2020-2021备战中考物理 浮力类问题 培优 易错 难题练习(含答案)含答案
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一、初中物理浮力类问题
1．如图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M的示意图，滑轮组固定在钢架上，滑轮组中的两个滑轮质量相等，绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N，连接圆柱体M与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N。圆柱体M高为3m，底面积为0.02m2，密度为34.510kg/m3。在绳端拉力F作用下，圆柱体M从其下表面距水面15m处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了3min，在这个过程中，拉力F的功率为160W，滑轮组的机械效率为，钢架对定滑轮的拉力为T。在圆柱体M被缓慢拉出水的过程中，圆柱体M的下表面受到水的压强为p。不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，g取10N/kg。下列选项中正确的是
A．压强p的最小值为15000Pa
B．拉力T的大小为2700N
C．拉力F的大小为640N
D．滑轮组的机械效率为90%
【答案】A
【解析】
【分析】
(1) 对动滑轮和物体做整体受力分析，对定滑轮做受力分析，根据=FgV浮液排，求得M所受的浮力，再根据重力和浮力之比可求得M的重力，从而可求得拉力F大小；
(2) 因M有三段绳子承担，根据平衡条件M3FFGG浮轮，可求得拉力T的大小；
(3) 根据MMMM()==+()WWGFhGFWWWGFGhGFG有有浮浮浮浮总有额动动可求得滑轮组的机械效率；
(4)由绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N和连接圆柱体M与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N，可知圆柱体M的下表面受到水的压力，再利用FpS可求得压强p的最小值。
【详解】
C．圆柱体M从其下表面距水面15m处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了3min，注意物体上升了12m，可计算重物上升的速度
12m1m/s360s15svt物
动滑轮一共绕了3段绳子，因此绳自由端移动速度为
1=3=3m/s0.2m/s15vv绳物
拉力F的功率为160W，根据PFv得出拉力
160W800N0.2m/sPFv
故C项错误。
B．已知圆柱体M高为h=3m，底面积S=0.02m2，则圆柱体M的体积V=0.06m3，则圆柱体M全部浸没时浮力
333=1.010kg/m10N/kg0.06m600NFgV浮液排
由于圆柱体M全部浸没，则V=V排，则
33M334.510kg/m600N1.010kg/mMGGgVFgV浮水排
解得M2700NG；
整个装置处于平衡状态，对滑轮和物体做整体受力分析，如图
可知M3FFGG浮轮，
600N3800N2700N300NG轮
对定滑轮做受力分析如图所示，
可知拉力T的大小 21600N300N1900NTFG轮
故B项错误。
D．不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，克服动滑轮重做功为额外功
MMMM100%100%+()=100%()=100%2700N600N100%2700N300N600N87.5%WWWWWGFhGFGhGFGFG有总有有额浮浮动浮浮动
故滑轮组的机械效率87.5%，故D项错误。
A．因为M3FFGG浮轮，物体M露出水面，浮力减小，拉力增大，每一段绳子的拉力最多增大到900N，以后绕在滑轮组上的绳子将拉断；
此时的浮力最小：
M3300N2700N3900N300NFGGF浮最小动
压强的最小值
412300N1.510Pa0.02mFpS
故A项正确。
故选A。
考点：浮力，滑轮组机械效率
2．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'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．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，'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pgh
可知，深度相同，p甲＞p乙，故C错误，D正确；
故选D。
3．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（ ）
A．4.0×103m B．6.0×10-3m C．1.0×10-2m D．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F浮以及绳子的拉力F拉，因为拉力方向为竖直向下，所以三者之间的关系为
FGF浮拉
带入数值得
F浮=5N+3N=8N
由F浮=液g排V，可以得出
-43N10N/0gmk1浮排33液810kg/m8FVg
当绳子断了之后，由于F浮>G，所以物体将上浮，部分露出水面之后F浮变小，直至F浮=G=5N时，漂浮在水面上，此时由F浮=液g排V，可以得出 ''33-435N10kg/m10N/g5mk10FVg浮排液
前后排水体积的减小量即为下降部分水的体积
V=排V-'V排=3×10-4m3
所以水面下降的高度
43342310m=6.010m50010mVHS
故选B。
4．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。
5．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A和B，甲、乙两杯水对容器底的压强分别为p甲和p乙，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．A>B B．F1>F2 C．FAp乙
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．读图可知A小球在甲杯中漂浮，A水； B小球在乙杯中沉底，则B水，所以有AB，故A错误；
B．A小球受到的重力为
AAAGmgVg
B小球受到的重力为
BBBGmgVg
因为ABρρ，所以ABGG
因为A漂浮在水面上，以及阿基米德原理，所以有
AAAFGG排
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
AAGGGGG总水排水水
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
1AFGGGGG容水容总水
同理容器乙对桌面的压力为
2BFGGG水容
放入B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
BGGG总水排水
根据阿基米德原理，所以有BBFG排，因为B小球沉在容器底，所以有
BBBGFG排 所以有
2BBFGGGGGG容水水排容
即
2FGG容总水
综上分析得，21FF，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ABVV，由FgV浮水排得，ABFF，故C正确；
D．由图可知，甲乙两杯水面高度相等，根据pgh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。
6．如图所示，甲、乙两只完全相同的杯子盛有密度和体积都不同的盐水，将两个完全相同的小球分别放入两杯中，当小球在盐水中静止时两杯中的液面相平，则（ ）
A．甲杯中小球受到盐水的浮力大于乙杯中小球受到的浮力
B．甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度
C．小球在盐水中时，盐水对甲杯底的压强小于盐水对乙杯底的压强
D．放人小球前后，液体对烧杯底的压强变化量相等
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，小球在甲杯中漂浮，在乙杯中悬浮，根据浮沉条可知，它们此时所受的浮力都等于自身的重力，即浮力相同，故A错误；
B．小球在甲杯中漂浮，则
ρ甲＞ρ球
在乙杯中悬浮，则
ρ乙=ρ球
所以
ρ甲＞ρ乙
故B错误；
C．两杯中液面相平，液体深度h相等，ρ甲＞ρ乙，由公式p=ρgh可知
p甲＞p乙
故C错误；
