2020-2021中考物理 浮力类问题 培优练习(含答案)含答案

一、初中物理浮力类问题

1．如图甲所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A，容器中水的深度为40cm时，物块A刚好完全浸没在水中，容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口，打开阀门B，使水缓缓流出，当物块A有2/5的体积露出水面时，弹簧恰好处于自然伸长状态(即恢复原长没有发生形变)，此时关闭阀门B弹簧受到的拉力F跟弹簧的伸长量ΔL关系如图所示(不计弹簧所受的浮力，物块A不吸水)则下列分析不正确的是（ ）

A．打开阀门前物块A受到的浮力10N

B．物块A的密度0.6×10kg/m3

C．物块A刚好完全浸没在水中时，弹簧伸长了2cm

D．弹簧恰好处于自然伸长状态时水对容器底部的压强3.6×103Pa

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A．打开阀门前，物块A刚好完全浸没在水中，则

V排＝VA＝(0.1 m)3＝1×10−3m3

所以

F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10−3m3＝10N

故A正确；

B．当弹簧恰好处于自然伸长状态，物块A是处于漂浮状态，故F浮＝G得

ρ水gV排＝ρAgVA

所以

ρ水×35VA＝ρAVA

则

ρA＝AVV排ρ水＝AA35VVρ水＝35×1.0×103kg/m3＝0.6×103kg/m3

故B正确；

CD．漂浮时，物块受平衡力，由题意知

G＝F′浮＝ρ水gV′排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×(1−35)×1×10−3m3＝6N 全部浸没时，根据物块A受平衡力作用可知：弹力

F＝F浮−G＝10N−6N＝4N

由图象可知此时弹簧伸长了ΔL＝2cm，所以弹簧处于自然状态时水深

h＝40cm−25×10cm−2cm＝34cm＝0.34m

水对容器底部压强

p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.34m＝3.4×103Pa

故C正确，D错误。

故选D。

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．将一密度均匀的正方体轻轻放入盛满浓盐水的大烧杯中，静止后有72g浓盐水溢出；若将该物体轻轻放入盛满煤油的大烧杯中，静止后有64g煤油溢出（浓盐水密度为1.2×103kg/m3，煤油密度为0.8×103kg/m3)，则以下选项不可能的是（ ）

A．该物体前后两次所受浮力之比为9:8

B．该物体前后两次排开液体体积之比为3:4

C．该物体的密度为0.9×103kg/m3

D．该物体在煤油中可能沉底或悬浮

【答案】D

【解析】

【详解】

A．因为大烧杯内原来装满浓盐水，所以，由阿基米德原理可知，物体在盐水中受到的浮力

F浮盐水=G排=G溢水=m溢水g=0.072kg×10N/kg=0.72N

物体在煤油中受到的浮力

F浮煤油=G排=G溢煤油=m溢煤油g=0.064kg×10N/kg=0.64N

故该物体前后两次所受浮力之比为

0.72N:0.64N=9:8

故A不符合题意；

B．该物体前后两次排开液体体积之比为

Fg浮盐水盐水:Fg浮煤油煤油=330.72N1.210kg/m10N/kg:330.64N0.810kg/m10N/kg =3:4

故B不符合题意；

D．由F浮=ρ水V排g得排开水的体积

V排水=Fg浮盐水 =330.72N1.210kg/m10N/kg =6×10−5m3

假设物体在盐水中悬浮或下沉，则物体的体积

V=V排水=6×10−5m3

由于煤油的密度小于盐水，所以物体在煤油中一定下沉，则排开煤油的体积

V排煤油=V=6×10−5m3

排开煤油的质量应该为

m排煤油=ρ煤油V排煤油=0.8×103kg/m3×6×10−5m3=0.048kg=48g

因为m排煤油<64g，所以物体在盐水中不能悬浮或下沉；可见，物体在盐水中一定漂浮，则物体的重力G=F浮=0.72N，物体受到煤油的浮力

F浮煤油=G排=G溢煤油=m溢煤油g=0.064kg×10N/kg=0.64N

因为F浮煤油

C．则物体的体积

V=V排煤油=V溢煤油=m溢煤油煤油=364g0.8g/cm =80cm3

物体的质量

m=Gg=0.72N10N/kg =0.072kg=72g

物体的密度

ρ=mV=372g80cm=0.9g/cm3=0.9×103kg/m3

故C不符合题意。

故选D。

4．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

即

15N3gVG水 ①

当物体二分之一的体积浸入水中时，则有

FGF浮拉

即 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。

5．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。

6．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