(物理)初中物理浮力常见题型及答题技巧及练习题(含答案)及解析

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(物理)初中物理浮力常见题型及答题技巧及练习题(含答案)及解析

一、浮力

1.质量相等的甲、乙两实心小球,密度之比ρ甲:ρ乙 =3:2,将它们都放入水中,静止时两球受到的浮力之比为F甲:F乙=4:5,则乙球的密度为 ( )

A.23ρ水 B.54ρ水 C.56ρ水 D.45ρ水

【答案】C

【解析】根据题意知道,m甲=m乙,ρ甲:ρ乙=3:2,由ρ=m/V知道, V甲:V乙=2:3;当两球在水中静止时的状态有下面几种情况:

(1)甲乙都下沉:则排开水的体积之比等于V甲:V乙=2:3,由阿基米德原理知道受到的浮力等于排开水的体积之比,应是2:3,故不符合题意;

(2)甲乙都漂浮:所以受到的浮力都等于自重,而两球质量相等、重力相等,受浮力相等,而F甲:F乙=4:5,故不符合题意;

(3)甲漂浮、乙下沉:因为甲漂浮,所以F甲=G甲=mg;乙下沉,F乙<G乙=mg,即F甲 >F乙 ,而F甲:F乙=4:5,故不符合题意;

(4)甲下沉、乙漂浮:甲下沉,F甲<G甲=mg;乙漂浮,F乙=G乙=mg,所以F甲<F乙,而F甲:F乙=4:5,故符合题意;甲下沉乙漂浮时,甲受到的浮力F甲=ρ水V甲g,乙受到的浮力F乙=m乙g=ρ乙V乙 g;因为F甲:F乙=4:5,即ρ水V甲g:ρ乙V乙 g=4:5,ρ乙=5ρ水V甲 /4V乙=5ρ水×2 /4×3=5/6ρ水,故选C。

2.测量液体密度的仪器叫密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值(如图甲所示).图乙和图丙的容器中是同一个自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,它会竖直立在液体中,由图中现象可以判断( )

A.密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大 B.密度计在丙烧杯液体中受到的浮力较大

C.乙烧杯中液体的密度较大 D.丙烧杯中液体的密度较大

【答案】D

【解析】

试题分析:由于两个密度计在两种液体中都处于漂浮状态,浮力等于重力,而密度计本身的重力是一定的,所以在两种液体中所受的浮力是相等的,故A、B都错;当浮力相等时,排开液体的体积越小,液体的密度就越大,由图示可知,排开丙液体的体积小,所以丙液体的密度大,故C错,D正确;应选D. 【考点定位】密度计的应用

3.如图所示物体A由大小两个圆柱体组成悬浮于水中,已知VA=1dm3,大圆柱体上表面受水向下压力5N,小圆柱体下表面受到水向上压力8N,下列说法正确的是

A.物体A受浮力3N

B.物体A受浮力13N

C.大圆柱体下表面受向上压力7N

D.大圆柱体下表面受向上压力10N

【答案】C

【解析】

【详解】

由题可知,物体A由大、小两个圆柱体组成悬浮于水中,已知VA=1dm3,则物体A排开水的体积:

V排=VA=1dm3=1×10﹣3m3,

根据阿基米德原理,物体A所受的浮力:

根据浮力产生原因可得:F浮=F向上小+F向上大﹣F向下,

所以大圆柱体下表面受向上的压力:F向上大=F浮﹣F向上小+F向下=10N﹣8N+5N=7N。

故ABD错误,C正确为答案。

4.如图所示,装有一定量水的圆柱形容器(容器足够高)置于水平地面上,把甲、乙两个等体积实心小球分别放入水中,水对容器底部压强的增加量依次为Δp甲、Δp乙,下列判断正确的是

A.若Δp甲>Δp乙,则F浮甲>F浮乙

B.若Δp甲>Δp乙,则m甲

C.若Δp甲ρ乙

D.若Δp甲G乙

【答案】A

【解析】 【分析】

已知甲、乙两个实心小球等体积,根据水对容器底部压强的增加量的大小关系利用p=ρgh得出水的深度变化,然后得出小球浸入的体积变化;即可根据阿基米德原理判断得出小球所处的状态,根据物体的浮沉条件判断出小球的浮力和重力、密度的关系。

【详解】

A、若△p甲>△p乙,由于实心小球是放入同一个圆柱形容器里的水中,根据p=ρgh可知:△h甲>△h乙,根据V排=S△h可知:V甲排>V乙排;根据F浮=ρgV排可知:F浮甲>F浮乙;故A正确;

B、由于甲、乙两个实心小球等体积,V甲排>V乙排;则说明甲球浸没水中(悬浮或下沉),乙球漂浮,根据物体的浮沉条件可知:G甲≥F浮甲,G乙=F浮乙;所以m甲>m乙;故B错误;

C、若△p甲<△p乙,由于实心小球是放入同一个圆柱形容器里的水中,根据p=ρgh可知:△h甲<△h乙,根据V排=S△h可知:V甲排<V乙排;由于甲、乙两个实心小球等体积,V甲排<V乙排;则说明甲球漂浮,乙球浸没水中;根据物体的浮沉条件可知:ρ甲<ρ水,ρ乙≥ρ水;所以ρ甲<ρ乙;故C错误;

