5N 310kg/m 10N/kg 5010m G gV ρ=
==⨯⨯⨯, 故B 正确,不符合题意;
C .由图乙可知t 1时刻到t 2时刻浮力的变化:
1N 0.5N 0.5N F ∆=-=浮,
由F gV ρ=浮液排得玻璃杯A 减少的浸没水中体积:
-53333
0.5N
510kg/m 50cm 1.010kg/m 10N/kg
F V V g ρ∆∆=∆=
==⨯=⨯⨯浮排水,
水面降低的高度:
3
2
A
50cm 1cm 0.01m 50cm
V h S ∆∆====, 则减少的压强:
331.010kg/m 10N/kg 0.01m 100Pa p g h ρ∆=∆=⨯⨯⨯=水,
故C 错误,符合题意;
D .若t 1时刻停止放水,将物体A 竖直向上提1cm ,则其减少的浸没水中体积:
23A 50cm 1cm 50cm V S h '∆=∆=⨯=,
水面降低的高度:
3
2
50cm 0.5cm 0.005m 100cm
V h S '∆'∆====容器, 则减少的压强:
331.010kg/m 10N/kg 0.005m 50Pa p g h ρ''∆=∆=⨯⨯⨯=水,
故D 正确,不符合题意. 【点睛】
本题综合考查密度的计算、液体压强和阿基米德原理的应用,同时还涉及到图像信息的提取能力,综合难度较大.
14.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 。
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
4333
1.2N
= 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.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
17.水平桌面上放置一底面积为S 的薄壁圆筒形容器,内盛某种液体,将质量分别为
A m 、
B m 、
C m ,密度分别为A ρ、B ρ、C ρ的均匀实心小球A 、B 、C 放入液体中,A 球
漂浮、B 球悬浮、C 球下沉,如图所示,它们所受的浮力分别为F A 、F B 、F C 。
下列选项正确的是( )
A .若A
B
C m m m ==,则A B C F F F =< B .将C 球截去部分后,剩余部分可能上浮 C .只取出A 球,容器中液面的高度降低了
A
B m S
ρ D .三球放入液体前后,液体对容器底部的压强变化了()A B C g m m m S
++ 【答案】C 【解析】 【分析】
由图可知,小球A 漂浮,小球B 悬浮,小球C 沉底;
(1)当A B C m m m ==时三小球的重力相等,物体悬浮或漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,物体下沉时受到的浮力小于自身的重力,据此判断三小球受到的浮力关系; (2)物体的密度大于液体的密度时,物体沉底,将C 球截去部分后,剩余部分的密度不变,据此判断剩余部分在液体中的状态;
(3)由物体的密度和液体的密度相等时悬浮可知液体的密度,小球A 漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据阿基米德原理求出小球A 排开液体的体积,根据V Sh =求出只取出A 球时容器中液面的高度降低的高度;
(4)物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,根据m
V
ρ=
求出B 球和C 球排开液体的体积,进一步求出三球放入液体后排开液体的总体积,利用V Sh =求出容器内液体上升的高度,利用p gh ρ=求出三球放入液体前后液体对容器底部的压强的变化量。
【详解】
由图可知,小球A 漂浮,小球B 悬浮,小球C 沉底;
A .若A
B
C m m m ==,则三个小球的重力相同,因物体悬浮或漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,物体下沉时受到的浮力小于自身的重力,则小球A 和B 受到的浮力等于自身的
重力,小球C 受到的浮力小于自身的重力,则A B C F F F =>,故A 错误;
B .因物体的密度大于液体的密度时,物体沉底,则将
C 球截去部分后,剩余部分的密度不变,剩余部分一定仍沉底,故B 错误;
C .由物体的密度和液体的密度相等时悬浮可知,液体的密度为B ρ,小球A 漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,即
A A A F G m g ==浮
由浮排F gV ρ=
可得,小球A 排开液体的体积
A A A
A B B
F m g m V g g ρρρ=
==浮排液 只取出A 球,容器中液面降低的高度
A
A B A B m V m h S S S
ρρ∆=
==排
故C 正确;
