2020-2021备战中考物理与浮力类问题有关的压轴题附答案解析

【解析】
【分析】
【详解】
A．小球在甲液体中处于漂浮状态，则所受的重力等于浮力，故A错误；
B．小球在丙液体中是下沉的，则所受的浮力小于其所受的重力，而在乙液体中，小球处于悬浮状态，则此时小球所受的浮力等于其所受的重力，即在小球在丙液体中所受浮力小于在乙液体中所受浮力，故B错误；
C．由小球在三种液体中的浮沉状态知，ρ甲>ρ乙>ρ丙，而小球放入液体中后，三个容器中的液面相平，即液体到容器底的深度相同，根据p=ρgh得，p甲>p乙>p丙，故C错误；
故选D。
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100cm2，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/cm3，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（）
D．由图可知，在甲容器中，小球部分浸入液体中，则排开的液体体积小于小球的体积，而乙、丙中，小球浸没在液体中，则排开液体的体积等于小球的体积，但小球放入液体后，液面相平，所以三个容器中所装的液体的体积的大小关系为V甲>V乙=V丙，而容器对桌面的压力
F=G液+G容器=m液g+G容器=ρVg+G容器
且ρ甲>ρ乙>ρ丙，所以甲容器对桌面的压力最大，故D正确。
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0.02m2，密度为 kg/m3。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 ，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
因此金属块浸没在水中后，容器对桌面的压强为
故错误，符合题意。
故选D。
8．如图,底面积为100cm2的薄壁圆柱形容器盛有适量的水。体积为2×10-3m3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25cm2、体积为250cm3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．金属球所受浮力是6N
B．金属球的体积是100cm3
C．液体的密度是0.8g/cm3
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
由 得，对桌面增加的压力为
由于对桌面增加的压力
则金属球排开液体的重力为
故金属球受到的浮力为
故A错误；
B．由甲、丙两图可得
由 得，对桌面增加的压力为
4．三个相同容器里盛有密度不同的三种液体，将同一个小球先后放入三个容器中，静止时位置如图所示，容器中的液面到容器底的距离都相等。下列说法正确的是（）
A．在甲液体中小球所受的重力小于浮力
B．小球在丙液体中所受浮力等于小球在乙液体中所受浮力
C．甲乙丙三种液体对容器底的压强相同
D．甲容器对桌面的压力最大
【答案】D
A．不受力F作用时，木块在液体中静止时处于漂浮状态
B．木块A的密度大于液体的密度
C．将A压人液体的过程，容器底受到液体的压强将增大
D．将A压人液体的过程，力F不断增大
【答案】B
【解析】
【详解】
A．木块放入液体中，静止时木块的下表面到液面的距离为h，则可知：不受力F作用时，木块在液体中静止时处于漂浮状态，故A正确，不符合题意；
可知 ，
对定滑轮做受力分析如图所示，
可知拉力T的大小
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
故滑轮组的机械效率87.5%，故D项错误。
A．因为 ，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：
压强的最小值
①
故物体的重力：
故A项错误；
BC．在图乙中，由漂浮的特点：
②
②-①得：
由阿基米德原理：
故 ，合金块B的密度为：
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：
丙中B受到的浮力：
故两图相比，B受到的浮力减小了：
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：
【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 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 变大，故B项符合题意、ACD项不符合题意；
故选B。
7．如图甲所示，盛有水的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上，容器重8N，容器的底面积为100cm2，在弹簧测力计下悬挂一个长方体金属块，从水面上方开始以恒定的速度，缓慢直至全部浸没入水中，容器内水的深度由16cm升高到20cm在金属块未触底且水未溢出的过程中，弹簧测力计示数F随时间t变化的图像如图乙所示。若不计水的阻力，则下列分析不正确的是（ ）
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 ，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 ，可求得拉力T的大小；
