物理浮力练习题含答案及解析
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物理浮力练习题含答案及解析
一、浮力
1.质量相等的甲、乙两实心小球,密度之比ρ甲:ρ乙 =3:2,将它们都放入水中,静止时两球受到的浮力之比为F 甲:F 乙=4:5,则乙球的密度为 ( )
A .
23ρ水 B .54ρ水 C .56ρ水 D .4
5ρ水 【答案】C
【解析】根据题意知道,m 甲=m 乙,ρ甲:ρ乙=3:2,由ρ=m/V 知道, V 甲:V 乙=2:3;当两球在水中静止时的状态有下面几种情况:
(1)甲乙都下沉:则排开水的体积之比等于V 甲:V 乙=2:3,由阿基米德原理知道受到的浮力等于排开水的体积之比,应是2:3,故不符合题意;
(2)甲乙都漂浮:所以受到的浮力都等于自重,而两球质量相等、重力相等,受浮力相等,而F 甲:F 乙=4:5,故不符合题意;
(3)甲漂浮、乙下沉:因为甲漂浮,所以F 甲=G 甲=mg ;乙下沉,F 乙<G 乙=mg ,即F 甲 >F
乙
,而F 甲:F 乙=4:5,故不符合题意;
(4)甲下沉、乙漂浮:甲下沉,F 甲<G 甲=mg ;乙漂浮,F 乙=G 乙=mg ,所以F 甲<F 乙,而F
甲:F 乙=4:5,故符合题意;甲下沉乙漂浮时,甲受到的浮力F 甲=ρ水V 甲g ,乙受到的浮力F 乙=m 乙g =ρ乙V 乙 g ;因为F 甲:F 乙=4:5,即ρ水V 甲g :ρ乙V 乙 g =4:5,ρ乙=5ρ水V 甲 /4V 乙=5ρ水
×2 /4×3=5/6ρ水,故选C 。
2.如图所示是小明同学在探究“浮力大小”的实验,实验中弹簧测力计的示数分别为F 1、F 2、F 3、F 4,下列等式正确的是
A .F 浮=F 2–F 1
B .F 浮=F 4–F 3
C .F 浮=F 2–F 3
D .F 浮=F 2–F 4
【答案】C 【解析】
如图所示探究“浮力大小”的实验,F 2为物体在空气中时,测力计的示数,即物体的重; F 3为物体浸没在水中时,测力计的示数,根据称重法测浮力的原理,23F F F 浮-=,故C 正确;
图中,F 4为排出的水加上空桶的重,F 1为空桶的重,根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重,所以41F F F =浮-,故ABD 都不正确. 选C .
3.如图所示,甲、乙两杯盐水的密度分别为ρ甲、ρ乙.同一只鸡蛋先后放入两杯中,在甲杯中处于悬浮状态,所受浮力为F甲;在乙杯中处于漂浮状态,所受浮力为F乙.可以肯定的是
A.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙B.ρ甲<ρ乙,F甲=F乙
C.ρ甲<ρ乙,F甲<F乙D.ρ甲>ρ乙,F甲<F乙
【答案】B
【解析】
【详解】
因为鸡蛋在甲盐水中悬浮,所以甲盐水的密度等于鸡蛋的密度,即ρ甲=ρ鸡蛋,鸡蛋在乙盐水中漂浮,则乙盐水的密度大于鸡蛋的密度,即ρ乙>ρ鸡蛋,所以ρ甲<ρ乙;鸡蛋在甲中悬浮,则鸡蛋受到甲盐水的浮力:F甲=G鸡蛋,鸡蛋在乙中漂浮,则鸡蛋受到乙盐水的浮力:F乙=G鸡蛋,所以鸡蛋在甲和乙中所受浮力相等,即F甲=F乙.
4.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:V a<V b=V c
B.它们的重力关系是:G a=G b>G c
C.它们的密度关系是:ρa>ρb>ρc
D.它们所受的浮力关系是:F a=F b=F c
【答案】C
【解析】
【分析】
(1)当物体的重力大于受到的浮力时物体下沉,当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,当物体的重力小于受到的浮力时物体上浮;根据阿基米德原理结合图判断三球的体积关系;
(2)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.
