备战中考物理专题训练---浮力类问题题分类含答案
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一、初中物理浮力类问题
1.如图甲,将金属球和木球用细绳相连放入某种液体中时,木球露出液面的体积为它自身
体积的1
4
,当把细绳剪断后,金属球沉底,木球露出液面的体积是它自身体积的一半,这时
金属球受到池底对它的支持力为2N,如图乙,若已知金属球和木球的体积之比是1:8,则
A.金属球的重力为2N
B.绳子剪断前,木球所受的浮力为8N
C.金属球的密度为3×103kg/m3
D.绳子剪断前后,两球所受的总浮力相差1N
【答案】C
【解析】
【详解】
ABC.把绳子剪断后,木球漂浮,金属球沉底,此时金属球处于平衡状态,受到竖直向上的支持力、浮力和竖直向下的重力作用,由力的平衡条件可得:
F支持+F浮金=G金--------①
由物体漂浮条件可得:G木=F浮木----------------②
绳子剪断前,金属球受到竖直向上绳子的拉力F、浮力和竖直向下的重力作用,木球受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、绳子的拉力F,由力的平衡条件可得:
F+F浮金=G金------③,
F浮木′=G木+F------④
由①③可得:F=F支持=2N-------⑤
由②④⑤可得:
F浮木′-F浮木=2N,
因绳子剪断前木球排开水的体积
V排′=(1-1
4
)V木=
3
4
V木,
绳子剪断后木球排开水的体积
V排=(1-1
2
)V木=
1
2
V木
由阿基米德原理可得绳子剪断前后木球的浮力变化量:
ρ水g×3
4
V木 -ρ水g×
1
2
V木=2N,
解得:ρ水gV木=8N---------------⑥
则绳子剪断前,木球所受的浮力:
F浮木′=ρ水g(1-1
4
)V木=
3
4
ρ水gV木=
3
4
×8N=6N,
把G=mg=ρVg和F浮金=ρ水gV金代入①式可得:
F支持+ρ水gV金=ρ金gV金,
整理可得:
(ρ金-ρ水)gV金=F支持=2N-------⑦
由⑥⑦、金属球和木球的体积之比是1:8可得:
ρ金=3ρ水=3×1.0×103kg/m3=3×103kg/m3,
G木=F浮木′-F=6N-2N=4N,
已知V金:V木=1:8,则金属球受到的浮力
F金浮=ρ水gV金=ρ水g×1
8
V木=
1
8
×8N=1N;
金属球的重力
G金=F金浮+F=1N+2N=3N,
故C符合题意,AB不符合题意;
D.绳子剪断前,木球和金属球整体漂浮,则总浮力
F浮前=G木+G金,
绳子剪断前后,两物体所受的总浮力之差为:
F浮前-F浮后=(G木+G金)-(G木+F金浮)=G金-F金浮=F=2N,
故D不符合题意.
2.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/m3,煤油密度为0.8×103kg/m3),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/m3
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 。
3.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 。
4.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。
5.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 .
6.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
33
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
33
631N 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 。
7.如图是工人将重160 N 的物体匀速放下的过程,已知物体下降的距离为3 m ,用时3 s ,工人的拉力为50 N ,工人质量为50kg (物体未浸入水中,且不计绳重及摩擦)设此时工人放绳的速度为v 1, 滑轮组的效率η1 ;如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为
η2,已知124
3ηη=∶∶(物体在水中仍匀速下降,动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦,g 取10 N/kg ) 设当物体完全浸没在水中后物体所受的浮力为F 浮,工人对地面的压力为F 2.则( )
A .v 1=1 m/s
B .η1=62.5%。
C .F 2 =525 N
D .F 浮=120 N
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .物体下降速度为
3m =1m/s 3s
h v t =
= 因为有4段绳子,所以工人放绳的速度为
441m/s 4m/s v v ==⨯=1物
故A 不符合题意;
B .已知物体下降的距离为3 m ,因为有4段绳子,所以绳子运动距离
443m 12m s h ==⨯=
放绳子的做的有用功
160N 3m 480J W Gh ==⨯=有用
放绳子的做的总功
50N 12m 600J W Fs ==⨯=总
滑轮组的效率
1480J
100%100%80%600J
W W η=⨯=⨯=有用总
故B 不符合题意;
CD .物体未浸入水中时,不计绳重及摩擦,动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力,由(1
)F G G n =
+动
可得,动滑轮重力 4450N 160N 40N G F G =-=⨯-=动
