中考物理浮力类问题(大题培优)及答案
更新时间:2023-04-05 08:49:01 阅读量: 实用文档 文档下载
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一、初中物理浮力类问题
1.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。弹簧测力计的示数如图所示,水的密度用ρ水表示。则下列结论不正确的是( )
A .物体A 在水中的浮力为1F F -
B .物体A 的体积为1F F g
ρ-水 C .物体A 的密度为1
F F F ρ-水 D .盐水的密度为12F F F F ρ--水 【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A .由前两个图可知物体A 在水中的浮力
1=F F F -水浮
故A 正确,不符合题意;
B .由浮力公式得
1A =
F F F V V g g
ρρ-==水浮排水水 故B 正确,不符合题意;
C .由密度公式得 A 11F
m F g F F V F F g
ρρρ===--水水 故C 正确,不符合题意;
D .物体A 在盐水中受到的浮力为
2F F gV ρ-=盐水排
22211==F F F F F F F F gV F F g g
ρρρ---=--盐水水排水 故D 错误,符合题意。
故选D。
2.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
【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。
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.如图,小鱼口中吐出的气泡在升至水面的过程中,体积会逐渐变大,则气泡受到的浮力和气泡内气体压强的变化情况是( )
A .浮力不变,压强不变
B .浮力变小,压强变小
C .浮力变大,压强变大
D .浮力变大,压强变小 【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
根据浮排F gV ρ=
可知,气泡的体积在变大,那么气泡受到的浮力也在变大;气泡的体积变大,气体质量不变,那么气泡里面气体的压强在变小。
故选D 。
5.如图所示,两个相同的盛满水的甲乙容器放在水平地面上,甲容器中漂浮一物块,物块密度ρ 物=0.6ρ水。下列说法正确的是( )
A .水对甲容器的压强大于水对乙容器的压强
B .甲容器对水平地面的压力大于乙容器对水平地面的压力
C .漂浮的物块,受的重力与浮力平衡,且露出水面体积为物体总体积的0.4倍
D .用手将物块缓慢下压至浸没,物块这时受到手的压力和水对物块压力还有浮力和重力
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A .两容器中都是水,且水的深度相同,根据液体压强公式p =ρgh 可知,水对甲容器的压强等于水对乙容器的压强,故A 错误;
B .因为甲容器中物体漂浮,所以浮力与重力相等,则物体的重力等于排开水的重力,因此
两容器对水平地面的压力相等,故B 错误;
C .物体漂浮,所以F 浮=G ,则
ρ水gV 排=ρ物gV
V 排=ρρ物水
V =0.6V 则露出水面的体积为0.4V ,即露出水面体积为物体总体积的0.4倍,故C 正确; D .将物块缓慢下压至浸没的过程中,物块这时受到重力、手的压力和水对物块的浮力,故D 错误。
故选C 。
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;
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
443m 12m s h ==?=
放绳子的做的有用功
160N 3m 480J W Gh ==?=有用
放绳子的做的总功
50N 12m 600J W Fs ==?=总
滑轮组的效率
1480J 100%100%80%600J
W W η=
?=?=有用总 故B 不符合题意; 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(1)F G G n
=+动可得,动滑轮重力 4450N 160N 40N G F G =-=?-=动
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
213380%60%44
ηη==?=
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 260%40N
W F h F W F h G h F η'===='++有用拉物拉物总拉物动拉物 解得F 拉物=60N ;物体的重力为160N ,根据公式可得
==160N-60N=100N F G F -浮拉物 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
4F F G =+绳拉物动
则人对绳子的拉力
1160N 40N)25N 44