【详解】
(1)由图可知,a漂浮,b悬浮,则V排a<V a,V排b=V b,
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F a=G a,F b=G b;
因为a与b质量相等,则物体的重力相等,所以浮力F a=F b;
因为F浮=ρgV排,所以V排a=V排b,
所以V a>V b,
由题干可知:V b=V c,所以V a>V b=V c,故A错误;
(2)因为b悬浮,c沉入底部,
所以F b=G b,F c<G c;
因为b与c体积相同,
所以根据F浮=ρgV排可知:F b=F c,所以G b<G c;则G a=G b<G c,故B错误;
(3)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:ρa<ρb<ρc,故C错误;
(4)由上分析可知:浮力F a=F b=F c,故D正确.
故选D.
5.弹簧测力计下挂一长方物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图(甲),图(乙)是弹簧测力计示数F与物体下降高度h 变化关系的图象,则下列说法中正确的是
A.物体的体积是500cm3
B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是2.25×103kg/m3
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
【答案】C
【解析】
由图象知道,当物体完全浸没时,G=9N,当完全浸没时拉力F=5N,所以浮力为F浮 =G-
F=9N-5N=4N,此时物体完全浸没,所以浮力最大,故B错误;由F浮 =ρ液gV排得,V=V排=F
浮/ρ
水
g=4N/1.0×103kg/m3×10N/kg=4×10-4 m3,故A错误;物体的质量
m=G/g=9N/10N/kg=0.9kg;所以物体密度为ρ=m/V=0.9kg/4×10−4m3=2.25×103 kg/m3,故C正确;物体刚浸没时,下表面受到的压力F下=F浮=4N,故D错误,故选C.
6.如图所示,在三个相同的容器中装有质量相同的水,将木块A、金属块B按不同的方式放入水中,待A、B静止时,三个容器的底部所受的水的压强相比较,正确的是()
A.p甲>p乙>p丙B.p甲=p乙>p丙
C.p甲<p乙<p丙D.p甲<p乙=p丙
【答案】B
【解析】
【详解】
由图可知,木块A和金属块B在甲、乙两图中都是处于漂浮状态,图丙中木块A处于漂浮状态,所以A、B两物体受到的浮力
F甲AB=G A+G B,
F乙AB=G A+G B,
F丙AB=G A+F B浮,
因为金属块B在水中会下沉,所以,G B>F B浮,所以
F甲AB=F乙AB>F丙AB;
根据阿基米德原理可知V排=
F
g
浮
水
,则
V甲AB=V乙AB>V丙AB,
则水面上升的高度关系为:
h甲升=h乙升>h丙升
在三个相同的容器中装有质量相同的水,原来水面高度相同,故待A、B静止时,水面高度的大小关系为:
h甲=h乙>h丙,
根据p=ρgh可知水对容器底部压强的关系为:
p甲=p乙>p丙,
故B符合题意,ACD不符合题意.
7.某同学制作了如图所示的潜水艇模型,下列说法错误
..的是()
A.潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的
B.向内推注射器活塞,水会被压入试管中,可实现潜艇下沉
C.向外拉注射器活塞,试管内水量适当时,可实现潜艇悬浮
D.潜艇模型的试管上绕些铁丝,可保持试管稳定
【答案】B
【解析】
A. 当潜艇模型浸没在水中时,排开水的体积不变,所受浮力不变,因此模型的上浮和下沉是通过改变潜艇的重力来实现的,故A 正确;
B. 现在潜艇模型处于悬浮,向内推注射器活塞,水会被压出试管,此时模型的自重减小,模型上浮,故B 错误,符合题意;
C. 向外拉注射器活塞,试管内水增加,潜艇可能下沉,故C 正确,不符合题意;
D. 试管左轻、右重,为了保持试管稳定,潜艇模型的试管上绕些铁丝,故D 正确,但不符合题意;
8.两个完全相同的空烧杯中分别放入质量相等的实心铜块和实心铝块(ρ铜>ρ铝)后,(铜块和铝块高度均小于烧杯高度),缓慢向两烧杯中倒满水,且水没有溢出,下列判断中正确的是( ) A .放铝块的烧杯倒入水较多 B .放铜块的烧杯倒入水较多 C .两烧杯倒入水一样多 D .无法判断 【答案】B 【解析】 【详解】
由于m m =铜铝,ρρ>铜铝,所以V V v <铜铝,因为这两个金属块都浸没在水中,所以它们排开水的体积都等于它们各自的体积,则V V <排铜排铝,所以铝块排出的水多,盛水少,所以向烧杯倒水少;铜块排出的水少,盛水多,所以向烧杯倒水多.故B 正确,ACD 错误.故选B. 【点睛】
根据密度公式,质量相等密度大的反而体积小,两个水杯相同,放入金属块的体积也大,杯子所装的水越少,否则,装的越多.
