2020-2021中考物理一模试题分类汇编——浮力类问题综合附详细答案

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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= = =80cm3
物体的质量
m= = =0.072kg=72g
物体的密度
ρ= = =0.9g/cm3=0.9×103kg/m3
故C不符合题意。
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。
前后排水体积的减小量即为下降部分水的体积
V= - =3×10-4m3
所以水面下降的高度
故选B。
3.某种材料制成的空心球漂浮在甲液体的液面上,但沉于乙液体中.利用这个信息可得( )
A.该材料的密度一定小于甲液体的密度
B.该材料的密度一定大于乙液体的密度
C.该材料的密度一定等于甲液体的密度
D.该材料的密度一定等于乙液体的密度
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
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
AD.由图象可知,当m甲=m乙=4g时,V甲=2cm3,V乙=8cm3,则甲、乙两种物质的密度分别为
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
所以a沉底,b漂浮,故AD不符合题意;
7.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
故选B。
6.如图所示,一薄壁圆柱形容器盛有水,用弹簧测力计竖直吊着重为10牛的实心物块A浸在水中,物块A处于静止状态,与物块A未浸入水中相比较,下列说法正确的是()
A.物块A受到的浮力等于10牛B.水对容器底部的压力增加量等于10牛
C.水对容器底部的压力保持不变D.容器对水平地面的压力增加量小于10牛
9.在水平桌面上,有甲、乙两个完全相同的烧杯,甲、乙两杯中盐水的密度分别为甲和乙。把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中漂浮在盐水表面,而在乙杯中却悬浮在盐水中,经测量放入鸡蛋后甲、乙两杯中液面高度相同,如图所示,鸡蛋在甲、乙两杯中所受盐水压力的合力分别为F甲和F乙,鸡蛋所受的浮力分别为 和 ,盐水对杯底的压强分别为p甲和p乙。则下列结论中正确的是( )
A.p1<p2
B.容器对甲的支持力N为2N
C.甲的密度为2.1×103kg/m3
D.F1与F2的差值为11N
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.甲和乙漂浮可知
将物块甲取下并沉入水中静止时,木块乙仍漂浮,可知
此时乙所受浮力
此时甲所受浮力
甲放在实心木块乙上是排开液体的体积
甲取下并浸没水中,静止时排开液体的体积
根据阿基米德原理 可知,排开水的体积为
若将金属块全部浸入水中,那么它排开水的体积为 ,此时它受到水的浮力为
测力计的示数为
故选A.
8.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
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
设该材料的密度为ρ,若ρ<ρ甲,空心球会漂浮在甲液体的液面上;若ρ>ρ甲,若球是实心的,球会下沉;若球是空心的,当球的整体密度小于甲液体的密度时,球会漂浮在甲液体的液面上;故A、C都错,∵空心球沉于乙液体中,∴ρ>ρ球>ρ乙,故B正确,D错。
故选B。
4.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/m3,煤油密度为0.8×103kg/m3),则以下选项不可能的是( )
A.F甲<F乙B. >
C.甲<乙D.p甲>p乙
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AB.由浮力产生的原因可知鸡蛋在甲、乙两杯中所受盐水压力的合力即为浮力,甲中鸡蛋漂浮,浮力等于重力,乙中鸡蛋悬浮浮力等于重力,因此F甲=F乙, = ,故AB错误;
CD.甲中鸡蛋漂浮,因此甲>蛋,乙中鸡蛋悬浮,因此乙=蛋,因此甲>乙,由 可知,深度相同,p甲>p乙,故C错误,D正确;
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
A.木块所受到的最大浮力为15NB.木块重力为9N
C.细线对木块的最大拉力为6ND.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;
又根据压强与浮力关系,可知


故 ;因为甲烧杯中的物体浸入液体的体积小于乙烧杯中的物体浸入液体的体积,根据公式
可知甲液体的密度大于乙液体的密度;两烧杯对水平桌面的压力分别为
由于

因为 ,则
故选C。
2.如图所示,柱形容器的底面积为500cm2,重为5N的木块A在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3N。若绳子突然断了,待木块再次静止时,容器中水面将下降的高度是( )
比较两个式子可得
故水面下降,根据p=ρgh可知,水对容器底部的压强
故A选项错误;
B.排开液体体积的变化量

因此
甲静止容器底时容器对甲的支持力为
故B选项错误;
C.甲的密度为
故C选项错误;
D.F1与F2的差值
故D选项正确。
故选D。
12.将一底面积为 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.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
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.物块未放入水中时,容器底受到的水的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa
一、初中物理浮力类问题
1.甲、乙两完全相同的烧杯中装有不同液体,放入两个完全相同的物体,当物体静止后两烧杯中液面恰好相平,如图所示。液体对两个物体下底面的压强分别是 、 ,Leabharlann Baidu器对水平桌面的压力分别是 、 。下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知,甲烧杯中的物体漂浮在液体中,乙烧杯中的物体悬浮在液体中,所以甲烧杯中的物体和乙烧杯中的物体所受的浮力都等于物体的重力,即
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
: = : =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= = =6×10−5m3
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。
11.如图所示,在盛有水的圆柱形容器内,体积为100cm3实心物块甲放在实心木块乙上,木块乙漂浮在水面上,木块受的浮力为F1,水对容器底部的压强为p1;现将甲取下并浸没水中,静止时,容器对甲的支持力为N,木块静止时受的浮力为F2,水对容器底部的压强为p2,水面深度变化5cm。已知木块乙的质量为400g,圆柱形容器的底面积为200cm2(g取10N/kg),则下列说法中正确的是( )
假设物体在盐水中悬浮或下沉,则物体的体积
V=V排水=6×10−5m3
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=6×10−5m3
排开煤油的质量应该为
m排煤油=ρ煤油V排煤油=0.8×103kg/m3×6×10−5m3=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
BC.设a、b物体的体积为V,两物体所受浮力分别为
其中 ,所以
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。
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/m3
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
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,
故选D。
10.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( )
故选D。
5.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;
A.4.0×103mB.6.0×10-3mC.1.0×10-2mD.1.6×10-2m
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
木块A静止时,受到重力G,浮力 以及绳子的拉力 ,因为拉力方向为竖直向下,所以三者之间的关系为
带入数值得
=5N+3N=8N
由 = g ,可以得出
当绳子断了之后,由于 >G,所以物体将上浮,部分露出水面之后 变小,直至 =G=5N时,漂浮在水面上,此时由 = g ,可以得出
【答案】D
【解析】
【详解】
A.由图示可知,测力计的示数不为零,根据F浮=F1-F2,所以可知物块所受的浮力应小于物块的重力10N,故A错误;
B.水对容器底部压力的增加量等于浮力的大小,也小于10N,故B错误;
C.水对容器底部的压力变大(等于浮力),故C错误;
D.容器对水平地面的压力增加量等于10N减去浮力,小于10N,故D正确。
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