中考物理 浮力类问题 综合题及答案解析
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一、初中物理浮力类问题
1.如图所示,装有石块的小船浮在水面上时,所受浮力为1F,当把石块卸入水中后,小船所浮力为2F,池底对石块的支持力为N,这时( )
A.石块所受的浮力为12FFN
B.池底所受压力减小了N
C.石块所受的重力大于12FF
D.船所排开水的体积减少了2NFg水
【答案】A
【解析】
【详解】
AC.装有石块的小船浮在水面上时,所受浮力为1F,由漂浮条件可知:
1FGG石船
当把石块卸入水中后,小船所浮力为2F,则:
2FG船
所以:
12GFF石
故C项不符合题意;
石块静止在池底时受力平衡,所以:
FNG石浮
石块所受的浮力:
12FGNFFN石浮
故A项符合题意;
B.由图可知,由图水池粗细均匀,所以池底受到的压力等于池中物体的总重力,石块投入水中前面,水、小船、石块的总重力不变,所以池底受到的压力不变,故B项不符合题意;
D.由A知,石块放入水中后船受到的浮力减小:
12FFFG石浮船
由阿基米德原理可知船减小的排开水体积: 12FFVg排水
石块沉入中静止时:
GFN石浮
则:
12FFFN浮
所以:
2112NFFFFF浮>
故D项不符合题意;
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.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;
故选A。
4.测力计上挂一重为8牛的金属块,当金属块体积的三分之一浸入水中静止时,测力计的示数为6牛.若将金属块全部浸入水中且未碰到容器底部,测力计的示数为( ) A.2牛 B.4牛 C.6牛 D.8牛
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
当金属块三分之一浸入水中静止时,它受到重力、拉力、浮力的作用,处于平衡状态,浮力大小为
8N6N2NFGF测浮
根据阿基米德原理1FgV浮水可知,排开水的体积为
1FVg浮水
若将金属块全部浸入水中,那么它排开水的体积为213VV,此时它受到水的浮力为
'21336NFgVgVF浮水水浮
测力计的示数为
''8N6N2NFGF测浮
故选A.
5.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。
6.如图所示,两个相同的盛满水的甲乙容器放在水平地面上,甲容器中漂浮一物块,物块密度ρ 物=0.6ρ水。下列说法正确的是( )
A.水对甲容器的压强大于水对乙容器的压强
B.甲容器对水平地面的压力大于乙容器对水平地面的压力
C.漂浮的物块,受的重力与浮力平衡,且露出水面体积为物体总体积的0.4倍
D.用手将物块缓慢下压至浸没,物块这时受到手的压力和水对物块压力还有浮力和重力
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.两容器中都是水,且水的深度相同,根据液体压强公式p=gh可知,水对甲容器的压强等于水对乙容器的压强,故A错误;
B.因为甲容器中物体漂浮,所以浮力与重力相等,则物体的重力等于排开水的重力,因此两容器对水平地面的压力相等,故B错误;
C.物体漂浮,所以F浮=G,则
ρ水gV排=ρ物gV
V排=物水V=0.6V
则露出水面的体积为0.4V,即露出水面体积为物体总体积的0.4倍,故C正确;
D.将物块缓慢下压至浸没的过程中,物块这时受到重力、手的压力和水对物块的浮力,故D错误。
故选C。
7.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。
8.甲、乙两完全相同的烧杯中装有不同液体,放入两个完全相同的物体,当物体静止后两烧杯中液面恰好相平,如图所示。液体对两个物体下底面的压强分别是p甲、p乙,容器对水平桌面的压力分别是F甲、F乙。下列判断正确的是( )
A.pp甲乙 FF甲乙 B.>pp甲乙 FF甲乙
C.pp甲乙 FF甲乙 D.>pp甲乙 FF甲乙
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知,甲烧杯中的物体漂浮在液体中,乙烧杯中的物体悬浮在液体中,所以甲烧杯中的物体和乙烧杯中的物体所受的浮力都等于物体的重力,即
FFG浮甲浮乙物
又根据压强与浮力关系,可知
FpS浮甲甲底
FpSpS浮乙乙顶乙底
则
pSpSpS乙顶甲底乙底
即
0ppp乙顶乙底甲底
故pp甲乙;因为甲烧杯中的物体浸入液体的体积小于乙烧杯中的物体浸入液体的体积,根据公式
FgV浸浮液
可知甲液体的密度大于乙液体的密度;两烧杯对水平桌面的压力分别为
()FGGGGGghSV甲甲甲浸物甲液物容容容
()FGGGGGghSV乙乙乙浸物乙液物容容容
由于