9.把体积为2×
10﹣3m 3、重为12N 的物块放入水中,当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别为(g 取10N/kg )( ) A .漂浮,F 浮=20N B .漂浮,F 浮=12N C .沉底,F 浮=20N D .沉底,F 浮=12N
【答案】B 【解析】 【详解】
由阿基米德原理可知,当物体浸没在水中,受到的浮力:
F 浮=ρ水gV 排=1.0×103kg/m 3×10N/kg×2×10﹣3m 3=20N >12N ,
根据浮沉条件可知:物体会上浮,最后漂浮在水面上; 根据漂浮的条件知:受到的浮力
F 浮′=
G =12N .
10.把一个体积为100cm 3,质量为60g 的物体放入水中.物体静止时,它所受到的浮力及浸入水中的体积分别为 A .1N 100cm 3 B .0.6N 60cm 3 C .0.6N 40cm 3 D .0.5N 50cm 3
【答案】B 【解析】 【分析】
在此题的计算与判断中,既用到了阿基米德原理,又要利用浮沉条件. 【详解】 物体的密度:
33600.6/100m g g cm V cm
物ρ=
==; 因为ρρ物水<,所以物体静止时在水中漂浮,则物体在水中受到的浮力:
0.0610/0.6F G mg kg N kg N ===⨯=浮;
又因为F gV ρ=浮水排,所以物体浸入水的体积:
53333
0.661060110/10/F N
V V m cm g kg m N kg
ρ-==
==⨯=⨯⨯浮浸排水.
11.在探究浮力问题时,某同学做了如图所示实验.测量时弹簧测力计的示数分别是F 1、F 2、F 3和F 4.其中符合阿基米德原理叙述的等量关系的是( )
A .F l >F 3>F 4>F 2
B .F 1﹣F 3=F 4﹣F 2
C .F 1+F 2=F 3+F 4
D .F 1﹣F 2=F 3﹣F 4 【答案】B
【解析】由称重法知道,物体受到的浮力等于重力减去物体浸在水中时弹簧测力计的示数,即F 浮=F 1-F 3;由图知道水桶和排出的水的重力,还知道空桶的重力,所以排开水的重力为:G 排=F 4 -F 2;由阿基米德原理知道F 浮=G 排,所以F 1 -F 3 =F 4 -F 2,也就可是B 符合阿基米德原理的等量关系,故选B 。
12.将一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有81g 水从大烧杯中溢出;将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后有72g 酒精从大烧杯中溢出。
已知ρ酒精=0.8×103kg/m 3,则物块在水中的状态及物块的密度是 A .悬浮1.0×103kg/m 3 B .漂浮0.92×103kg/m 3 C .下沉 1.2×103kg/m 3 D .漂浮0.90×103kg/m 3
【答案】D
【详解】
假设ρ物≥ρ水,物体将在水中悬浮或下沉在杯底,在酒精中下沉在杯底,此时排开水或酒精的体积相同,根据F 浮=ρ液V 排g 可知受到的浮力关系为5:4,而现在根据 F 浮=G 排=G 溢=m 溢g ,可知浮力关系为9:8,所以ρ物≥ρ水不可行;
假设ρ物≤ρ酒精,物体将在水中漂浮,在酒精中漂浮或悬浮,这样受到的浮力相等,都等于自重,但是实际受到的浮力不相等,所以ρ物≤ρ酒精不可行;