已知η1:η2=4:3,则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为
213380%60%44
ηη==⨯=
物体完全浸没水中后,滑轮组对物体的拉力做的功为有用功,不计绳重及摩擦,克服动滑轮重力做的功为额外功,则此时滑轮组的机械效率
260%40N
W F h F W F h G h F η'=
==='++有用拉物拉物
总拉物动拉物 解得F 拉物=60N ;物体的重力为160N ,根据公式可得
==160N-60N=100N F G F -浮拉物
故D 不符合题意;
完全入水后,动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力,由力的平衡条件可得
4F F G =+绳拉物动
则人对绳子的拉力
11
60N 40N)25N 44
()(F F G =+=+=绳拉物动
因为物体间力的作用是相互的,所以绳子对人的拉力也为25N ;人的重力为
50kg10N/kg500N
G m g
==⨯=
人人
对人进行受力分析可知,人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力,则人受到竖直向上的支持力
500N+25N=525N
F G F
=+=
人绳
支
因为物体间力的作用是相互的,则人对地面的压力为525N,故C符合题意。
故选C。
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/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。
9.如图所示,三个相同的容器内水面高度相同,静止放在水平桌面上,甲容器内只有水,乙容器内有木块漂浮在水面上,丙容器中悬浮着一个小球,则下列说法正确的是()
A.三个容器对水平桌面的压强相等B.三个容器中,乙杯的水对杯底的压力最大C.三个容器中,丙杯对水平桌面的压力最大 D.如果向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力不变
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
AC.甲图中容器对桌面的压力是容器的重力加上水的重力,即
=+
F G G
甲水
容
乙图中容器对桌面的压力
=++
F G G G
乙乙水木
容
又因为,木块漂浮在水中,所以木块所受的浮力等于木块的重力,即
F G
=
木浮木
根据阿基米德原理,木块受到的浮力等于木块排开水的重力,即
=
F G
木浮木排
所以,木块重力等于木块排开水的重力,即
=
G G
木木排
所以,乙图中容器对桌面的压力为
=++++
F G G G G G G
=
乙乙水木乙水木
容容排
又因为甲和乙是相同的容器且水面高度相同,所以
===F G G G G G F +++乙甲乙水木水容排容
同理可得,丙图中容器对桌面的压力
=F F 甲丙
则三个容器对桌面的压力大小相等,故C 错误;
甲乙丙图中是三个相同的容器,所以底面积S 是相同的,根据公式F
p S
=可得,三个容器对桌面的压强相等,故A 正确;
B .三个相同的容器内水面高度相同,所以容器底所处的深度相同,由公式p gh ρ=可得,容器底受到的压强相等,甲乙丙图中是三个相同的容器,所以底面积S 是相同的,根据公式F pS =,所以三个容器底受到水的压力相同,故B 错误;
D .如果向丙容器中加入酒精,丙容器中液体的密度变小,根据公式F gV ρ=浸浮液可得,小球所受的浮力变小。
故选A 。
10.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯,都装有一些水。
将不同材料制成的、体积相同的两个空心球a 、b ,分别放人两个烧杯的水中,静止时,a 球下沉到烧杯底部,b 球漂浮在水面,且两个烧杯中的水面恰好相平,则下列说法错误的是( )
A .两个烧杯底部受到水的压力相等
B .甲烧杯对桌面的压力大于乙烧杯对桌面的压力
C .a 球受到的浮力大于b 球受到的浮力
D .a 球材料的密度大于b 球材料的密度 【答案】D 【解析】 【详解】
A .由于两杯水面相平,则水的高度相同,由p gh ρ=可知两杯水对地面压强相同,杯子底面积相同,则又由F =pS 可知,水对杯底压力相等,故A 正确,不符合题意;
B .a 球在甲杯中沉底,所以
G a >F 浮a
根据阿基米德原理有F 浮a =G 排a ,所以
G a >G 排a
即a 受到的重力大于a 排开水的重力;则甲烧杯对水平桌面的压力:
F 甲=
G 杯+G 水+G a >G 杯+G 水+G 排a ﹣﹣﹣①
b 球在乙杯中漂浮,所以
F 浮b =
G b
根据阿基米德原理有F 浮b =G 排b ,所以
G b =G 排b
即b 受到的重力等于b 排开水的重;则乙烧杯对水平桌面的压力:
b b F G G G G G G =+'+=+'+乙杯水杯水排﹣﹣﹣②
h 相同,S 相同,故两杯水和排开水的总体积相同,水和排开水的总重相同,即
a b G G G G +='+水排水排﹣﹣③
综合①②③式可得:F 甲>F 乙,即甲烧杯对桌面的压力大于乙烧杯对桌面的压力,故B 正确,不符合题意;
C .a 球下沉,b 球漂浮,则可知a 排开水的体积大于b ,由F gV ρ=浮液排可知,a 受到的浮力更大,故C 正确,不符合题意;
D .a 球下沉到烧杯底部,b 球漂浮在水面,根据浮沉条件可知,a 球的平均密度大于水的密度,b 球的平均密度小于水的密度;但两球都是空心的,所以不能确定a 球材料的密度一定大于b 球材料的密度,故D 错误,符合题意。
故选D 。
11.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
