备战中考物理 浮力类问题 培优练习(含答案)附答案
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一、初中物理浮力类问题
1.如图所示,甲图中圆柱形容器中装有适量的水.将密度均匀的木块A 放入水中静止时,有2/5的体积露出水面,如图乙所示,此时水对容器底部的压强比图甲中水对容器底部的压强增加了300 Pa .若在木块A 上表面轻放一个质量为m 1的物块,平衡时木块A 仍有部分体积露出水面,如图丙所示,此时水对容器底部的压强比图甲中水对容器底部的压强增加了400Pa .若将容器中的水换成另一种液体,在木块A 上表面轻放一个质量为m 2的物块,使平衡时木块A 露出液面部分与丙图相同,如图丁所示.若m 1:m 2=5:1,则下列说法中正确的是
A .木块A 的质量m A 与m 1之比为1:3
B .在丁图中,液体的密度为0.9×103kg/m 3
C .在丁图中,液体对容器底部的压强比图甲水对容器底部的压强增加了360 Pa
D .在图丙中,木块A 露出水面的体积与木块A 的体积之比是1:5 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
AD .设A 的体积为V 、容器的底面积为S , A 在水中漂浮, 所以:
F 浮=ρ水V 排g =ρ水
3
5
Vg =G A , 甲图和乙图比较,容器底受到的压力差:
△F =G A ,
比较甲乙两图,
△p =A G S =gV S
ρ水排=3
5g V S
ρ水=300Pa ,−−−−① 同理,比较甲丙图,
△p ′=
A 1G m g S +='
gV S
ρ水排
=400Pa ,−−−−② 比较甲丁图,
△p ″=
A 2G m g
S
+−−−−③ ①
②
得: A
A 1G S G m g S
+='35300Pa 400Pa g V S gV S
ρρ水水排
,=300Pa 400Pa ,
解得:
m A :m 1=3:1, V ′排=
4
5
V ; 此时木块A 露出水面的部分占自身体积1
5
,即木块A 露出水面的体积与木块A 的体积之比是1:5,故A 错误,D 正确. C .②−①得:
1m g
S
=100Pa , m 1=
100Pa S
g
⨯, ③−①得:
2m g
S
=△p ″−300Pa , m 1:m 2=5:1,
所以:
m 2=
20Pa S
g
⨯, 解得:
△p ″=320Pa ,
故C 错误.
B .在丙图中,由于m 1和A 漂浮,可得:
ρ水g
45V =G A +m 1g =ρ水g 3
5
V +m 1g , 则:
m 1=ρ水
1
5
V , 在丁图中,
ρ液g
45V = G A +m 2g =ρ水g 3
5
V + m 2g ,
所以,
m2=ρ液4 5
V-
ρ水
3
5
V,
已知m1:m2=5:1,
所以,
(ρ水
1
5
V):(ρ液
4
5
V-ρ水
3
5
V)=5:1,
解得:
ρ液=0.8ρ水=0.8×1.0×103kg/m3=0.8×103kg/m3.
故B错误.
