(物理)初中物理浮力常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析
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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)含解析
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.如图所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中.甲上浮、乙悬浮、丙下沉,在甲露出水面之前,关于它们受到的浮力,下列说法正确的是
A.甲受到的浮力大 B.乙受到的浮力大
C.丙受到的浮力大 D.它们的浮力一样大
【答案】D
【解析】
∵甲、乙、丙三个物体浸没在水中,并V甲=V乙=V丙,根据F浮=ρV排g,∴F甲浮=F乙浮=F丙浮,
故选D.
3.如图所示,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态,在乙杯中处于悬浮状态.下列判断正确的是
A.鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力
B.鸡蛋在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力
C.甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度
D.甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度
【答案】C
【解析】
【详解】
AB.鸡蛋在甲中漂浮,所以浮力等于重力,在乙中悬浮,所以浮力等于重力,所以甲乙中受到的浮力相等,则AB错误;
CD.同一个鸡蛋在甲中漂浮,所以鸡蛋的密度小于甲盐水的密度;在乙中悬浮,所以鸡蛋的密度等于乙盐水的密度,所以甲盐水的密度大于乙盐水的密度,故C正确,D错误.
4.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.
5.把同一个小球分别放入甲、乙两只盛有不同液体的杯子里,静止时小球位置如图所示,则小球所受的浮力F甲和F乙的关系正确的是 ( )
A.F甲=F乙
B.F甲
C.F甲>F乙
D.无法确定
【答案】A
【解析】由浮沉条件知道,同一小球尽管放在不同的液体中,但漂浮和悬浮时受到的浮力都等于重力,故A符合题意,故选A。
6.装有不同液体的甲、乙两烧杯,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.液体对甲、乙两烧杯底部的压强分别是P甲、P乙,液体对两物体的浮力分别是F甲、F乙,下列判断正确的是( )
A.P甲>P乙,F甲=F乙 B.P甲=P乙,F甲>F乙
C.P甲<P乙,F甲=F乙 D.P甲=P乙,F甲<F乙
【答案】A
【解析】
【详解】
两木块完全相同,它们在液体内都是静止的,故受力平衡,即浮力都等于物体的重力;
∴F甲=F乙,
由于物体在甲中浸入液面的体积比乙中的小,故由F浮=ρ液gV排得:ρ甲>ρ乙,
∵p=ρ液gh得,由于液面高度相同,
∴p甲>p乙.
故选A.
7.如图两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底如图甲所示;放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示,两容器中液面刚好相平,则下列说法正确的是
A.小球A 的质量大于小球 B 的质量
B.甲液体的密度大于乙液体的密度
C.小球A 在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中的浮力
D.甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强
【答案】D
【解析】
【详解】
A、在乙液体中,A漂浮,则A的密度小于乙液体的密度;B下沉,B的密度大于乙液体的密度;比较可知,A的密度小于B的密度;两个小球的体积相同,根据m=ρV可知,A的质量小于B的质量,故A错误;
B、A、B实心小球在甲液体中均下沉,则甲液体的密度均小于两个小球的密度,由A项解答可知,乙液体的密度大于A的密度,所以甲液体的密度小于乙液体的密度,故B错误;
C、由图可知,在甲液体中A球下沉,则GA>F浮甲,在乙液体中A球漂浮,则GA=F浮乙,所以F浮甲<F浮乙,故C错误;
D、甲液体的密度小于乙液体的密度,两容器中液面相平,根据p=ρgh可知,甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强.故D正确.