()(F F G =+=+=绳拉物动 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
50kg 10N/kg 500N G m g ==?=人人
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
500N+25N=525N F G F =+=人绳支
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。 故选C 。
7.某检验人员在盛放密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙的硫酸铜溶液试管中,分别滴入一滴体积相同的同一感染者的血液,一段时间后出现了如图所示的情形。则下列分析正确的是( )
A.血液滴在甲试管中受到的浮力最小
B.硫酸铜溶液中ρ甲密度最大
C.血液滴在丙试管中受到的重力等于排开硫酸铜溶液的重力
D.三个试管底部受到硫酸铜溶液的压强相等
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.同一感染者体积相同的一滴血液的重力相同,甲中血液漂浮,浮力等于重力;乙中血液悬浮,浮力等于重力;丙中血液沉底,浮力小于重力,所以
F甲=F乙>F丙
故A错误;
B.当物体密度小于液体密度时,物体漂浮,故感染者血液的密度小于ρ甲;当物体密度与液体密度相同时,物体将悬浮在液体中,血液滴在乙中悬浮,故感染者血液的密度与ρ乙相同;当物体密度大于液体密度时,物体下沉,故感染者血液的密度大于ρ丙;故硫酸铜溶液中ρ甲密度最大,故B正确;
C.血液滴在丙试管中下沉,故受到的重力大于排开硫酸铜溶液的重力,故C错误;D.当物体密度与液体密度相同时,物体将悬浮在液体中,血液滴在乙中悬浮,故感染者血液的密度与ρ乙相同,当血液滴漂浮时,硫酸铜溶液的密度大于血液的密度,当血液滴下沉时,硫酸铜溶液的密度小于于血液的密度,可知
ρ甲>ρ乙>ρ丙
由图知液面相平,由公式p=ρgh可得
p甲>p乙>p丙
故D错误。
故选B。
8.小红将一块橡皮泥做成船的形状,放在盛有水的烧杯中,发现它漂浮在水面上,然后她再将橡皮泥捏成团放入水中,橡皮泥沉入水底。比较前后两种情况,下列说法正确的是()
A.橡皮泥漂浮时受到的重力比它沉底时受到的重力小
B.橡皮泥漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大
C.橡皮泥沉底时受到的浮力等于它的重力
D.橡皮泥沉底时排开水的体积与它漂浮时排开水的体积相等
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.物体的重力在水中漂浮和沉底时都不会改变,所以A错误;
BC.漂浮时浮力等于橡皮泥的重力,沉底时浮力小于橡皮泥的重力,所以漂浮时的浮力大于沉底时的浮力,故B正确,C错误;
D.沉底时和漂浮时受到的浮力不等,所以排开水的体积也不等,故D错误。
故选B。
9.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量总相等
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/m3
【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
43331N =
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 。
10.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ρ甲和ρ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'F 甲 和'
F 乙 ,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 .F 甲<F 乙
B .'F 甲>'
F 乙 C .ρ甲<ρ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,'F 甲='
F 乙,故AB 错误; CD .甲中鸡蛋漂浮,因此ρ甲>ρ蛋,乙中鸡蛋悬浮,因此ρ乙=ρ蛋,因此ρ甲>ρ乙,由p gh ρ= 可知,深度相同,p 甲>p 乙,故C 错误,D 正确;
故选D 。
11.如图所示,两个相同的圆柱形容器被分别盛有甲、乙两种不同液体,液体对容器底部的压强分别为 p 甲、p 乙,现将两个体积相同的同样材质小球分别浸入这两种液体中,小球在图示位置静止,此时两液面刚好齐平,液体对容器底部压力的变化量分别为ΔF 甲、ΔF 乙,下列关系式正确的是( )
A .p 甲>p 乙,ΔF 甲>ΔF 乙
B .p 甲>p 乙,ΔF 甲=ΔF 乙
C .p 甲<p 乙,ΔF 甲<ΔF 乙
D .p 甲<p 乙,ΔF 甲=ΔF 乙
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】 将两个体积相同的材质相同的小球分别浸入这两种液体中,由图可知,甲中小球漂浮,则