可见物体的密度一定是大于酒精的密度、小于水的密度,所以物体在水中会漂浮,而在酒精中下沉到杯底;
因为物体在水中漂浮,所以F 浮=G 物=m 物g , F 浮=G 排=G 溢=m 溢g , m 物=m 溢=81g ,
因为物体在酒精中下沉,所以:V 物=V 排=33
72g
=
=90cm 0.8g/cm
m ρ排
酒精
, 物体的密度:
333
3
81g =0.9g/cm =0.910kg/m 90cm m V ρ=
=
⨯物物
,故D 正确。
13.将一个边长为4cm 的正方体木块轻轻放入盛满水的溢水杯中,木块漂浮在水中静止时,从溢水杯中溢出水的体积为 38.4cm 3;若将此木块改放入密度为 0.8×103kg/m 3的酒精中,待木块静止时,下列说法正确的是 A .木块露出酒精的体积为 16cm 3 B .木块的密度为 0.6 kg/m 3
C .从溢水杯中溢出酒精的体积为 38.4cm 3
D .木块浸入水中的体积与浸入酒精中的体积
之比为 5:4 【答案】A 【解析】
由题意可知,木块的体积V =64cm 3,木块在水中漂浮,其质量等于溢出水的质量为m = 38.4g ,所以可得木块的密度为ρ=m /V=38.4g/64cm 3=0.6g/cm 3=0.6×103kg/m 3,故B 错;木块的密度是小于酒精的密度的,所以木块在酒精中是漂浮的,排开酒精的质量等于排开水的质量为38.4g ,则排出酒精的体积为38.4g/(0.8g/cm 3)=48cm 3,故C 错;木块露出酒精的体积为64cm 3-48cm 3=16cm 3,故A 正确;木块浸入水中的体积与浸入酒精中的体积之比为38.4:48 =4:5,故D 错;应选A .
14.将甲、乙两种实心物体放入水中,出现如图情形,由此推断它们的密度关系是
A .ρ甲 >ρ乙
B .ρ甲 <ρ乙
C .ρ甲 =ρ乙
D .以上说法都不对 【答案】B
【详解】
由图知道,甲物体漂浮在水中,乙在水中沉底,因为当物体的密度小于液体的密度时漂浮,物体的密度大于液体的密度时下沉、沉入底部,所以,甲的密度小于水的密度,乙的密度大于水的密度,即B正确,故选B。
15.两手分别拿着质量相等木块和石块,把它们都浸没到水中。
松开手后,木块上浮,石块下沉。
静止时受到浮力较大的是
A.石块 B.木块 C.一样大 D.不能确定
【答案】B
【解析】
【详解】
松开手后,木块上浮,静止时漂浮,木块受到的浮力;
石块下沉,石块受到的浮力;
因为,
所以。
故选B。
【点睛】
重点是浮力大小的比较,当质量相等时,根据两物体在液体中的浮沉状态很容易比较浮力的大小,漂浮时物体的浮力等于自身的重。
16.小杰同学在游玩“海底世界”时,观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示,对气泡上升过程中受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是()
A.浮力不变,压强不变B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变小D.浮力变大,压强变大
【答案】C
【解析】
【详解】
(1)气泡上升时,h变小,由P=ρgh得气泡受到水的压强变小,因此气泡的体积变大,由于一定质量的气体,体积变大,压强变小,所以气泡内的压强变小;(2)由于气泡在上升
过程中体积变大,所以根据阿基米德原理F 浮=ρ液gV 排可知,气泡所受的浮力在变大.故选C.
