2020-2021备战中考物理浮力类问题综合题含答案解析
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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FgV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.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯,都装有一些水。将不同材料制成的、体积相同的两个空心球a、b,分别放人两个烧杯的水中,静止时,a球下沉到烧杯底部,b球漂浮在水面,且两个烧杯中的水面恰好相平,则下列说法错误的是( )
A.两个烧杯底部受到水的压力相等
B.甲烧杯对桌面的压力大于乙烧杯对桌面的压力
C.a球受到的浮力大于b球受到的浮力
D.a球材料的密度大于b球材料的密度
【答案】D
【解析】
【详解】
A.由于两杯水面相平,则水的高度相同,由pgh可知两杯水对地面压强相同,杯子底面积相同,则又由F=pS可知,水对杯底压力相等,故A正确,不符合题意;
B.a球在甲杯中沉底,所以
Ga>F浮a
根据阿基米德原理有F浮a=G排a,所以
Ga>G排a
即a受到的重力大于a排开水的重力;则甲烧杯对水平桌面的压力:
F甲=G杯+G水+Ga>G杯+G水+G排a﹣﹣﹣①
b球在乙杯中漂浮,所以
F浮b=Gb
根据阿基米德原理有F浮b=G排b,所以
Gb=G排b
即b受到的重力等于b排开水的重;则乙烧杯对水平桌面的压力:
bbFGGGGGG乙杯水杯水排﹣﹣﹣②
h相同,S相同,故两杯水和排开水的总体积相同,水和排开水的总重相同,即
abGGGG水排水排﹣﹣③
综合①②③式可得:F甲>F乙,即甲烧杯对桌面的压力大于乙烧杯对桌面的压力,故B正确,不符合题意;
C.a球下沉,b球漂浮,则可知a排开水的体积大于b,由FgV浮液排可知,a受到的浮力更大,故C正确,不符合题意;
D.a球下沉到烧杯底部,b球漂浮在水面,根据浮沉条件可知,a球的平均密度大于水的密度,b球的平均密度小于水的密度;但两球都是空心的,所以不能确定a球材料的密度一定大于b球材料的密度,故D错误,符合题意。
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.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FgV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.有一个实心物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为20N;当把物体14体积浸入水中时,测力计的示数为18N。把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时,物体受到的浮力是( )
A.2N
B.8N
C.18N
D.20N
【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查浮力的计算。
【详解】
由题意知,G物=20N,F示=18N。由称重法,可知当物体14体积浸入水中时,受到的浮力
F浮=G物-F示=20N-18N=2N
根据阿基米德原理F浮=ρgV排得,此时物体排开水的体积
43332=2101.010/10/FNVmgkgmNkg浮排
而14V物=V排,所以
V物=4V排=8×10-4m3
当物体浸没时,浮力
F浮1=ρgV排1=ρgV物=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3=8N
物体浸没时,浮力小于物体的重力,所以静止时,物体下沉到水底,那么浮力为8N,故B正确,ACD都不正确。
故选B。
6.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=gh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=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。
7.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。
8.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,水的密度用水表示。则下列结论不正确的是( )
A.物体A在水中的浮力为1FF B.物体A的体积为1FFg水
C.物体A的密度为1FFF水 D.盐水的密度为12FFFF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=FFF水浮 故A正确,不符合题意;
B.由浮力公式得
1A=FFFVVgg水浮排水水
故B正确,不符合题意;
C.由密度公式得
A11FmFgFFVFFg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
2FFgV盐水排
22211==FFFFFFFFgVFFgg盐水水排水
故D错误,符合题意。
故选D。
9.如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中上浮、下潜训练过程,下列对此潜艇分析正确的是( )
A.潜艇下潜过程中浮力不断减小
B.潜艇上浮未露出海面的过程中浮力不断增大
C.潜艇悬浮时所受浮力等于同体积的海水所受的重力
D.潜艇是靠改变自身所受的重力和浮力实现上浮和下潜的
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.潜艇下潜过程中,排开海水体积不变、海水密度不变,根据FgV浮液排可知浮力不变,故A错误;
B.潜艇上浮时,未露出海面的过程中,排开海水体积不变、海水密度不变,根据FgV浮液排可知浮力不变,故B错误;
C.潜艇悬浮时完全浸没,排开海水体积等于潜艇的体积,根据阿基米德原理可知,所受浮