中考物理浮力类问题综合经典题及答案

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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”的几个实验情景实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N.若盐水的密度为1.2×103kg/m3,则下列结论正确的是( )

A.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N

B.物体A的密度为3.2×103kg/m3

C.实验丁中,容器底部受到的压力等于0.3N

D.实验乙中,物体A受到的拉力为10N

【答案】C

【解析】

【详解】

B.实验甲、丙中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N,

由F浮=G﹣F拉可得,F浮=ρ盐水g V排,物体A全部浸没,所以V排等于V物,则:

ρ盐水gV排=G﹣F拉,

V排=V物=GFg拉盐水 ,

将ρ盐水=1.2×103kg/m3、G=4N、F拉=2.8N代入上式可得:

V排=V物=1×10﹣4m3,

物体A的质量:

m=Gg=4N10N/kg=0.4kg,

物体A的密度

ρ=mV物=430.4kg110m=4×103kg/m3

故B错误;

D.物体A在水中受到的浮力:

F浮水=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N,

在乙中物体A受到的拉力:

F=G﹣F浮水=4N﹣1N=3N

故D错误; A.在实验丙中,弹簧测力计的示数:F丙拉=2.8N,在乙中物体A受到的拉力:F=3N,

弹簧测力计的示数比乙中小3N﹣2.8N=0.2N,故A错误;

C.由甲、丙中可知:

F浮盐水=G﹣F丙拉=4N﹣2.8N=1.2N,

根据实验丁中物体A对烧杯底部的压力等于支持力

F支=G﹣F浮﹣F丁拉=4N﹣1.2N﹣2.5N=0.3N,

容器底部也受到盐水对它的压力,故压力等于0.3N,故C正确。

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( )

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。

3.如图弹簧测力计下悬挂一物体,当物体三分之一的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为5N,当物体二分之一的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为 3N,现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时所受浮力和该物体的密度分别为(ρ 水=1×310kg/3m,g=10N/kg)( )

A.9N,0.75×103kg/m3 B.9N,0.8×103kg/m3 C.8N,0.75×103kg/m3 D.8N,0.8×103kg/m3

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

设物体的体积为V,当物体三分之一的体积浸入水中时,则有

FGF浮拉

15N3gVG水

当物体二分之一的体积浸入水中时,则有

FGF浮拉

13N2gVG水 ②

联立①②解得

12NgV水 ③

即物体浸没水中时,所受的浮力为

12NF浮

则物体的体积为

333312N12N1.210m1.010kgm10NkgVg水

将③代入①得 9NG

因物体浸没时所受的浮力大于物体的重力,故物体从弹簧测力计上取下放入水中,物体静止时,物体漂浮于水面。故物体所受的浮力等于重力,即

9NFG浮

物体的密度为

33339N0.7510kgm10Nkg1.210mmGVgV物

故选A。

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

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ABVV,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; D.由A知,小球在甲、乙中受到的浮力相同,则它们排开液体的重力相同,因为甲、乙两只杯子完全相同且为柱体,故液体对杯子压力的增加量相同,则放人小球前后,液体对烧杯底的压强增加量相等,故D正确。

故选D。

7.小雪和小雨姊妹两个随家长去饭店吃饭时,在水平桌面上有完全相同的甲、乙两个圆柱形玻璃杯,其家长根据小雪和小雨的个人爱好分别倒入质量相同的雪碧和桃汁(如图甲、乙),姊妹两个又将果盘内的两个小柑橘分别投入雪碧和桃汁中(假设两个柑橘完全相同),静止时如图丙、丁所示,小雪和小雨对此现象展开讨论得到如下结论,其中正确的是( )

①甲、乙两种情况时,甲玻璃杯底受到雪碧的压强大

②丙、丁两种情况时,丁玻璃杯中桃汁内的柑橘受到的浮力大

③丙、丁两种情况时,丁玻璃杯中桃汁对玻璃杯底的压强大

④丙、丁两种情况时,丙玻璃杯对桌面的压强大

A.只有②③正确 B.只有②④正确

C.只有①②正确 D.只有③④正确

【答案】A

【解析】

【详解】

①甲、乙两种情况时,雪碧和桃汁质量相同,则重力相同,对容器底部的压力相同,甲、乙两个圆柱形玻璃杯完全相同,则内底面积相同,由FpS可知甲玻璃杯底受到雪碧的压强等于乙玻璃杯底受到的桃汁的压强,①错误;②丙中柑橘沉底,浮力小于重力,丁中柑橘漂浮,浮力等于重力,两个柑橘完全相同,则重力相等,所以丙、丁两种情况时,丁玻璃杯中柑橘受到的浮力大,②正确;③丁玻璃杯中柑橘受到的浮力大,根据相互作用可知,柑橘对丁容器底部的压力大,雪碧和桃汁质量相同,则重力相同,对容器底部的压力相同,所以丙、丁两种情况时,丁玻璃杯底受到的压力大,根据FpS知,丁玻璃杯中桃汁对玻璃杯底的压强大,③正确;④容器对桌面的压力等于容器、容器内液体和柑橘的重力之和,两个柑橘完全相同,则重力相等,甲、乙两个圆柱形玻璃杯完全相同,则重力相同,雪碧和桃汁质量相同,则重力相同,所以丙、丁玻璃杯对桌面的压力相等,甲、乙两个圆柱形玻璃杯完全相同,则外底面积相同,根据FpS知,丙、丁两种情况时,丙、丁玻璃杯对桌面的压强相等,④错误;