17.甲、乙两个相同的溢水杯分别盛满密度为ρ1、ρ2的液体,若将质量为m 的小球A 轻放入甲溢水杯,小球A 浸没在液体中,从甲杯溢出16g 液体。
若将小球A 轻放入乙溢水杯,小球A 静止时有1/5的体积露出液面,从乙杯溢出20g 液体。
若用细线拉住小球A 使其分别浸没在两杯液体中,如图所示,细线对小球A 的拉力分别为T 1,T 2,则下列判断正确的是
A .T 1=0.05N
B .T 2=0.04N
C .ρ1:ρ2=25:16
D .ρA :ρ1=5:4
【答案】D 【解析】 【详解】
A .根据题意和阿基米德原理可得,小球完全浸没在甲中时,受到的浮力F 浮甲=mg =0.016kg ×10N/kg=0.16N ;小球在乙中漂浮,则小球浸没
4
5
的体积,此时小球在乙中受到的浮力为F 浮乙=G =G 排=mg =0.02kg ×10N/kg=0.2N ;小球的质量等于排开液体的质量,即m =20g ;
由甲图可得:T 1=G-F 浮甲=0.2N-0.16N=0.04N ;故A 错误; B .因为小球浸没
4
5
的体积,此时小球在乙中受到的浮力为F 浮乙=0.2N ;则当小球全部浸没在乙中时,小球受到的浮力:F 浮乙′=0.2N
45
=0.26N ;
故由乙图可得:T 2=F 浮乙′-G =0.25N-0.2N=0.05N .故B 错误; C .小球在乙中漂浮,即F 浮=G ,
ρ 2×45
V A g = ρ A V A g
即ρ A :ρ2=4:5;
F 浮甲=
ρ 1gV A =0.16N ,F 浮乙= ρ 2×4
5
V A g =0.2N , 1
2ρρ=0.16N 50.2N
4
⨯=16:25,故C 错误;
D .ρ A :ρ 1=
A 2ρρ:
12ρρ=54:1625=5
4
;故D 正确.
18.如图所示,一质地均匀的圆柱形平底玻璃杯,杯内水中漂浮着一冰块.若冰熔化前后水对杯底的压强分别为p 1、p 2,则下列关系式中正确的是
A .p 1< p 2
B .p 1> p 2
C .p 1= p 2
D .无法确定
【答案】C 【解析】 【详解】
根据阿基米德原理:F 浮=G 排,由于冰块漂浮,故有F 浮=G 冰,所以G 冰=G 排水;即冰块熔化后水的体积与原来冰排开的水的体积相同,所以水面高度h 不变,根据液体压强的公式:p=ρgh 可得水对杯底的压强不变,即:p 1=p 2. A .p 1< p 2与分析不相符; B .p 1> p 2与分析不相符; C .p 1= p 2与分析相符; D .无法确定与分析不相符.
19.甲、乙两球放在液体中静止,甲球在水面以上和水下部分的体积比为1:4,如图所示,则下列说法正确的是
A .若甲、乙体积相同,因为甲球漂浮,乙球悬浮,所以F 浮甲>F 浮乙
B .若甲、乙体积相同,G 甲=3/4G 乙
C .若甲、乙休积相同、均为实心,则甲、乙由不同物质构成,ρ甲:ρ乙:ρ液=4:5:5
D .若甲、乙质量相等,则甲的体积较大,若由同种物质构成,则甲一定是空心的,且空心部分体积为甲球体积的1/5,乙可能是实心 【答案】C 【解析】 【详解】
A .若甲、乙体积相同,由题意知甲排开水的体积小于乙排开水的体积,根据
F gV ρ=浮液排可知,
F 浮甲<F 浮乙,
故A 错误不符合题意;
B .若甲、乙体积相同,甲球漂浮,则:
4
5
G F V g Vg ρρ===甲浮甲水水排甲,
乙球悬浮,则:
G 乙=F 浮乙=ρ水V 排乙g =ρ水Vg ;
综合两式:
4
5
G G =甲乙。
故B 错误不符合题意;