2.如图所示,柱形容器的底面积为500cm2,重为5N的木块A在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3N。
若绳子突然断了,待木块再次静止时,容器中水面将下降的高度是()
A.4.0×103m B.6.0×10-3m C.1.0×10-2m D.1.6×10-2m
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
木块A静止时,受到重力G,浮力F浮以及绳子的拉力F拉,因为拉力方向为竖直向下,所以三者之间的关系为
F G F
=+
浮拉
带入数值得
F
浮
=5N+3N=8N
由F浮=ρ液g排
V,可以得出
-43
N
10N/
g
m
k
1
ρ
⨯
===
⨯
浮
排33
液
8
10kg/m
8
F
V
g
当绳子断了之后,由于F浮>G,所以物体将上浮,部分露出水面之后F浮变小,直至
F
浮
=G=5N时,漂浮在水面上,此时由F浮=ρ液g排
V,可以得出
'
'
33
-43
5N
10kg/m10N/g
5m
k
10
F
V
g
ρ
===⨯
⨯
浮
排
液
前后排水体积的减小量即为下降部分水的体积
V =排V -'V
排
=3×10-4m 3
所以水面下降的高度
43
342
310m = 6.010m 50010m
V H S ---⨯=⨯=⨯ 故选B 。
3.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 。
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
【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
43
332=
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/m 3×10N/kg×8×10-4m 3=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.水平桌面上有甲、乙两个相同的溢水杯,装满不同密度的液体。
现将小球A 分别放入两溢水杯中,小球静止时的情景和溢出的液体如图所示,从甲杯中溢出的液体所受重力为G 甲 =0.9N ,从乙杯中溢出的液体所受重力为G 乙=0.8N ,小球在甲杯中所受的浮力为F 甲,在乙杯中所受的浮力为F 乙。
则下列说法中正确的是( )
A .因为A 在乙杯中排开的液体体积较大,所以有F 乙>F 甲
B .A 的重力为0.9N ,它在乙杯中受到浮力为0.8N
C .液体对甲杯底的压强等于液体对乙杯底的压强
D .甲杯对桌面的压力小于乙杯对桌面的压力 【答案】B 【解析】 【分析】
AB .由阿基米德原理可知,浮力等于排开液体的重力,G 甲>G 乙,因此F 甲> F 乙,又因为甲中A 漂浮,浮力等于重力为0.9N ,乙中浮力等于排开液体的重力为0.8N ,故A 错误,B 正确;
C .由图像可知甲中A 漂浮,A ρρ甲>,乙中A 沉底,A ρρ乙<,因此ρρ甲乙>,由
p gh ρ=可知深度相同时,液体对甲杯底的压强大于液体对乙杯底的压强,故C 错误;
D .甲杯对桌面的压力为
A =F G G G ++甲杯液甲
乙杯对桌面的压力
A =F G G G ++乙杯液乙
由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积,同时甲的密度大于乙的密度,由
G mg Vg ρ==
可知
G G 液甲液乙>
因此可得
F F 甲乙>
故D 错误。
故选B 。
7.如图所示,两个相同的圆柱形容器被分别盛有甲、乙两种不同液体,液体对容器底部的压强分别为 p 甲、p 乙,现将两个体积相同的同样材质小球分别浸入这两种液体中,小球在图示位置静止,此时两液面刚好齐平,液体对容器底部压力的变化量分别为ΔF 甲、ΔF 乙,下列关系式正确的是( )
A .p 甲>p 乙,ΔF 甲>ΔF 乙
B .p 甲>p 乙,ΔF 甲=ΔF 乙
C .p 甲<p 乙,ΔF 甲<ΔF 乙
D .p 甲<p 乙,ΔF 甲=ΔF 乙
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
将两个体积相同的材质相同的小球分别浸入这两种液体中,由图可知,甲中小球漂浮,则
ρ甲>ρ球
乙中小球悬浮,则
ρ乙=ρ球
故
ρ甲>ρ乙
由图可知
V 排甲<V 排乙
因为放入小球后液面相平,同时可知放入小球前液体的深度
h 甲>h 乙
