中考物理综合题专题复习【浮力类问题】专题解析含答案解析
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一、初中物理浮力类问题
1.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图(甲);图(乙)是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像,则下列说法中正确的是
A.物体的体积是500cm3
B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是332.2510kg/m
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由乙图可知,物体重9N,全部浸入水中时受到的浮力是9N-5N=4N,刚刚浸没时上表面受到水的压力为0,所以下表面受到水的压力等于浮力4N,则BD错误;
物体浸没时
-43334====4101.010/10/FNVVmgkgmNkg浮物排液,
故A错误;
物体的密度:
33-439=2.2510/10/410mGNkgmVgVNkgm,
故C正确。
故答案为C。
2.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。
3.在水平桌面上有甲乙两个完全相同的烧杯,两个烧杯内分别盛满密度为甲和乙的两种液体,把两个完全相同的小球轻轻地放入甲、乙烧杯内,静止时如图所示,烧杯对桌面的压强分别为p甲和p乙,小球所受浮力分别为F甲和F乙,下列判断正确的是( )
A.FF甲乙 B.甲乙> C.pp甲乙 D.FF甲乙
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
AD.由图可知,小球在甲中漂浮,则F甲=G,在乙中下沉,则F乙<G,又因为两球完全相同,所以F甲>F乙,故AD错误;
B.由图可知,小球在甲中漂浮,则ρ球<ρ甲,在乙中下沉,则ρ球>ρ乙,所以ρ甲>ρ乙,故B正确;
C.烧杯对桌面的压力等于烧杯、烧杯内液体和小球的总重力,由图知,甲、乙液体体积开始时相同,放入小球后甲中漂浮、乙中下沉,乙中溢出的液体多,故甲烧杯内剩余液体的体积大于乙烧杯内液体的体积,又知ρ甲>ρ乙,根据m=ρV和G=mg可知甲烧杯内液体的重力大于乙烧杯内的重力,又因为两烧杯、两小球的重力均相等,故甲杯对水平桌面的压力大于乙杯对水平桌面的压力;又因为烧杯的底面积相等,根据FpS可知,甲杯对水平桌面的压强大于乙杯对水平桌面的压强,即p甲>p乙,故C错误。
故选B。
4.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v1, 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1243∶∶(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F2.则( )
A.v1=1 m/s B.η1=62.5%。 C.F2 =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/s3shvt
因为有4段绳子,所以工人放绳的速度为
441m/s4m/svv1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
443m12msh
放绳子的做的有用功
160N3m480JWGh有用
放绳子的做的总功
50N12m600JWFs总
滑轮组的效率
1480J100%100%80%600JWW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)FGGn动可得,动滑轮重力
4450N160N40NGFG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
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%40NWFhFWFhGhF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=100NFGF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
4FFG绳拉物动
则人对绳子的拉力
1160N40N)25N44()(FFG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
50kg10N/kg500NGmg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=525NFGF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。
5.将体积相同的A、B两个小球分别放入甲、乙两种液体中,静止时A球漂浮,B球沉底,若两球所受浮力的大小关系为ABFF,则不能得到的结论是( )
A.B乙 B.AB C.甲乙> D.A甲
【答案】B
【解析】
【详解】
根据物体的沉浮条件,由图甲知,A球小漂浮在甲液体中,则
A甲
故D不符合题意,由乙图知,B球在乙液体中沉底,则 B乙
故A不符合题意;已知
ABFF
即
甲乙A排B排gVgV
已知
ABVV
A球漂浮,B球沉底,则
VVA排B排
所以
甲乙>
故C不符合题意;因
A甲,B乙
且
甲乙>
由上述关系不能得出
AB
故B符合题意。
故选B。
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
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。
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