C .乙球悬浮,根据浮沉条件可得:
ρ乙=ρ液;
甲球漂浮,根据浮沉条件可得:
45Vg Vg ρρ=甲液,45
ρρ=甲液;
可得:
ρ甲:ρ乙:ρ液=4:5:5,
故C 正确符合题意;
D .若甲、乙质量相等,因为浮力都等于重,所以浮力相等,排开液体的体积相等,结合题意知,甲的体积较大;
若由同种物质构成,质量相等,甲的体积较大,可知甲球一定是空心的,球材料的密度不确定,则乙球可能是空心的,也可能是实心的; 则浮沉条件结合阿基米德原理可得:
V 甲排=V 乙排=V 乙,
又知:
4
5
V V =甲排甲,
可得:
4
5
V V =乙甲,
当乙球是实心时,甲球空心部分:
41
55
V V V V =-=甲甲甲甲空;
当乙球空心时,甲球空心部分体积当然不是甲球体积的
1
5
,D 说法不成立。
20.甲、乙两个相同的杯子里盛有不同的液体,将相同的小球放入液体中,小球静止时液面恰好相平(如图所示)。
此时液体对容器底的压强分别是p 甲和p 乙,小球受到的浮力分别为F 甲和F 乙,则
A.F甲>F乙B.p甲>p乙C.F甲<F乙D.p甲<p乙
【答案】B
【解析】
【详解】
AC.由图知,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中悬浮,根据浮沉条件可知,此时它们所受的浮力都等于自身的重力,同一小球的重力不变,则浮力相同,即F甲=F乙;故AC错误;BD.小球在甲杯中漂浮,小球在乙杯中悬浮,根据浮沉条件可知,甲液体的密度大于小球的密度,乙液体的密度等于小球的密度;所以,甲液体的密度大于乙液体的密度;两杯中液面相平,深度h相等,甲液体的密度大于乙的密度,由公式p=ρgh可知,甲杯底部所受液体的压强较大,即p甲>p乙,故B正确,D错误。
21.如图所示,将已校对好的弹簧测力计挂上物块后,轻轻的浸没于水中后,空烧杯中收集到100ml的水,g=10N/kg,关于该实验能得出的结论正确的是
A.在物块逐渐浸没过程中,A点处受到水的压强先变大后不变
B.弹簧测力计下的物块浸末后示数是1N
C.物块的体积小于100cm3
D.物块受到的浮力是1N
【答案】A
【解析】
【详解】
A、由图知,溢水杯中的水没有装满,在物块逐渐浸入水中的过程,水面上升,A点处水的深度不断增加,当水面达到溢水口后虽有水溢出,但A点处水的深度不再增加,根据可知,A点处受到水的压强先变大后不变,故A正确;
BCD、由图可知,物块的重力G=2N,已知溢出水的体积为100ml,
假如原来溢水杯中装满水,由阿基米德原理可知,物块完全浸没时受到的浮力:
,
在这种情况下,物体的体积,
则弹簧测力计下的物块浸没后的示数为:,
由于溢水杯没有装满,则排开水的体积大于溢出水的体积,所以浮力应大于1N,物体的体积应大于100cm3;因为实际的浮力大于1N,所以测力计示数应小于1N,故BCD错误;
故选A 。
22.边长为0.1m 的正方体木块,重为6N 且不吸水,放入装满水的容器中,静止时如图甲所示,在其上表面放置重为4N 的铝块,静止后木块上表面刚好与水面相平,如图乙所示,g =10N/kg ,ρ水=1.0×l03kg/m 3,下列说法正确的是
A .如图甲,溢出水的质量是1kg
B .如图甲,木块露出水面的体积是6×l0-4m 3
C .如图乙,放置铝块后容器对桌面的压力变大
D .如图乙,放置铝块后木块下表面受到水的压强增大了400Pa 【答案】D 【解析】 【详解】
A .如图甲,木块漂浮,所以F 浮=G =G 排=6N ,则溢出水的质量是:
6N
0.6kg 10N/kg
G m g