所以,根据p =ρgh 可知
p 甲>p 乙
两个体积相同的同样材质的小球,由m =ρV 可知小球的质量相等,由G =mg 可知小球重力相等,根据漂浮和悬浮可知,浮力都等于球的重力,则将球放入后,容器底部增加的压力都等于球的重力,故增加的压力相等,即
ΔF 甲=ΔF 乙
故选B 。
8.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
4333
33N 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
333
3
500g 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 。
9.如图所示,水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四个完全相同的圆柱形容器。
其中甲容器内只有水;乙容器内有木块漂浮在水面上;丙容器内有一个装有铝块的平底塑料盒漂浮在水面上,塑料盒底始终与容器底平行,且塑料盒的底面积等于圆柱形容器底面积的一半;丁容器中用细线悬吊着一个实心的铝球浸没在水中。
已知四个容器中的水面一样高,ρ木
=0.6×103kg/m 3,ρ酒精=0.8×103kg/m 3,ρ铝=2.7×103kg/m 3,对于这一情景,有如下一些说法: ①各容器对水平桌面的压强相同;
②向乙容器中倒入酒精后,木块底部受到的压强将增大;
③将塑料盒内的铝块取出放到水平桌面上,塑料盒底距容器底的距离的增大值等于水面下降的高度值;
④将悬吊铝球的细线剪断后,丁容器对水平桌面压力的增大值等于铝球所受重力的大小。
上述说法中正确的一组是( )
A .①②
B .②③
C .③④
D .①③
【答案】D 【解析】 【分析】
①综合分析四个容器的受力情况,利用P =
F
S
可比较它们对桌面的压强大小;②利用物体漂浮时受到浮力不变,底部受到液体压力不变分析;③利用物体从水中出来的体积等于水
在容器中下降的体积可解得;④将悬吊铝球的细线剪断后,丁容器对水平桌面压力的增大值等于铝球所受细线拉力值的大小来判断。
【详解】
①甲、乙 、丙 、丁容器中水面相平,由p gh ρ=液液,F =pS 又底面积相等,得容器底部受水的压力相等,而容器的底部只受水的压力,又是圆柱形容器,容器壁不承受液体压力,也不因液体作用对底部产生附加压力,故容器底部受到的压力等于容器中所有物体的向下压力,所以四个容器中,各容器中所有物体向下压力相等,而容器又相同,故四个容器对桌面的压力相等;由于四个容器底面积相等,由P =F
S
可知各容器对水平桌面的压强相同故①正确。
②向乙容器中倒入酒精后,使水的密度减小,但木块还漂浮,木块受到浮力不变,上表面没有水,所以木块受到水向上压力大小没变,等于浮力,木块底面积也没变,故木块底部受到的压强不变,故②错误;
③将塑料盒内的铝块取出放到水平桌面上,由于前、后都漂浮,塑料盒的总重力减小,受到浮力减小,造成排开水的体积减小,设为V ∆排 ,盒底相对水面上升为h 升,由题意有
==V S h S h ∆排升容器降盒
1
=2
S S 盒容器
=2h h 升降
又塑料盒底距容器底的距离的增大值为
=2=h h h h h h '=--升降降降降
故③正确;
④将悬吊铝球的细线剪断后,丁容器对水平桌面压力的增大值等于铝球所受细线拉力的大小,因为拉力小于重力。
故④错误。
故选D 。
10.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 。
11.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:
-533
330.5N 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.
12.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 。
13.将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中(密度为3
3
0.810kg /m ⨯),金属块静止时弹簧测力计的示数如图中甲、乙所示。
则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是( )
A .在水中受到的浮力为2N
B .在酒精中受到的浮力比较大
C .体积为310cm
D .密度为333.010kg /m ⨯ 【答案】D 【解析】 【详解】
