2020-2021备战中考物理浮力类问题-经典压轴题附详细答案
- 格式：doc
- 大小：824.50 KB
- 文档页数：22
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．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。
6．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
