培优浮力类问题辅导专题训练及答案
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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。 【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 。
2.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 .
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F gV ρ=浮液排可知,排开水的体积也会发生变化,故选B 。
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
【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;
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。
故选D。
5.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()
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;
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。 故选B 。
6.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;