D、由于甲、乙两个实心小球等体积,根据G=mg=ρVg可知:G甲<G乙;故D错误。

故选A。

5.如图所示,边长为10cm的实心正方体,静止在乙液体中。h1等于10cm,其上表面受到液体向下的压力F1=8N,下列说法正确的是

A.液体的密度为0.8×103g/cm3 B.正方体受到的浮力为8N

C.正方体上表面受到液体的压强为8×104pa D.正方体下表面受到液体的压力为18N

【答案】B

【解析】

【详解】

AC.根据题意知道,正方体的上表面积是:

S=L2 =(10cm)2 =100cm2 =0.01m2 ,

由于上表面受到液体向下的压力F1 =8N,所以,上表面受到液体向下的压强是:

1218N=800Pa0.01mFpS上

由p=ρgh知道,液体的密度是:

1800Pa=10N/kg0.1mpgh上 =0.8×103 kg/m3 ,

故AC不符合题意; BD.下表面受到液体的压强是:

p下 =ρgh2 =0.8×103 kg/m3×10N/kg×(0.1m+0.1m)=1600Pa,

由FpS知道,下表面受到液体的压力是:

F下=p下S=1600Pa×0.01m2 =16N,

由浮力产生的原因知道,正方体受到的浮力是:

F浮 =F下 -F1 =16N-8N=8N,

故B符合题意,D不符合题意。

6.在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕着适量的铁丝,把它放到甲乙丙三种密度不同的液体中,木棍浸入液体里的情况如图所示,则木棍在三种液体里受到的浮力F的大小及三种液体密度ρ之间的关系,正确的是( )

A.F甲>F乙>F丙ρ甲>ρ乙>ρ丙

B.F甲<F乙<F丙ρ甲<ρ乙<ρ丙

C.F甲=F乙=F丙ρ甲>ρ乙>ρ丙

D.F甲=F乙=F丙ρ甲<ρ乙<ρ丙

【答案】C

【解析】

【详解】

因为木棍漂浮,

所以F浮=G,

所以在三种液体中受到的浮力相等,

因为F浮=ρgV排,V排丙>V排乙>V排甲,

所以ρ丙<ρ乙<ρ甲.

7.水平桌面上有两个相同的烧杯甲和乙,内盛有密度不同的盐水.将同一鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两个烧杯中液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示.若甲、乙两杯盐水对容器底的压强分别为p甲和p乙,鸡蛋排开盐水的质量分别是m甲和m乙.则

A.p甲=p乙m甲=m乙 B.p甲<p乙m甲>m乙

C.p甲<p乙m甲=m乙 D.p甲>p乙m甲>m乙 【答案】C

【解析】

试题分析:

(1)由图可知,鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态,

因为ρ液>ρ物时物体漂浮,ρ液=ρ物时物体悬浮,所以乙杯中盐水的密度大于甲杯中盐水的密度,

因为p=ρgh,且两杯中液面相平,所以乙杯底压强大于甲杯底压强.

(2)因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等,都等于鸡蛋的重力,

因为F浮=G排=m排g,浮力相同,所以鸡蛋排开盐水的质量相同.

故选C.

8.当轮船从大海驶往长江的过程中(海水的密度大于江水的密度),下列说法正确的是

A.它受到的浮力变大 B.它受到的浮力变小

C.它下沉了一些 D.它上浮了一些

【答案】C

【解析】

【分析】

轮船从大海驶往长江的过程中,处于漂浮状态,根据漂浮条件得到浮力的变化;海水的密度大于江水的密度,根据阿基米德原理得到排开液体体积的变化。

【详解】

当轮船从大海驶往长江的过程中,处于漂浮状态,轮船的重力不变,受到的浮力不变,海水的密度大于江水的密度,根据阿基米德原理得到,所以轮船下沉一些。

故选C。

9.如图所示,利用弹簧测力计将一处于容器底部的物块缓慢上提,在物块从上提到离开水面的过程中,下列图象能正确表示弹簧测力计的读数F与物块底部离容器底的高度h的关系是( )

A. B. C. D.

【答案】B

【解析】

【详解】

物块从容器底部到露出水面之前,物块排开水的体积不变,即V排不变,由F浮=ρ水V排g可知,物块受到的浮力不变;又∵F浮=G−F,物块重G不变,∴弹簧测力计示数F不变;物块从上表面露出水面到下表面离开水面,∵物块排开水的体积变小,∴物块受到的浮力变小;又∵F′浮=G−F′,物块重G不变,∴弹簧测力计示数F变大;所以在物块从容器底提到离开水面的过程中,弹簧测力计的示数先不变、后变大.

10.在水平桌面上,有完全相同的圆柱形容器甲和乙,盛有质量相等的同种液体。将体积相同、材料不同的小球A和B分别放入两容器中,结果A球漂浮,B球悬浮,如图所示。A、B两球所受的浮力分别为FA和FB,甲、乙两容器对桌面的压强分别为p甲和p乙,则下列结论中正确的是

A.FA<FB,p甲<p乙

B.FA<FB,p甲>p乙

C.FA>FB,p甲>p乙

D.FA>FB,p甲<p乙

【答案】A

【解析】

【分析】

由题意可知A和B两球的体积相等,由图可知两球排开液体的体积关系,根据阿基米德原理可知受到的浮力关系;

根据物体浮沉条件可知两者的重力关系,两容器相同时受力面积相同且液体质量相等,根据F=G=mg可知对桌面的压力关系,利用压强的公式得出对桌面的压强关系。