=
=
=排,故A 错误;
B .根据F 浮=ρ水gV 排得,图甲排开水的体积为:
43
336N 610m 1.010kg/m 10N/kg
F V g ρ-=
==⨯⨯⨯浮排水, 木块露出水面的体积是:()3
4343=0.1m 610m 41m =0V V V --=--⨯⨯露排,故B 错误; C .由图知,放置铝块后,整体仍然是漂浮的,浮力等于重力,所以增加的铝块的重等于乙图中溢出水的重,则总重不变,故放置铝块后容器对桌面的压力不变,故C 错误; D .放铝块后,木块下表面受到水向上的压力增大,增大的压力等于铝块的重,所以木块下表面受到水的压强增大了:
()
24400Pa 0.1m F N
p S ∆∆=
==,故D 正确。
23.如图所示,将三个完全相同的鸡蛋分别放入盛有不同液体的烧杯中,鸡蛋在甲杯中沉底,在乙杯中悬浮,在丙杯中漂浮,且各杯中液体深度相同。
则下列判断正确的是
A .三种液体的密度关系为:ρ甲=ρ乙>ρ丙
B .鸡蛋排开三种液体的质量关系为:m 甲>m 乙=m 丙
C .鸡蛋受到三种液体的浮力关系为:F 甲<F 乙=F 丙
D .三种液体对容器底部的压强关系为:p 甲=p 乙>p 丙 【答案】C 【解析】 【详解】
A 、鸡蛋在甲中下沉,甲的密度小于鸡蛋密度;在乙中悬浮,乙的密度等于鸡蛋密度;在丙中漂浮,丙的密度大于鸡蛋密度,所以
,故A 错误;
B 、鸡蛋在甲中下沉,浮力小于鸡蛋的重力,则排开液体的质量小于鸡蛋的质量;乙悬浮,丙中漂浮,则乙、丙受到的浮力等于鸡蛋的重力,即乙丙排开液体的质量等于鸡蛋的质量,所以
,故B 错误; C 、由B 知,甲受到的浮力小于重力,乙丙受到的浮力等于重力,所以鸡蛋受到三种液体的浮力关系为:
,故C 正确;
D 、三种液体的深度相同,丙的密度最大,甲的密度最小,根据得,三种液体对容
器底的压强关系是:,故D 错误。
故选:C 。
【点睛】
本题综合考查了物体浮沉条件的应用及液体压强大小的判断,解决此题的关键是掌握物体浮沉情况物体重力与浮力的关系、物体密度与液体密度的关系。
24.如图所示,底面积不同的甲、乙圆柱形容器分别盛有相同深度、密度为ρ甲、ρ乙两种液体,甲、乙液体对容器底部的压强分别是p 甲、p 乙,且 p 甲>p 乙.现将体积为V A 、V B 的两球分别浸没在甲、乙两容器的液体中,无液体溢出,甲、乙容器底受到液体的压力相等.则下列说法正确的是( )
A .V A <V
B ,ρ甲>ρ乙 B .V A >V B ,ρ甲>ρ乙
C .V A =V B ,ρ甲<ρ乙
D .V A <V B ,ρ甲=ρ乙
【答案】A 【解析】
放入两球前,根据P ρgh =,甲、乙液体深度相同, P P 甲乙>,得:
甲乙>ρρ; P P 甲乙>且
S S 甲乙>,根据F PS =,则F F 甲乙>, 两球浸没在液体中后,增加的压力为排开液体的重,即'F G V g ρ==排液球,因为
甲乙>ρρ,所以当V 球相等时,增加的压力仍然是甲大于乙,加上原来的压力仍然是甲对容
器底的压力大于乙,不可能相等;
那么要最后压力相等,必然是乙球的体积大于甲球的体积,即乙增加的压力才可能大于甲
增加的压力,最后加上原来的压力才可能相等,故A B V V <,
甲乙>ρρ正确. 选A .
点睛:重点是液体压强、压力的判断,思路为:放入两球前,根据深度和压强判断出甲液体密度大,继而甲压力也大,放入两球后,要使压力相等,所以乙增加的压力必须要大于甲增加的压力,而甲的密度又大,故B 球的体积必然大于A 球的体积.过程中明白增加的压力即两球排开的液体的重是关键.
