2020-2021中考物理压轴题专题复习——浮力类问题含答案
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一、初中物理浮力类问题
1.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,下列关系式正确的是( )
A.p甲>p乙,ΔF甲>ΔF乙 B.p甲>p乙,ΔF甲=ΔF乙
C.p甲<p乙,ΔF甲<ΔF乙 D.p甲<p乙,ΔF甲=ΔF乙
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
将两个体积相同的材质相同的小球分别浸入这两种液体中,由图可知,甲中小球漂浮,则
ρ甲>ρ球
乙中小球悬浮,则
ρ乙=ρ球
故
ρ甲>ρ乙
由图可知
V排甲<V排乙
因为放入小球后液面相平,同时可知放入小球前液体的深度
h甲>h乙
所以,根据p=ρgh可知
p甲>p乙
两个体积相同的同样材质的小球,由m=ρV可知小球的质量相等,由G=mg可知小球重力相等,根据漂浮和悬浮可知,浮力都等于球的重力,则将球放入后,容器底部增加的压力都等于球的重力,故增加的压力相等,即
ΔF甲=ΔF乙
故选B。
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。
5.如图所示,一薄壁圆柱形容器盛有水,用弹簧测力计竖直吊着重为10牛的实心物块A浸在水中,物块A处于静止状态,与物块A未浸入水中相比较,下列说法正确的是( )
A.物块A受到的浮力等于10牛 B.水对容器底部的压力增加量等于10牛
C.水对容器底部的压力保持不变 D.容器对水平地面的压力增加量小于10牛
【答案】D
【解析】
【详解】
A.由图示可知,测力计的示数不为零,根据F浮= F1-F2,所以可知物块所受的浮力应小于物块的重力10N,故A错误;
B.水对容器底部压力的增加量等于浮力的大小,也小于10N,故B错误;
C.水对容器底部的压力变大(等于浮力),故C错误;
D.容器对水平地面的压力增加量等于10N减去浮力,小于10N,故D正确。
6.如图所示为我国首艘国产航母山东舰,航母在行驶过程中不发生变化的是( )
A.质量 B.重力方向
C.浮力大小 D.排开水的体积
【答案】B
【解析】
【详解】
航母在行驶过程中,上面的舰载机飞离或者降落航母时,航母的整体质量都会发生变化,但重力的方向不变,总是竖直向下,由于航母是漂浮,所受的浮力大小等于其重力,重力在变化,那么浮力也会变化,根据FgV浮液排可知,排开水的体积也会发生变化,故选B。
7.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。
8.甲、乙两种物质的质量和体积关系如图所示,分别用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a和b,放在足够多的水中静止后则( )
A.a漂浮,a受到的浮力大于b受到的浮力 B.a沉底,a受到的浮力大于b受到的浮力
C.b漂浮,b受到的浮力大于a受到的浮力
D.b沉底,b受到的浮力大于a受到的浮力
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
AD.由图象可知,当m甲=m乙=4g时,V甲=2cm3,V乙=8cm3,则甲、乙两种物质的密度分别为
334g===2gcm2cmmV甲甲甲
334g===0.5gcm8cmmV乙乙乙
用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a和b,放在水中静止后
甲乙水>>
所以a沉底,b漂浮,故AD不符合题意;
BC.设a、b物体的体积为V,两物体所受浮力分别为
aFgVgV浮水排水==
bbbFGmgVg乙浮===
其中乙水>,所以
abFF浮浮>
故B符合题意,C不符合题意。
故选B。
【点睛】
由图象读出任意一组质量和体积值,根据密度公式求出甲、乙的密度;分别用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a和b,放在水中静止后,比较物体密度与水的密度判断出两物体在水中的状态,物体沉底时排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理表示出受到的浮力,物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据重力公式和密度公式表示出受到的浮力,然后比较判断两物体受到浮力之间的关系。
9.如图,底面积为100cm2的薄壁圆柱形容器盛有适量的水。体积为2×10-3m3的木块A漂浮在水面上,有2/5的体积露出水面,如图甲。现将一底面积为25cm2、体积为250cm3的合金块B放在木块A上方,木块A恰好有4/5的体积浸入水中,如图乙。再将B从A上取下来,直接放入容器中,如图丙。下列说法正确的是()