ρ甲>ρ球
乙中小球悬浮,则
ρ乙=ρ球
故
ρ甲>ρ乙
由图可知
V 排甲<V 排乙
因为放入小球后液面相平,同时可知放入小球前液体的深度
h 甲>h 乙
所以,根据p =ρgh 可知
p 甲>p 乙
两个体积相同的同样材质的小球,由m =ρV 可知小球的质量相等,由G =mg 可知小球重力相等,根据漂浮和悬浮可知,浮力都等于球的重力,则将球放入后,容器底部增加的压力都等于球的重力,故增加的压力相等,即
ΔF 甲=ΔF 乙
故选B 。
12.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 .43ρ水 B .54ρ水 C .32ρ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 。
13.如图所示,台秤的托盘上放一个装有水的平底烧杯,一个不吸水的木块用细线系在烧杯底浸没在水中,剪掉木块以后,木块上浮至静止,下列说法正确的是( )
A .剪断细线前,木块所受的浮力等于木块的重力
B .剪断细线前,托盘受到的压力等于烧杯与水的重力之和
C .整个过程,水对杯底的压力变化量等于木块浮力的变化量
D.整个过程,托盘受到压力的变化量等于木块浮力的变化量
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.木块被用细线吊着浸没在水中,木块受到竖直向下的重力和拉力,以及竖直向上的浮力,浮力等于木块的重力加上绳子对它的拉力,故A错误;
B.根据力的平衡的条件可知,托盘受到的压力等于水杯的重力+水的重力+木块的重力,故B错误;
C.木块浸入水中,此时木块受到的浮力是大于重力的,当绳子剪断后,木块上浮,最终漂浮在水面上,此时浮力等于重力,同时烧杯内水位会下降,下降的这部分水的重力等于木块漂浮在水面上时减少的排开水的重力,即减小的浮力,因为力的作用是相互的,所以水对杯底的压力变化量等于木块浮力的变化量,故C正确;
D.把烧杯、水和木块作为一个整体,整个过程中托盘受到的压力始终等于烧杯、水和木块的重力之和,托盘受到压力的不变;而木块剪断细线之后,排开水的体积变小,浮力变小,所以浮力变小,因此整个过程,托盘受到压力的变化量不等于木块浮力的变化量,故D错误。
故选C。
14.如图甲,圆柱形薄壁玻璃杯A、实心物体B在柱形容器的水中处于静止状态,此时细线拉直(细线不可伸长且质量体积忽路不计),已知A的底面积为50cm2,重力为3N,物体B的体积为50cm3,柱形容器的底面积为100cm2;在打开容器底部水龙头放水的过程中,细线所受拉力大小随时间变化图象如图乙;t1时刻,物体B刚好接触容器底且与容器底无挤压,则下列说法错误的是()
A.未放水前,A物体所受的浮力为4N
B.物体的密度为3×103kg/m3
C.从t1时刻到t2时刻容器对桌面的压强变化了50Pa
D.若t1时刻停止放水,将物体A竖直向上提1cm,那么容器对桌面的压强减少50Pa
【答案】C
【解析】
【分析】
(1)根据浮力等于物体重力与绳的拉力之和可求出玻璃杯A 所受浮力;
(2)由图乙可知当物体B 被提起时绳子的拉力,根据物体B 受力平衡求出金属块B 的重力,根据G mg gV ρ==即可求出物体B 的密度;
(3)由图乙可知浮力的变化,根据阿基米德原理即可求出玻璃杯A 排开水减少的体积,然后根据玻璃杯A 的底面积求出水降低的高度,利用p gh ρ=即可求出减小的压强;
(4)将物体A 竖直向上提升后根据玻璃杯A 的底面积求出水面下降高度,利用p gh ρ=即可求出减少的压强.
【详解】
A .对玻璃杯A 进行受力分析,则有
A A 3N 1N 4N F G F =+=+=浮拉,
故A 正确,不符合题意;
B .对物体B 进行受力分析,则有
33-63B B B 1.010kg/m 10N/kg 5010m 1N 1.5N G F F gV F ρ=+=+=????+=浮拉水拉, 根据G mg gV ρ==可知,物体B 的密度:
33B B -63
B 1.5N 310kg/m 10N/kg 5010m G gV ρ===???, 故B 正确,不符合题意;
C .由图乙可知t 1时刻到t 2时刻浮力的变化:
1N 0.5N 0.5N F ?=-=浮,
由F gV ρ=浮液排得玻璃杯A 减少的浸没水中体积:
-533330.5N 510kg/m 50cm 1.010kg/m 10N/kg
F V V g ρ??=?=
==?=??浮排水, 水面降低的高度: 3
2A 50cm 1cm 0.01m 50cm
V h S ??====, 则减少的压强:
331.010kg/m 10N/kg 0.01m 100Pa p g h ρ?=?=???=水,
故C 错误,符合题意;
D .若t 1时刻停止放水,将物体A 竖直向上提1cm ,则其减少的浸没水中体积:
23A 50cm 1cm 50cm V S h '?=?=?=,
水面降低的高度:
3
250cm 0.5cm 0.005m 100cm
V h S '?'?====容器, 则减少的压强:
331.010kg/m 10N/kg 0.005m 50Pa p g h ρ''?=?=???=水,
故D 正确,不符合题意.