25.把一小球放入盛满酒精(ρ酒精=0.8×103 kg/m 3)的溢水杯中,它沉在容器底部,从杯中溢出8 g 酒精.若将该小球放入盛满水的溢水杯中,它漂浮在水面上,从杯中溢出水的质量 A .大于8 g B .等于8 g C .小于8 g D .无法判断
【答案】A 【解析】 【分析】
根据阿基米德原理,浮力等于它排开液体受到的重力,小球在酒精中下沉,得出小球重力和浮力的关系;将该小球放入盛满水的溢水杯中,它漂浮在水面上,再利用浮沉条件得出浮力与重力的关系,最后比较排开水的质量 【详解】
小球在盛满酒精的溢水杯中,沉入容器底部,此时小球受到的浮力小于物体的重力,即m
排酒精
g<G ;从杯中溢出8g 酒精,
小球漂浮在水面上,根据浮沉条件知,在水中受到的浮力等于小球的重力,即m 排水g=G ; 所以可得:m 排酒精g<m 排水g ,m 排酒精<m 排水,因为从杯中溢出8g 酒精,所以溢出水的质量大于8g . 故选A .
26.如图所示,在水平桌面上放置一个平底轻质薄塑料杯,杯子底面积为2×10-3m 2,高为0.1m ,杯中装满水,水的质量为300g ,将体积为100cm 3、重为1.8N 的小球缓慢的放入水中,当小球静止时,下列判断中正确的是(g=10N/kg )
A .水对杯底的压力为3N
B .水对杯底的压强为1500Pa
C .小球受到的浮力为1.8N
D .杯子对桌面的压力增加了0.8N
【答案】D 【解析】 【详解】 A .由p F s
=
知道,此时水对杯底的压力是:332
F p S 110Pa 210m 2N -==⨯⨯⨯=底底,
故A 错误;
B .根据题意知道,当小球静止时,杯底部受到的水的压强是:
333110kg /m 10N /kg 0.1m 110Pa p gh ρ==⨯⨯⨯=⨯底水,故B 错误;
C .由G mg =知道,小球的质量是: 1.8m 0.1810/G N kg g N kg ===,由ρm V
=知道,小球的密度是:3330.18ρ 1.810/100cm
m kg
kg m V =
==⨯,由于ρρ球液>,所以,小球沉底,故小球在水中静止时受到的浮力是:
3363F ρgV ρgV 110kg /m 10N /kg 10010m 1N -===⨯⨯⨯⨯=浮水排水,故C 错误;
D .由于是轻质薄塑料杯,其重力可以忽略不计,所以,小球没有放入水中时杯子对桌面的压力是:3
F G m g 30010kg 10N /kg 3N -===⨯⨯=水水,小球排开水的重力是:
G F 1N ==浮排,故小球放入水中时杯子对桌面的压力是:
F'G G G 3N 1.8N 1N 3.8N 水球排=+-=+-=,所以,杯子对桌面的压力的增加是:
F F'F 3.8N 3N 0.8N =-=-=,即D 正确; 综上所述,故选D 。
27.如图所示,将一长方体木块放入水平放置的圆柱形盛水容器中,静止时木块有1/4的体积露出水面,这时容器底部受到水的压强跟木块未放入水中时相比增大了150Pa ;若在木块上放一块铁块,使木块刚好全部压入水中,且木块没接触容器底部.以下说法正确的是
A .木块的密度为0.4g/cm 3
B .则铁块的重力与木块重力之比是1:4
C .则铁块的重力与木块重力之比是1:5
D .这时容器底部所受水的压强跟木块未放入水中时相比,增加了200Pa 【答案】D 【解析】 【详解】
设木块的体积为V ;木块重力为G 1,铁块的重力为G 2,水的密度为ρ. 由=浮水排F gV ρ得,当木块单独漂浮在水面上时, 此时木块受到的浮力:13=G =4
F g
V ρ浮木水 因为木块漂浮,木块受到的重力等于浮力,即3
gV=4
g
V ρρ木水,。