A .金属块浸没在液体中受到重力、浮力、拉力的作用,这个关系是
G F F =+浮拉
浸没在水中时,可得到
G F F =+浮拉
即
-2N G gV ρ=水排
浸没在酒精中时,可得到
''
G F F =+浮拉
即
- 2.2N G gV ρ=酒排
由上述可得到-4
3
110m V =⨯排,3N G =,那么在水中受到的浮力是
33-431.010kg/m 10N/kg 110m 1N F gV ρ==⨯⨯⨯⨯=浮水排
A 错误;
B .由于ρρ<酒精水,根据浮排F gV ρ=可知,在酒精中受到的浮力比较小;
B 错误;
C .由上述可知
-433110m 100cm V V ==⨯=金属排
C 错误;
D .该金属块的质量是
3N 0.3kg 10N/kg
G m g =
==金属 可知该金属块的密度是
33-43
0.3kg
310kg/m 110m
m V ρ=
=
=⨯⨯金属金属金属
D 正确。
故选D 。
14.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
15.甲、乙两容器分别装有密度为ρ甲、ρ乙的两种液体,现有A 、B 两个实心小球,质量分别为m A 、m B ,体积分别为V A 、V B ,密度分别为ρA 、ρB ,已知它们的密度大小关系为ρ甲>ρA >ρB >ρ乙,下列判断正确的是( )
A .若V A =V
B ,将两球都放入甲容器中,静止时两球所受浮力之比为1:1 B .若V A =V B ,将两球都放入乙容器中,静止时两球所受浮力之比为ρA :ρB
C .若m A =m B ,将A 、B 两球分别放入乙、甲容器中,静止时两球所受浮力之比为1:1
D .若m A =m B ,将A 、B 两球分别放入甲、乙容器中,静止时两球所受浮力之比为ρB :ρ乙
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .当V A =V
B 时,m A >m B ,将两球都放入甲容器中,两球都将漂浮,浮力等于各自的重力,所以A 受到的浮力大于B 受到的浮力,故A 错误;
B .当V A =V B 时,将两球都放入乙容器中,两球都将下沉,由公式F 浮=ρ液gV 排可知,两球排开液体的体积相同,两球所受浮力相等,故B 错误;
C .若m A =m B 时,将A 、B 两球分别放入乙、甲容器中,A 在乙中下沉,所受浮力小于自身重力,B 在甲中漂浮,浮力等于自身的重力,所以两球所受浮力不相等,故C 错误;
D .若m A =m B 时,将A 、B 两球分别放入甲、乙容器中,A 在甲中漂浮,浮力等于自身的重力,
F 浮A =
G A =m A g=m B g ,
B 在乙中下沉,所受的浮力
F 浮B =ρ乙gV B ,F 浮A :F 浮B =ρB :ρ乙,
故D 正确; 应选D 。
16.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:a b c V V V <=
B .它们的重力关系是:a b c G G G =>
C .它们的密度关系是:b a c ρρρ>>
D .它们所受的浮力关系是:a b c F F F == 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .由题图可知,a 漂浮,b 悬浮,则
a a V V <排,
b b V V =排
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
a a F G =,
b b F G =
因为a 与b 质量相等,则物体的重力相等,所以浮力a b =F F ;因为浮排F gV ρ=
,所以
a b V V =排排
所以
a b V V >
由题干可知
b c V V =
所以
a b c V V V >=
故A 错误;
B .因为b 悬浮,c 沉入底部,所以
b b F G =,
c c F G <
因为b 与c 体积相同,所以根据浮排F gV ρ=
可知b c F F =,所以b c G G <;则
a b c G G G =<
故B 错误;
C .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
a b c ρρρ<<
故C 错误;
D .由上分析可知:浮力大小关系为
a b c F F F ==
故D 正确。
故选D 。
17.体积相同的铜、铁、铝和木四个小球,放入水中静止时如图,已知这四个小球的密度关系是ρρρρρ>>>>铜铁铝水木头,则下列判断正确的是:( )