B．由图可知，小球在甲中漂浮，则ρ球＜ρ甲，在乙中下沉，则ρ球＞ρ乙，所以ρ甲＞ρ乙，故B正确；
C．烧杯对桌面的压力等于烧杯、烧杯内液体和小球的总重力，由图知，甲、乙液体体积开始时相同，放入小球后甲中漂浮、乙中下沉，乙中溢出的液体多，故甲烧杯内剩余液体的体积大于乙烧杯内液体的体积，又知ρ甲＞ρ乙，根据m＝ρV和G=mg可知甲烧杯内液体的重力大于乙烧杯内的重力，又因为两烧杯、两小球的重力均相等，故甲杯对水平桌面的压力大于乙杯对水平桌面的压力；又因为烧杯的底面积相等，根据 可知，甲杯对水平桌面的压强大于乙杯对水平桌面的压强，即 ＞ ，故C错误。
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 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 可知浮力不变，故B错误；
动滑轮一共绕了3段绳子，因此绳自由端移动速度为
拉力F的功率为160W，根据 得出拉力
故C项错误。
B．已知圆柱体M高为h=3m，底面积S=0.02m2，则圆柱体M的体积V=0.06m3，则圆柱体M全部浸没时浮力
由于圆柱体M全部浸没，则V=V排，则
解得 ；
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
A．金属块未浸入水中时，水对容器底的压强为1600Pa
B．金属块浸没后受到的浮力为4N
C．金属块的密度为2.5×103kg/m3
D．金属块浸没在水中后，容器对桌面的压强为2400Pa
入水中时，容器底受到的水的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa
(3)根据 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 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
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：
由③得：
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：
故D项错误。
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
一、初中物理浮力类问题
1．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 和 ，并且 ；此时物体下表面与上表面受到液体的压力差为 ；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 不变
B．物体保持悬浮，但 变大
C．物体将上浮，因为 变大
D．物体将下沉，因为 变小
【答案】B
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/m3
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2×103cm3的木块A漂浮在水面上，有 的体积露出水面，则排开水的体积为：
由阿基米原理 ，根据漂浮的特点：
故A项正确。
故选A。
考点：浮力，滑轮组机械效率
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． ρ水B． ρ水C． ρ水D． ρ水
故选B。
3．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 可知，排开水的体积也会发生变化，故选B。
由于对桌面增加的压力
则金属球质量为
金属球的体积为
故B错误；
C．因金属球排开液体的体积为125cm3，由阿基米德原理 可得
故C正确；
D．金属球对容器底部的压力
故D错误。
故选C。
6．如图所示，烧杯中装有某种液体，A为圆柱形木块，静止时木块的下表面到液面的距离为h，再用外力F缓慢将木块A压入液体中到刚好浸没，下列说法不正确的是（ ）
B．不受力F作用时，木块在液体中静止时处于漂浮状态，则由浮沉条件可知，木块A的密度小于液体的密度，故B错误，符合题意；
C．将A压入液体的过程，排开液体的体积增大了，液面上升，深度h变大，根据p=ρ液gh知容器底受到液体的压强将增大，故C正确，不符合题意；
D．将A压入液体的过程，所受浮力大小随物体排开液体的体积的增大而增大，重力不变，浮力和重力之差等于对A的压力F，所以力F不断增大，故D正确，不符合题意。
故正确，不符合题意；
B．由图乙可知，空气中弹簧测力计的示数等于物体重力为10N，浸没后弹簧测力计的示数为6N，由称重法可知金属块浸没后受到的浮力为
10N-6N=4N
故正确，不符合题意；
C．物块浸没后，水的深度增加量
物块浸没在水中时物体排开水的体积
物块的质量
物块的密度
故正确，不符合题意；
D．由于力的作用是相互的，液体给物块4N的浮力，则物块给装置4N的压力，容器中水的重力为
2．在水平桌面上有甲乙两个完全相同的烧杯，两个烧杯内分别盛满密度为 和 的两种液体，把两个完全相同的小球轻轻地放入甲、乙烧杯内，静止时如图所示，烧杯对桌面的压强分别为 和 ，小球所受浮力分别为 和 ，下列判断正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
AD．由图可知，小球在甲中漂浮，则F甲＝G，在乙中下沉，则F乙＜G，又因为两球完全相同，所以F甲＞F乙，故AD错误；