中考物理浮力类问题-经典压轴题附详细答案
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4.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v1,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 (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F2.则( )
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:
因为烧杯在水平桌面上,所以烧杯对桌面的压力等于烧杯、水、小球的总重力,则容器甲对桌面的压力为
同理容器乙对桌面的压力为
放入B小球后,原ห้องสมุดไป่ตู้满杯水的重力等于排开水的重力和剩余在烧杯中水的重力,即
根据阿基米德原理,所以有 ,因为B小球沉在容器底,所以有
所以有
即
综上分析得, ,故B错误;
C.由图可知,A小球在甲杯中排开水的体积小于B小球在乙杯中排开水的体积,即 ,由 得, ,故C正确;
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
则人对绳子的拉力
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
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
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。
【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 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。
2.甲、乙两个完全相同的烧杯,装满放在水平桌面上。将体积相同的两个小球A、B分别放在甲、乙烧杯中,小球静止时如图所示,A、B两个小球的密度分别为 和 ,甲、乙两杯水对容器底的压强分别为 和 ,A、B两个小球受到的浮力分别是FA和FB,容器对桌面的压力分别为F1和F2,下列判断中正确的是( )
A. > B.F1>F2C.FA<FBD. >
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.读图可知A小球在甲杯中漂浮, ;B小球在乙杯中沉底,则 ,所以有 ,故A错误;
B.A小球受到的重力为
B小球受到的重力为
因为 ,所以
因为A漂浮在水面上,以及阿基米德原理,所以有
放入A小球后,原来满杯水的重力等于排开水的重力和剩余在烧杯中水的重力,即
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:
D.由图可知,甲乙两杯水面高度相等,根据 知,水对甲杯底的压强等于水对乙杯底的压强,故D错误。
故选C。
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。
故选C。
5.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()
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 可得,动滑轮重力
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
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
解得F拉物=60N;物体的重力为160N,根据公式可得
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。
6.如图所示,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。取两块质量相同的橡皮泥,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,橡皮泥静止后如图所示。以下判断正确的是( )
一、初中物理浮力类问题
1.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。
A.v1=1 m/sB.η1=62.5%。C.F2=525 ND.F浮=120 N
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.物体下降速度为
因为有4段绳子,所以工人放绳的速度为
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
放绳子的做的有用功
放绳子的做的总功
滑轮组的效率
故B不符合题意;
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:
因为烧杯在水平桌面上,所以烧杯对桌面的压力等于烧杯、水、小球的总重力,则容器甲对桌面的压力为
同理容器乙对桌面的压力为
放入B小球后,原ห้องสมุดไป่ตู้满杯水的重力等于排开水的重力和剩余在烧杯中水的重力,即
根据阿基米德原理,所以有 ,因为B小球沉在容器底,所以有
所以有
即
综上分析得, ,故B错误;
C.由图可知,A小球在甲杯中排开水的体积小于B小球在乙杯中排开水的体积,即 ,由 得, ,故C正确;
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
则人对绳子的拉力
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
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
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。
【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 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。
2.甲、乙两个完全相同的烧杯,装满放在水平桌面上。将体积相同的两个小球A、B分别放在甲、乙烧杯中,小球静止时如图所示,A、B两个小球的密度分别为 和 ,甲、乙两杯水对容器底的压强分别为 和 ,A、B两个小球受到的浮力分别是FA和FB,容器对桌面的压力分别为F1和F2,下列判断中正确的是( )
A. > B.F1>F2C.FA<FBD. >
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.读图可知A小球在甲杯中漂浮, ;B小球在乙杯中沉底,则 ,所以有 ,故A错误;
B.A小球受到的重力为
B小球受到的重力为
因为 ,所以
因为A漂浮在水面上,以及阿基米德原理,所以有
放入A小球后,原来满杯水的重力等于排开水的重力和剩余在烧杯中水的重力,即
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:
D.由图可知,甲乙两杯水面高度相等,根据 知,水对甲杯底的压强等于水对乙杯底的压强,故D错误。
故选C。
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。
故选C。
5.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()
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 可得,动滑轮重力
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
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
解得F拉物=60N;物体的重力为160N,根据公式可得
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。
6.如图所示,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。取两块质量相同的橡皮泥,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,橡皮泥静止后如图所示。以下判断正确的是( )
一、初中物理浮力类问题
1.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。
A.v1=1 m/sB.η1=62.5%。C.F2=525 ND.F浮=120 N
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.物体下降速度为
因为有4段绳子,所以工人放绳的速度为
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
放绳子的做的有用功
放绳子的做的总功
滑轮组的效率
故B不符合题意;