【点睛】
本题综合考查密度的计算、液体压强和阿基米德原理的应用,同时还涉及到图像信息的提取能力,综合难度较大.
15.底面积相同的甲、 乙、丙三个容器内装有质量相等的三种液体,放入三个完全相同的正方体A 、B 、C 后静止如图所示。则( )
A .三个正方体受到的浮力A
B
C F F F >>浮浮浮
B .三个正方体底部受到的压强A B
C P P P >=
C .三个容器底部受到的压力F F F >>甲乙丙
D .桌面受到的压力关系为F F F '''>>甲乙丙
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A .图甲中正方体为悬浮,浮力等于重力,图乙图丙中正方体为漂浮,浮力也与重力相等,又因为三个正方体完全相同,所以三个正方体所受的浮力相同,故A 错误;
B .因为正方体下表面受到的压力为浮力与上表面的压力之和,因为物块A 上表面的压力最大,物块B 与物块
C 上表面压力均为零,所以物块A B C F F F >=,又因为三个正方体下表面面积相同,所以三个正方体底部受到的压强为A B C P P P >=,故B 正确; C .因为三个容器中所呈的液体质量相同,所以对容器的压力相同,又因为甲容器器壁会承受一部分压力,乙容器会向底部呈加更多的压力,所以三个容器底部受到的压力为F F F >>乙甲丙,故C 错误;
D .因为三个容器的质量未知,所以对桌面的压力无法比较,故D 错误。
故选B 。
16.如图所示,水平桌面上有两个完全相同的溢水杯,杯中装满不同的液体,将两个完全相同的小球分别放入溢水杯中,甲杯溢出0.9N 的液体,乙杯溢出0.8N 的液体。则( )
A .小球在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力
B .小球重0.9N ,在乙杯中受到的浮力小于0.8N
C .液体对甲杯底的压强小于液体对乙杯底的压强
D .甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A .小球在甲杯中处于漂浮状态,则可知G F =浮甲,而小球在乙杯中沉底,可知G F >浮乙,可得到F F >浮甲浮乙,即小球在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力,A 项不合题意;
B .由于甲杯溢出0.9N 的液体,根据阿基米德原理可知,小球在甲杯中受到的浮力大小等于它排开的液体所受的重力,即0.9N F =浮甲,而由上述可知
0.9N G F ==浮甲
小球重0.9N ;而在乙杯中受到的浮力是0.8N ;B 项不合题意;
C .根据物体的浮沉条件可知,小球在甲杯中漂浮,那么ρρ<球甲液,小球在乙杯中沉底,那么ρρ>球乙液,可知ρρ>甲液乙液,根据p gh ρ=可知,两个溢水杯完全相同,则高度h 也相同,可知p p >甲液乙液,即液体对甲杯底的压强大于液体对乙杯底的压强;C 项不合题意;
D .由上述可知ρρ>甲液乙液,而从图中可知,甲剩余液体的体积大于乙剩余液体的体积,所以甲剩余液体重力大于乙剩余液体重力,而容器的重力相同,球的重力也相同,那么对桌面的压力甲大于乙,对桌面的压强甲大于乙;选项D 符合题意。
故选D 。
17.桌面上容器内盛有水,在一试管里面放一小球后,浮在水面上。如图所示,现将小球取出,放入水中,下沉容器底部,试管仍浮在水面上,则( )
A .液面下降
B .液面上升
C .容器底受到水的压强不变
D .桌面受到的压强变小 【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
AB .当小球在试管中时,试管处于漂浮状态,浮力等于试管和小球的总重力;当将小球取出并放入杯内水中时,小球下沉,试管仍竖直漂浮在水面上,小球受到的浮力小于重力,试管受到的浮力等于其重力,即总浮力减小;由F gV ρ=浮水排可知,排开水的体积减小,即大烧杯中的水面降低,故A 符合题意,B 不符合题意;
C .烧杯中的水面降低,由p gh ρ=可知,大烧杯底部受到的液体的压强变小,故C 不符合题意;
D .将小球取出,放入水中,烧杯、水、试管、小球的总重力不变,对桌面的压力不变,根据F p S
=知桌面受到的压强不变,故D 不符合题意。 故选A 。