412300N 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
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.如图所示,台秤的托盘上放一个装有水的平底烧杯,一个不吸水的木块用细线系在烧杯底浸没在水中,剪掉木块以后,木块上浮至静止,下列说法正确的是( )
A .剪断细线前,木块所受的浮力等于木块的重力
B .剪断细线前,托盘受到的压力等于烧杯与水的重力之和
C .整个过程,水对杯底的压力变化量等于木块浮力的变化量
D .整个过程,托盘受到压力的变化量等于木块浮力的变化量 【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.木块被用细线吊着浸没在水中,木块受到竖直向下的重力和拉力,以及竖直向上的浮力,浮力等于木块的重力加上绳子对它的拉力,故A错误;
B.根据力的平衡的条件可知,托盘受到的压力等于水杯的重力+水的重力+木块的重力,故B错误;
C.木块浸入水中,此时木块受到的浮力是大于重力的,当绳子剪断后,木块上浮,最终漂浮在水面上,此时浮力等于重力,同时烧杯内水位会下降,下降的这部分水的重力等于木块漂浮在水面上时减少的排开水的重力,即减小的浮力,因为力的作用是相互的,所以水对杯底的压力变化量等于木块浮力的变化量,故C正确;
D.把烧杯、水和木块作为一个整体,整个过程中托盘受到的压力始终等于烧杯、水和木块的重力之和,托盘受到压力的不变;而木块剪断细线之后,排开水的体积变小,浮力变小,所以浮力变小,因此整个过程,托盘受到压力的变化量不等于木块浮力的变化量,故D错误。
故选C。
14.如图所示,甲容器内只有水,乙容器内有冰块漂浮在水面上,丙容器中悬浮着一个小球,三个相同的容器内水面高度相同.则下列说法正确的是
A.冰块的密度大于球的密度
B.若向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力变小
C.水对三个容器底的压力不同
D.三个容器中,甲容器对水平桌面的压力最小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.冰块漂浮在乙容器中,
ρρ
<,
水
冰块
小球悬浮在丙容器中,
ρρ=小球水,
所以
ρρ小球冰块<
故A 错误;
B .小球悬浮在丙容器中,
ρρ=小球水,
如果向丙容器中加入酒精,则液体密度减小,由浮排F gV ρ=可知,物块受到的浮力变
小,小球将下沉,故B 正确;
C .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 gh ρ=可 知,
p p p ==甲乙丙,
由F
p S
=
可知,水对容器底的压力:F pS =,由于压强与容器底面积都相同,则水对容器底的压力:
F F F ==甲乙丙,
故C 错误;
D .在乙容器中,根据作用力和反作用力,容器(包括水和玻璃杯)施加给冰块一个竖直向上的浮力即F 浮,冰块会反过来施加给容器(包括水和玻璃杯)一个竖直向下的压力即
F 压,而
F F =压浮
这个压力会通过容器传导给桌面.冰块因为漂浮,所以
F G G ==浮排冰块.
所以,甲容器对于桌面的压力
F G G =+甲水杯,
乙容器对桌面的压力
F G G G G G G ='++='++乙水排杯水杯冰块,
因为
G G G G G ='+='+水水排水冰块,
因此,甲容器对于桌面的压力等于乙容器对桌面的压力;同理丙容器对于桌面的压力等于甲容器对桌面的压力,故D 错误.
15.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 。
16.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
33
43
0.4kg = 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 。
17.如图所示,水平桌面上有两个完全相同的溢水杯,杯中装满不同的液体,将两个完全相同的小球分别放入溢水杯中,甲杯溢出0.9N 的液体,乙杯溢出0.8N 的液体。
则( )
A .小球在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力
B .小球重0.9N ,在乙杯中受到的浮力小于0.8N
C .液体对甲杯底的压强小于液体对乙杯底的压强
D .甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .小球在甲杯中处于漂浮状态,则可知G F =浮甲,而小球在乙杯中沉底,可知
G F >浮乙,可得到F F >浮甲浮乙,即小球在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力,A
项不合题意;
B .由于甲杯溢出0.9N 的液体,根据阿基米德原理可知,小球在甲杯中受到的浮力大小等于它排开的液体所受的重力,即0.9N F =浮甲,而由上述可知
0.9N G F ==浮甲
小球重0.9N ;而在乙杯中受到的浮力是0.8N ;B 项不合题意;
C .根据物体的浮沉条件可知,小球在甲杯中漂浮,那么ρρ<球甲液,小球在乙杯中沉底,那么ρρ>球乙液,可知ρρ>甲液乙液,根据p gh ρ=可知,两个溢水杯完全相同,则高度
h 也相同,可知p p >甲液乙液,即液体对甲杯底的压强大于液体对乙杯底的压强;C 项不合
题意;
D .由上述可知ρρ>甲液乙液,而从图中可知,甲剩余液体的体积大于乙剩余液体的体积,所以甲剩余液体重力大于乙剩余液体重力,而容器的重力相同,球的重力也相同,那么对桌面的压力甲大于乙,对桌面的压强甲大于乙;选项D 符合题意。
故选D 。
18.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。