8.如图所示,将一个小球先后放入甲、乙两个盛满不同液体的溢水杯中,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中沉底,甲、乙两杯中溢出液体的重力分别为0.5N和0.4N,则下列说法正确的是:
A.小球在甲杯中受到浮力作用,在乙杯中不受浮力作用
B.小球在甲杯中受到的浮力为0.5N,在乙杯中受到的浮力小于0.4N
C.小球的质量为50g
D.甲杯液体的密度小于乙杯液体的密度
【答案】C
【解析】
根据阿基米德原理F浮=ρgV排可知,只要物体浸入水中,就会受到浮力,与浮沉状态无关,故选项A不正确;根据阿基米德原理F浮=ρgV排可知,甲杯中小球受到的浮力:F甲=G排甲=0.5N;小球在甲杯漂浮,G甲=G排甲=0.5N;两个完全相同的小球,乙杯中小球受到的浮力:F乙=G排乙=0.4N,故B不正确;根据G=mg和甲杯中小球受到的浮力:F甲=G排甲=0.5N;小球的质量:m=G/g=0.5N/(10N/kg)=0.05kg=50g,故C正确;小球在甲杯漂浮,有:ρ甲>ρ球,小球在乙杯下沉,沉入水底,有:ρ乙<ρ球,所以两种液体的密度:ρ甲>ρ乙,故D错误;故应选C.
9.把一个体积为100cm3,质量为60g的物体放入水中.物体静止时,它所受到的浮力及浸入水中的体积分别为
A.1N 100cm3 B.0.6N 60cm3
C.0.6N 40cm3 D.0.5N 50cm3
【答案】B
【解析】
【分析】
在此题的计算与判断中,既用到了阿基米德原理,又要利用浮沉条件.
【详解】
物体的密度:
33600.6/100mggcmVcm物;
因为物水<,所以物体静止时在水中漂浮,则物体在水中受到的浮力:
0.0610/0.6FGmgkgNkgN浮;
又因为FgV浮水排,所以物体浸入水的体积:
533330.661060110/10/FNVVmcmgkgmNkg浮浸排水.
10.如图一个装有石块的小船漂浮在水面,如果将石头投入水中,容器的水位将
A.升高 B.降低
C.不变 D.无法确定
【答案】B
【解析】
【详解】
石头在船上,船和石头受到的浮力:
FGGGGVg石石石浮总船船①,
石块放入水中后,船和石头受到的浮力等于船受到的浮力F船加上石头受到的浮力F石,
FFF石浮船,
由于船漂浮:
FG船船,
石头沉入水底:
FgV石水排, ∴FFFGgV石石浮船船水②,
∵石水,
由①②可得:
FF浮浮,
即:石头在船上时,船和石头受到的浮力大,由阿基米德原理可知石头在船上时,船和石头排开水的体积大、水位高,所以把船上的石头投入水中,池内水位下降。故ACD项不符合题意,B项符合题意;
故选B。
11.将塑料球和木球用细绳相连放入水中时,木球露出水面的体积为它自身体积的3/8,如图甲所示,当把细绳剪断后,塑料球沉底,木球露出水面的体积是它自身体积的1/2,这时塑料球受到池底对它的支持力为F,如图乙所示若已知塑料球和木球的体积之比是1:8,则( )
A.木球的重力为2F
B.塑料球所受的浮力为2F
C.绳子剪断前后,两物体所受的总浮力相差2F
D.塑料球的密度为2.0×103千克/米3
【答案】D
【解析】
试题分析:(1)塑料球和木球处于平衡状态,根据漂浮条件分别列出等式,利用阿基米德原理即可推导出木球和塑料球的重力和浮力;
(2)把细线剪断后,根据木球露出水面的体积为自身体积的可知木球排开水的体积,根据物体的漂浮条件和阿基米德原理求出木球的密度,再根据漂浮条件和阿基米德原理表示出细线剪断前木球、塑料球的重力之和与浮力之间的关系,然后利用密度公式即可求出塑料球的密度.
解:(1)把细线剪断前,木球和塑料球漂浮,木球受力为:G木,向下的F拉、F木浮1;
则G木+F拉=F木浮1,而F木浮1=ρ水g(1﹣)V木=ρ水gV木,
则G木+F拉=ρ水gV木﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
细线剪断后,木球受力为:G木,F木浮2;
则G木=F木浮2,而F木浮2=ρ水g(1﹣)V木=ρ水gV木,
则G木=ρ水gV木﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
①式﹣②式得: