中考物理压轴题专题复习—浮力类问题的综合含详细答案
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一、初中物理浮力类问题
1.弹簧测力计下挂一长方体物体,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 变化关系的图像,则下列说法中正确的是
A .物体的体积是500cm 3
B .物体受到的最大浮力是5N
C .物体的密度是332.2510kg /m ⨯
D .物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
由乙图可知,物体重9N ,全部浸入水中时受到的浮力是9N-5N=4N ,刚刚浸没时上表面受到水的压力为0,所以下表面受到水的压力等于浮力4N ,则BD 错误; 物体浸没时
-4333
4==
==4101.010/10/F N
V V m g kg m N kg
ρ⨯⨯⨯浮物排液, 故A 错误; 物体的密度:
33-439= 2.2510/10/410m G N kg m V gV N kg m
ρ=
==⨯⨯⨯, 故C 正确。
故答案为C 。
2.如图弹簧测力计下悬挂一物体,当物体三分之一的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为5N ,当物体二分之一的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为 3N ,现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时所受浮力和该物体的密度分别为(ρ 水=1×310kg/3m ,g =10N/kg )( )
A .9N ,0.75×103kg/m 3
B .9N ,0.8×103kg/m 3
C .8N ,0.75×103kg/m 3
D .8N ,0.8×103kg/m 3 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
设物体的体积为V ,当物体三分之一的体积浸入水中时,则有
F G F '=-浮拉
即
15N 3
g V G ρ⨯=-水 ①
当物体二分之一的体积浸入水中时,则有
F G F '''=-浮拉
即
13N 2
g V G ρ⨯=-水 ②
联立①②解得
12N gV ρ=水 ③
即物体浸没水中时,所受的浮力为
12N F =浮
则物体的体积为
3333
12N 12N
1.210m 1.010kg m 10N kg
V g ρ-=
==⨯⨯⨯水 将③代入①得
9N G =
因物体浸没时所受的浮力大于物体的重力,故物体从弹簧测力计上取下放入水中,物体静止时,物体漂浮于水面。
故物体所受的浮力等于重力,即
9N F G '''==浮
物体的密度为
33339N 0.7510kg m 10N kg 1.210m
m G V gV ρ-=
===⨯⨯⨯物 故选A 。
3.在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计,现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图所示,当它们竖直静止在液体中时,液面高度相同。
以下相关判断不正确的是( )
A .两个简易密度计所受浮力F 甲等于F 乙
B .两杯液体的密度ρ甲大于ρ乙
C .两个烧杯底部所受液体的压强P 甲小于P 乙
D .取出密度计以后,两个烧杯对桌面的压力F 甲小于F 乙 【答案】B 【解析】 【详解】
A .由图可知,密度计在两液体中均处于漂浮状态,根据物体浮沉条件可知,F 浮=G 密,两个密度计完全相同,则重力相同,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等;即F 甲=F 乙,故A 正确,不符合题意;
B .由图知,甲中密度计排开液体的体积大于乙中排开液体的体积,根据F 浮=ρgV 排可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,即ρ甲<ρ乙,故B 错误,符合题意;
C .因ρ甲<ρ乙,液面高度相同,则根据p=ρgh 可知,两个烧杯底部所受液体的压强p 甲<p
乙
,故C 正确,不符合题意;
D .由图可知两液体液面相平,并且V 排甲>V 排乙,则液体的体积V 甲<V 乙,由于ρ甲<ρ乙,根据m=ρV 可知:m 甲<m 乙,所以G 甲<G 乙,又因为在水平面上压力等于重力,所以F 甲<F 乙,故D 正确,不符合题意。
故选B 。
4.将体积相同的A 、B 两个小球分别放入甲、乙两种液体中,静止时A 球漂浮,B 球沉底,若两球所受浮力的大小关系为A B F F >,则不能得到的结论是( )
A .
B ρρ<乙 B .A B ρρ>
C .ρρ甲乙>
D .A ρρ<甲
【答案】B 【解析】
根据物体的沉浮条件,由图甲知,A 球小漂浮在甲液体中,则
A ρρ<甲
故D 不符合题意,由乙图知,B 球在乙液体中沉底,则
B 乙ρρ>
故A 不符合题意;已知
A B F F >
即
甲乙A 排B 排gV gV ρρ>
已知
A B V V =
A 球漂浮,
B 球沉底,则
V V <A 排B 排
所以
ρρ甲乙>
故C 不符合题意;因
A ρρ<甲,
B 乙ρρ>
且
ρρ甲乙>
由上述关系不能得出
A B ρρ>
故B 符合题意。
故选B 。
5.甲、乙两种物质的质量和体积关系如图所示,分别用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a 和b ,放在足够多的水中静止后则( )
A .a 漂浮,a 受到的浮力大于b 受到的浮力
B .a 沉底,a 受到的浮力大于b 受到的浮力
C .b 漂浮,b 受到的浮力大于a 受到的浮力
D .b 沉底,b 受到的浮力大于a 受到的浮力
【解析】 【分析】 【详解】
AD .由图象可知,当m 甲=m 乙=4g 时,V 甲=2cm 3,V 乙=8cm 3,则甲、乙两种物质的密度分别为
3
3
4g =
==2g cm 2cm m V ρ甲甲甲 334g
=
==0.5g cm 8cm
m V ρ乙乙乙 用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a 和b ,放在水中静止后
ρρρ甲乙水>>
所以a 沉底,b 漂浮,故AD 不符合题意;
BC .设a 、b 物体的体积为V ,两物体所受浮力分别为
a F gV gV ρρ浮水排水==
b b b F G m g Vg ρ乙浮===
其中ρρ乙水>,所以
a b F F 浮浮>
故B 符合题意,C 不符合题意。
故选B 。
【点睛】
由图象读出任意一组质量和体积值,根据密度公式求出甲、乙的密度;分别用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a 和b ,放在水中静止后,比较物体密度与水的密度判断出两物体在水中的状态,物体沉底时排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理表示出受到的浮力,物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据重力公式和密度公式表示出受到的浮力,然后比较判断两物体受到浮力之间的关系。
6.用图中实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入溢水杯时,水会流入空桶中。
下列说法正确的是( )
A .实验前溢水杯未装满水,对实验结果没有影响
B .溢水杯装满水后进行实验,物块从接触液面至浸入水中任一位置,两侧弹簧测力计变化
C .物块浸入水中越深,左侧弹簧测力计的示数越大
D .通过计算可知实验所用物块的密度为1.5×103kg/m 3 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A .物体放入水中前,溢水杯应该是装满水的,否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积。
所以实验前溢水杯未装满水,对实验结果有影响,故A 错误;
B .根据称重法可知:左边的弹簧秤示数
F =
G −F 浮
则弹簧秤变化量
∆F =F 浮
右边的弹簧秤示数
F ′=
G 桶+G 排
则弹簧秤变化量
∆F ′=G 排
根据阿基米德原理可知
F 浮=
G 排
所以物块从接触液面至浸入水中任一位置,两侧弹簧秤变化量总相等,故B 正确; C .左侧实验中,在物块完全浸没水中前,随着物块浸入水中深度的增加,排开水的体积增大,溢出去的水增多,故弹簧测力计的示数变大;物块完全浸没水中,排开水的体积不变,弹簧测力计的示数不再变化,故C 错误; D .由测力计的示数可知,物体的重力
G =2N
物体的质量
2.00N 0.2kg 10N/kg
G m g =
== 物体浸没水中后的浮力
F 浮=
G −F =2N−1N=1N
由阿基米德原理=F gV ρ浮液排可得,物体的体积
4333
1N
=10m 110kg/m 10N/kg
F V V g ρ-===⨯⨯浮排水 物体的密度
33430.2kg
210kg/m 10m
m V ρ-=
==⨯ 故D 错误。
故选B 。
0.01m的长方体木块用细线栓在个空容器的底部,然后向容器中缓慢加7.将一底面积为2
水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,则下列说法不正确的是()
A.木块所受到的最大浮力为15N B.木块重力为9N
C.细线对木块的最大拉力为6N D.木块刚刚漂浮时其底部受到水的压强为1500Pa
【答案】D
【解析】
【详解】
A.根据图象可知,木块刚刚漂浮时,木块浸入水中的深度为L1=9cm;由于从9cm到
16cm,木块一直处于漂浮,浸入水中的深度不变;当水面的高度为16cm时细线刚好张紧,线的拉力为零;直到木块上表面与液面相平,此时水面的高度为22cm;
所以木块的高度:
L=9cm+(22cm-16cm)=15cm=0.15m;
则木块的体积:
V木=S木L=0.01m2×0.15m=1.5×10-3m3,
木块全部淹没时受到的浮力最大为:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1.5×10-3m3=15N,
故A正确,不符合题意;
BD.由图象可知,木块刚刚漂浮时木块底部受到水的压强为900Pa,此时木块的重力等于木块受到的浮力,也等于下表面受到水的压力,
G=F浮=F下表面=p下表面S=900Pa×0.01m2=9N,
故B正确,不符合题意,D错误,符合题意;
C.直到木块上表面与液面相平时,木块受到的浮力最大,由力的平衡条件可得,细线对木块的最大拉力为:
F拉=F浮-G=15N-9N=6N,
故C正确,不符合题意;
故选D。
8.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80cm 2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/cm 3,油的密度为0.8g/cm 3.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 =
-42
53.2N 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=80cm2×10cm=800cm3=8×10-4m3,
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.
9.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 。
10.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 。
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 .
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 。
12.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 。
13.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 。
14.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 。
15.两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
16.底面积为的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上. 现将体积为500cm 3
、重为3N 的木块A 轻放入容器内的水中,静止时如图甲所示. 若将一重为6N 的物体B 用细绳系于A 的下方,使A 恰好浸没在水中(水未溢出),如图乙所示,不计绳的重力及其体积. 则( )
A .物体
B 的密度为1.5×103kg/m 3 B .物体B 的体积为150cm 3
C .容器对桌面的压强增加800Pa
D .绳子受到的拉力为4N
【答案】A 【解析】 【分析】
本题综合考查压强,浮力综合应用能力,选取合适的研究对象分析受力,结合浮力、压强有关知识求解。
【详解】
AB .如图乙所示,A 恰好浸没在水中是,物体AB 悬浮,物体AB 所受浮力等于重力,即
A B F G G =+浮
ρ=+水排A B gV G G
排开水的总体积为
433A B 33
3N+6N
=910m 900cm 1.010kg m 10N kg
G G V g ρ-+=
=⨯=⨯⨯排水 又因为物体A 的体积为3500cm ,
所以物体B 的体积为
333B A 900cm 500cm 400cm V V V =-=-=排
物体B 的质量为
B B 6N
0.6kg=600g 10N kg
G m g =
== 物体B 的密度为
333
B B 3
B 600g =
1.5g 1.510kg m 400cm m V ρ===⨯ 故A 项符合题意,B 项不符合题;
C .放上B 物体后,桌面对容器的压力增大了
B =G =6N F ∆压
容器对桌面的压强增加
42
6N
=600Pa 10010m F p S -∆∆=
=⨯ 故C 项不符合题;
D .以B 物体为研究对象,B 物体受到向上的浮力和绳子对它的拉力作用,受到向下的重力作用,即
F F
G +=浮拉
又因为B 物体所受浮力为
3363B B 1.010kg m 10N kg 40010m =4N F gV ρ-==⨯⨯⨯⨯浮水
则绳子对B 物体的拉力为
64N=2N F G F N =-=-浮拉
绳子对B 物体的拉力与B 物体对绳子的拉力是一对相互作用力则 绳子受到的拉力为2N ,故D 选项不符合题意。
故选A 。
17.先把一个重为0.5N 的木块放人装有水的烧杯中,木块处于漂浮状态;再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒人浓盐水并观察现象。
本实验下列判断错误的是( ) A .在水中静止时,木块受到的浮力为0.5N B .加入盐水后,木块受到的浮力将变大 C .加入盐水后,木块排开盐水的体积将变小 D .加入盐水后,木块排开盐水的质量将不变 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A .静止时漂浮,浮力大小等于重力为0.5N ,故A 正确,A 不符合题意;
B .加入盐水后,木块仍然漂浮,所以浮力大小等于重力,保持不变,故B 错误,B 符合题意;
C .加入盐水后,浮力不变,根据公式=F V g
ρ浮
排液 可知,ρ液变大,所以排开盐水的体积变小,故C 正确,C 不符合题意;
D .加入盐水后,浮力不变,根据阿基米德原理,浮力大小等于排开液体的重力,所以排开盐水的重力不变,质量不变,故D 正确,D 不符合题意。
故选B 。
18.如图所示,弹簧测力计上端固定,将挂在弹簧测力计下端高为10cm 、横截面积为200cm 2的柱形物块缓慢放入底面积为400cm 2,质量为200g 且足够高的圆柱形容器内的水中。
当柱形物块直立静止时,物块浸入水中深度为4cm ,弹簧测力计的示数为16N , 已知弹簧测力计的称量范围为0~30N ,刻度盘上0~30N 刻度线之间的长度为30cm ,则下列说法中正确的是
A .柱形物块所受重力大小为16N
B .向容器中加水, 注入水的质量为7.2kg 时,物块刚浸没
C .物块刚浸没时,相对于如图状态,容器对桌面的压强的变化量为1200Pa
D .向容器中加水, 当注入水的质量为5kg 时弹簧测力计的示数为6N 【答案】D 【解析】 【分析】
本题考查浮力,压强等知识,综合性强,根据浮力压强公式求解。
需要注意的是注水时物体位置也会上升。
注入水的体积不等于排开水的体积。
【详解】
A .物块浸入水中深度为4cm ,排开水的体积
23200cm 4cm 800cm V S h ==⨯=浸排物
物块受到的浮力
63331.01g N 0kg 10N k 800108m m F gV ρ-==⨯⨯⨯=⨯浮水排
物块受到的重力
8N 16N 24N G F F =+=+=浮拉
故A 项错误;
B .物块刚浸没时排开水的体积
23200cm 10cm 2000cm V S h '==⨯=排
物物 物块受到的浮力
33631.010kg m 10N kg 200010m 20N F gV ρ-''==⨯⨯⨯⨯=浮
水排 物块受到的拉力
24204F G F N N N ''=-=-=浮拉
弹簧测力计拉力的变化量
16N 4N 12N F F F '∆=-=-=拉拉拉
弹簧测力计刻度盘上0∼30N 刻度线之间的长度为30cm ,弹簧测力计的受到的拉力和伸长量成正比,伸长1cm ,拉力增大1N ,所以弹簧缩短
121cm 12cm l ∆=⨯=
则物体在原来位置向上移动12cm ,所以注入水的的体积是弹簧缩短距离乘以容器的底面积与物体增加浸入深度乘以容器和物体的底面积的之差的和。
物块刚浸没时注入水的体积
()()2223+40012+4000066000V S l S S h cm cm cm cm cm cm =∆∆=⨯⨯-=-2注容容露物
注入水的质量
3363110kg/m 600010m 6kg m V ρ-==⨯⨯⨯=注注
故B 项错误;
C .物块刚浸没时,容器增加水的重力
6kg 10N/kg 60N G m g ==⨯=注增加
同时弹簧测力计拉力减小了12N ,则容器对桌面的压力的变化量。