18.如图(1)所示,边长为10cm 的立方体木块A 通过细线与圆柱形容器底部相连,容器中液面与A 上表面齐平。从打开容器底部的抽液机匀速向外排液开始计时,细线中拉力F 随时间t 的变化图像如图(2)所示。木块密度ρ = 0.5×103kg/m 3,容器底部面积为200 cm 2,g = 10N/kg 。下列说法中正确的是( )
A .随着液体的排出,木块受到的浮力不断减小
B .容器中的液体是酒精
C .抽液机每秒钟排出液体的质量是10g
D .第 30s 时,木块露出液面的高度是 2cm
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A .随着液体的排出,液面下降,浮力减小,绳子的拉力减小,但减小到0以后,再随着液体的排出,木块所受到的浮力就不变了,故A 错误;
B .当t =0时,A 与液面的上表面相平,此时A 受到重力、绳子的拉力及液体对它的浮力的作用,故存在平衡关系
因为木块的重力
故木块受到的浮力
由得液体的密度
这种液体是水,故B错误;
C.当绳子的拉力为0时,木块漂浮
由求出此时排开液体的体积
木块浸入液体中的深度为
故排出液体的质量
排出液体的时间为50s,故每秒钟排出液体的质量10g,故C正确;
D.第30s时,抽出水的质量为
故露出液面的高度为
故D错误。
故选C。
【点睛】
二力平衡、浮力及阿基米德原理的综合计算。
19.相同的柱形容器内分别盛有不同液体。将两个完全相同的物体浸入液体中,当物体静止后两液面刚好相平,如图所示,则下列判断中正确的是
A.容器对地面的压力F甲>F乙B.液体密度ρ甲<ρ乙
C.液体对容器底部的压强p甲=p乙D.物体排开液体的质量m甲 【答案】A 【解析】 【详解】 AB .因为物体在甲液体中漂浮,所以 ρ甲>ρ物, 物体在乙液体中悬浮,所以 ρ乙=ρ物, 所以 ρ甲>ρ乙, 由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积,且甲液体的密度大于乙液体的密度,根据m =ρV 可知甲液体的质量大于乙液体的质量,根据G =mg 可知,甲液体的重力大于乙液体的重力,又因为容器的重力相等、物体重力相等,且在水平面上压力大小等于重力大小,所以 F 甲>F 乙, 故A 正确,B 错误; C .因为p =ρgh ,h 相同,ρ甲>ρ乙,所以对容器底部的压强p 甲>p 乙,故C 错误; D .物体在甲液体中漂浮,物体受到的浮力等于物体重力;在乙液体中悬浮,物体受到的浮力等于物体重力,所以物体受到的浮力相等,即 F 甲=F 乙; 根据阿基米德原理可知, G 甲排=G 乙排, 根据G =mg 可知物体排开液体的质量 m 甲=m 乙, 故D 错误。 20.如图所示,在两个完全相同的容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的实心小球1、2、3 分别放入两个容器中,放入小球后两个容器中的液面高度相同,且 1、3 两球排开液体体积相同,2 球在甲液体中悬浮,在乙液体中下沉。则下列选项正确的是( ) A .1、3 两球所受的浮力相等 B .甲液体比乙液体对容器底的压强大 C .三个小球中密度最小的是 2 球 D .把 1、3 两球对调,1 球在乙液体中不会下沉 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A .由图可知,2 球在甲液体中悬浮,在乙液体中下沉,则 2ρρ甲=,>ρρ甲乙 1、3 两球排开液体体积相同,由 F gV ρ=浮液排 可知1球在甲液体中所受浮力大于3球在乙液体中所受的浮力,故A 项错误; B .两容器中的液体深度相同,又因为 >ρρ甲乙 所以对容器底部的压强关系 p p 甲乙> 故B 项正确; C .1球在甲液体中漂浮,2球在甲液体中悬浮,所以有 1=ρρρ>甲2 3球在乙液体中漂浮,2球在乙液体中沉底所以有 2ρρρ>>乙3 所以三个小球中密度最大的是2球,故C 项错误; D .因为21ρρ>,2ρρ>乙,而1ρ与ρ乙的关系不能确定,把 1、3 两球对调,1 球在乙液体的沉浮情况不能确定,故D 项错误。 故选B 。 21.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 。 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22.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。
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