中考物理综合题专题复习【浮力类问题】及答案解析
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一、初中物理浮力类问题
1.如图所示,甲容器内只有水,乙容器内有冰块漂浮在水面上,丙容器中悬浮着一个小球,三个相同的容器内水面高度相同.则下列说法正确的是
A.冰块的密度大于球的密度
B.若向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力变小
C.水对三个容器底的压力不同
D.三个容器中,甲容器对水平桌面的压力最小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.冰块漂浮在乙容器中,
水冰块<,
小球悬浮在丙容器中,
小球水,
所以
小球冰块<
故A错误;
B.小球悬浮在丙容器中,
小球水,
如果向丙容器中加入酒精,则液体密度减小,由浮排FgV可知,物块受到的浮力变小,小球将下沉,故B正确;
C.由题意可知,水的密度ρ与深度h都相同,由液体压强公式:pgh可 知,
ppp甲乙丙,
由FpS可知,水对容器底的压力:FpS,由于压强与容器底面积都相同,则水对容器底的压力:
FFF甲乙丙, 故C错误;
D.在乙容器中,根据作用力和反作用力,容器(包括水和玻璃杯)施加给冰块一个竖直向上的浮力即F浮,冰块会反过来施加给容器(包括水和玻璃杯)一个竖直向下的压力即F压,而
FF压浮
这个压力会通过容器传导给桌面.冰块因为漂浮,所以
FGG浮排冰块.
所以,甲容器对于桌面的压力
FGG甲水杯,
乙容器对桌面的压力
FGGGGGG乙水排杯水杯冰块,
因为
GGGGG水水排水冰块,
因此,甲容器对于桌面的压力等于乙容器对桌面的压力;同理丙容器对于桌面的压力等于甲容器对桌面的压力,故D错误.
2.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。
3.盛有液体的圆柱形容器置于水平桌面上,如图甲所示,容器的底面积为 100cm2, 容器对桌面的压强为 500Pa;用细线拴住一金属球,金属球的密度为 8g/cm3,将金属球浸没在液体中,如图乙所示,容器对桌面的压强为 600Pa;将细线剪断,金属球沉到容器底部,如图丙所示,容器对桌面的压强为 1500Pa。则下列的判断正确的是( )
A.金属球所受浮力是 6N
B.金属球的体积是 100cm3
C.液体的密度是 0.8g/cm3
D.金属球对容器底部的压力是 10N
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A. 由甲、乙两图可得
1600Pa500Pa100Pap
由 FpS得,对桌面增加的压力为
4211100Pa10010m1NFpS
由于对桌面增加的压力
1FG排
则金属球排开液体的重力为
1NG排
故金属球受到的浮力为
1NFG浮排
故A错误;
B.由甲、丙两图可得
21500Pa500Pa1000Pap 由FpS得,对桌面增加的压力为
42221000Pa10010m10NFpS
由于对桌面增加的压力
2FG
则金属球质量为
10N1kg10NkgGmg
金属球的体积为
331000g125cm8gcmmV
故B错误;
C.因金属球排开液体的体积为125cm3,由阿基米德原理浮排FgV可得
33631N800kgm0.8gcm12510m10NkgFVg浮液
故C正确;
D.金属球对容器底部的压力
10N1N9NFGF浮
故D错误。
故选C。
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.将浸没在水中的鸡蛋由静止释放,鸡蛋开始下沉,下列说法中正确的是( )
A.鸡蛋由静止释放后只受重力作用
B.鸡蛋所受到的浮力大于重力
C.在水中越深,鸡蛋受到的浮力越大
D.鸡蛋受到的浮力方向始终竖直向上
【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查浮力的大小及方向,利用阿基米德原理及物体的浮沉条件。
【详解】
A.浸没在水中的鸡蛋除了受到重力外,还受到水的浮力,故A不正确;
B.鸡蛋由静止释放后,是下沉的,所以是浮力小于重力,故B不正确;
C.鸡蛋浸没在水中后,排开水的体积不变,根据阿基米德原理,其浮力也保持不变,故C不正确;
D.浮力的方向是竖直向上的,故D正确。
故选D。
6.用图中实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入溢水杯时,水会流入空桶中。下列说法正确的是( )
A.实验前溢水杯未装满水,对实验结果没有影响
B.溢水杯装满水后进行实验,物块从接触液面至浸入水中任一位置,两侧弹簧测力计变化量总相等
C.物块浸入水中越深,左侧弹簧测力计的示数越大
D.通过计算可知实验所用物块的密度为1.5×103kg/m3
【答案】B 【解析】
【分析】
【详解】
A.物体放入水中前,溢水杯应该是装满水的,否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积。所以实验前溢水杯未装满水,对实验结果有影响,故A错误;
B.根据称重法可知:左边的弹簧秤示数
F=G−F浮
则弹簧秤变化量
F=F浮
右边的弹簧秤示数
F′=G桶+G排
则弹簧秤变化量
F′=G排
根据阿基米德原理可知
F浮=G排
所以物块从接触液面至浸入水中任一位置,两侧弹簧秤变化量总相等,故B正确;
C.左侧实验中,在物块完全浸没水中前,随着物块浸入水中深度的增加,排开水的体积增大,溢出去的水增多,故弹簧测力计的示数变大;物块完全浸没水中,排开水的体积不变,弹簧测力计的示数不再变化,故C错误;
D.由测力计的示数可知,物体的重力
G=2N
物体的质量
2.00N0.2kg10N/kgGmg
物体浸没水中后的浮力
F浮=G−F=2N−1N=1N
由阿基米德原理=FgV浮液排可得,物体的体积
43331N=10m110kg/m10N/kgFVVg浮排水
物体的密度
33430.2kg210kg/m10mmV
故D错误。
故选B。
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,