A .铝球、木球一定是实心的,铜球和铁球一定是空心的
B .四个小球所受的浮力关系是:F F F F >>=铜木头铁铝
C .四个小球的重力关系是:G G G G >>>铜铝铁木头
D .四个小球的质量关系是:m m m m >>>铜铝铁木头 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .由图可知铜球漂浮、铁球悬浮,二者一定是空心的;铝球下沉、木块漂浮,可能实心、也可能是空心,故A 错误;
B .由F gV ρ=浮液排,而且V V V V <<=排铜排木排铁排铝得,受到的浮力
F F F F <<=铜木铁铝
故B 错误;
C .由题意可知铜球、木球漂浮,铁球悬浮,铝球沉底,根据物体的浮沉条件知
F G F G F G F G ===<铜铜木木铁铁铝铝、、、
所以
G G G G <<<铜木铁铝
故C 正确; D .由G =mg 可知,
m m m m <<<铜木铁铝
故D 错误。
故选C 。
18.如图所示,水平桌面上放着一个装有适量水的圆柱形容器,水面上漂浮着一个放有实心小铁球的烧杯;若将小铁球从烧杯中取出放入水中,烧杯仍竖直浮在水面上,ρ铁=7.9g/cm 3.下列说法不正确的是
A .水可能会溢出
B .烧杯下表面受到水的压强变小
C .圆柱形容器底受到水的压强变小
D .圆柱形容器对桌面的压强不变
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
A .铁球在烧杯中,整体漂浮在水面上,所以
F G G =+浮总烧杯球;
拿出小球,烧杯漂浮在水面上,所以
F G =浮杯杯,
故烧杯的浮力减小,由=浮水排F gV ρ知,烧杯排开水的体积减小,烧杯中水面会下降,不会溢出,故A 不正确,符合题意;
B .铁球在烧杯中,整体漂浮在水面上,所以F G G =+浮总烧杯球球;拿出小球,烧杯漂浮在水面上,所以F G =浮杯杯,故烧杯的浮力减小,烧杯排开水的重力减小,烧杯排开水的体积减小,烧杯将上浮小一些,烧杯下表面受到水的压强变小,故B 正确,不符合题意;
C .铁球拿出前的总浮力
F G G =+总烧杯球;
铁球拿出后的总浮力
F F F '=+浮总浮杯浮球,
杯子漂浮在水面上,
F G =浮杯杯,
故
F G F '=+浮总杯浮球,
而铁球沉底,
F G 浮球球<,
故
F F '浮总浮总>;
即铁球拿出后烧杯和铁球受到的总浮力小于拿出前烧杯和铁球受到的总浮力,根据
浮排F gV ρ=可知,拿出后排开水的体积小于拿出前排开水的体积,同一个容器底面积相
同,则拿出前水的深度大于拿出后水的深度,根据p gh ρ=可知,拿出前水对容器底的压强大于拿出后水对容器底的压强,故C 正确,不符合题意;
D 、容器对地面的压力等于容器、水、物体的重力之和,同一容器,则质量相等,重力相等,铁球与小船质量相等,重力相等,故容器对地面的压力相等,容器的底面积相等,根据F
p S
=
可知,甲图容器对地面压强等于乙图容器对地面压强;故D 正确,不符合题意.
19.如图(1)所示,边长为10cm 的立方体木块A 通过细线与圆柱形容器底部相连,容器
中液面与A上表面齐平。
从打开容器底部的抽液机匀速向外排液开始计时,细线中拉力F 随时间t的变化图像如图(2)所示。
木块密度ρ = 0.5×103kg/m3,容器底部面积为200 cm2,g = 10N/kg。
下列说法中正确的是()
A.随着液体的排出,木块受到的浮力不断减小
B.容器中的液体是酒精
C.抽液机每秒钟排出液体的质量是10g
D.第 30s 时,木块露出液面的高度是 2cm
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.随着液体的排出,液面下降,浮力减小,绳子的拉力减小,但减小到0以后,再随着液体的排出,木块所受到的浮力就不变了,故A错误;
B.当t=0时,A与液面的上表面相平,此时A受到重力、绳子的拉力及液体对它的浮力的作用,故存在平衡关系
因为木块的重力
故木块受到的浮力
由得液体的密度
这种液体是水,故B错误;
C.当绳子的拉力为0时,木块漂浮
由求出此时排开液体的体积
木块浸入液体中的深度为
故排出液体的质量
排出液体的时间为50s ,故每秒钟排出液体的质量10g ,故C 正确; D .第30s 时,抽出水的质量为
故露出液面的高度为
故D 错误。
故选C 。
【点睛】
二力平衡、浮力及阿基米德原理的综合计算。
20.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;。