D .因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,由m
V
ρ=可得,B 球和C 球排开液体的体积分别为
B
B B B
m V V ρ==
排,C
C C C
m V V ρ==
排
三球放入液体后,排开液体的总体积
C
A
B
A B C B
B
C
m m m V V V V ρρρ=++=
+
+
排排排排
容器内液体上升的高度
C
A
B
B
B
C m m m h V S S
ρρρ+
+
∆'==
排
三球放入液体前后,液体对容器底部的压强的变化量
C
A
B
B
B
C
C B A B C ()B m m m m g p g h g
m m S
S
ρρρρρρρ+
+
∆=∆'==++
液
故D 错误。
故选C 。
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,在盛有水的圆柱形容器内,体积为100cm 3实心物块甲放在实心木块乙上,木块乙漂浮在水面上,木块受的浮力为F 1,水对容器底部的压强为p 1;现将甲取下并浸没水中,静止时,容器对甲的支持力为N ,木块静止时受的浮力为F 2,水对容器底部的压强为p 2,水面深度变化5cm 。
已知木块乙的质量为400g ,圆柱形容器的底面积为200cm 2(g 取10N/kg ),则下列说法中正确的是( )
A .p 1<p 2
B .容器对甲的支持力N 为2N
C .甲的密度为2.1×103kg/m 3
D .F 1与F 2的差值为11N 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .甲和乙漂浮可知
1G G F +=甲乙
将物块甲取下并沉入水中静止时,木块乙仍漂浮,可知
ρρρ>>甲乙水
此时乙所受浮力
0.4kg 10N/kg=4N F G m g ===⨯乙乙乙
此时甲所受浮力
33-63
110kg/m 10N/kg 10010m =1N F gV ρ==⨯⨯⨯⨯甲甲浮水
甲放在实心木块乙上是排开液体的体积
1
1G G F V g g
ρρ+=
=甲乙排水水 甲取下并浸没水中,静止时排开液体的体积
2G G
V V V g g
ρρ=+=
+甲乙甲排乙排甲水 比较两个式子可得
12V V >排排
故水面下降,根据p=ρgh 可知,水对容器底部的压强
12p p >
故A 选项错误; B .排开液体体积的变化量
2-3312200cm 5cm=1000cm=110m V V S h -=∆=⨯⨯排排
即
33-10m -1G G G G G V g
g g g
ρρρρ⎛⎫++= ⎪ ⎪⨯⎝⎭=甲乙甲甲乙甲甲
水水水 因此
()()-3333-63-33110m =110kg/m 10N/kg 10010m +110m =11N G g V ρ=+⨯⨯⨯⨯⨯⨯甲甲水
甲静止容器底时容器对甲的支持力为
N 11N-1N=10N -F G F ==甲浮甲
故B 选项错误; C .甲的密度为
33-63
11N
=1110kg/m 1001m 10N/kg
G V g ρ=
=⨯⨯⨯甲甲 故C 选项错误; D .F 1与F 2的差值
1211N F F G G G G =+-==-甲乙乙甲
故D 选项正确。
故选D 。
20.如图所示,将重为 5N 的小球挂在弹簧测力计下,当小球的一半体积浸在水中时,测 力计示数为 2N 。
下列说法正确的是( )
A .小球的体积为 400cm 3
B .小球的密度为 1. 25g/cm 3
C .剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为 5N
D .缓缓向下移动弹簧测力计,小球对测力计的拉力最小可达到 1N
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A .由题知,小球受到的浮力
5N 2N 3N F G F =-=-=示浮
由F gV ρ=浮液排得,小球排开液体的体积
433333N 310m 110k /m 10N /kg
300cm F V g g ρ-=
==⨯=⨯⨯浮排水 小球的体积 332300cm 600cm V =⨯=
故A 错误;
B .由G mg =得,小球的质量是
5N 0.5kg 500g 10N/kg
G m g =
=== 小球的密度 3333500g 0.83/cm 0.8310kg/m 600cm
m V ρ=≈=⨯=
故B 错误; C .由于小球的密度小于水的密度,所以当剪断悬吊小球的细线后,小球最终漂浮,此时小球受到的浮力等于重力等于5N ,故C 正确;
D .缓缓向下移动弹簧测力计,当小球全部浸没时受到的浮力
3343'110kg/m 10N/kg 610m 6N F gV ρ-==⨯⨯⨯⨯=浮液排
由于此时受到的浮力大于小球的重力,所以物体将上浮,小球对测力计的拉力最小为0N ,故D 错误。
故选C 。