【物理】初中物理浮力解题技巧及经典题型及练习题(含答案)
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【物理】初中物理浮力解题技巧及经典题型及练习题(含答案)
一、浮力
1.如图所示,水平地面上放置着两个底面积不同的轻质圆柱形容器甲和乙(S甲<S乙),分别盛有两种液体A和B,液面高度相同.容器底部用细线拉着相同实心物体C,浸没在液体中(ρC<ρA<ρB).当细线剪断,待物体C静止后,甲和乙容器中液体对容器底部的压强变化量分别为△P甲和△P乙,则下列关系正确的是( )
A.△P甲可能大于△P乙 B.△P甲可能小于△P乙
C.△P甲可能等于△P乙 D.以上三种情况都有可能
【答案】D
【解析】
【详解】
容器底部用细线拉着相同实心物体C,浸没在液体中后,与没有放物体C时相比,甲液面上升高度为,乙液面上升高度为;当细线没有被剪断时,因为ρC<ρA<ρB,所以C漂浮在甲、乙两种液体中.由公式,与没有放物体C时相比,甲液面上升高度为,乙液面上升高度为;当细线没有被剪断后,甲和乙容器中液体深度变化量分别为
△h甲=-=,△h乙=-=
甲和乙容器中液体对容器底部的压强变化量分别为△P甲=
和△P乙=
由于ρC<ρA<ρB,故,同时S甲<S乙,所以△P甲与△P乙无法比较.故答案选D。
2.如图所示,甲、乙两杯盐水的密度分别为ρ甲、ρ乙.同一只鸡蛋先后放入两杯中,在甲杯中处于悬浮状态,所受浮力为F甲;在乙杯中处于漂浮状态,所受浮力为F乙.可以肯定的是
A.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙 B.ρ甲<ρ乙,F甲=F乙
C.ρ甲<ρ乙,F甲<F乙 D.ρ甲>ρ乙,F甲<F乙
【答案】B
【解析】
【详解】
因为鸡蛋在甲盐水中悬浮,所以甲盐水的密度等于鸡蛋的密度,即ρ甲=ρ鸡蛋,鸡蛋在乙盐水中漂浮,则乙盐水的密度大于鸡蛋的密度,即ρ乙>ρ鸡蛋,所以ρ甲
3.甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同一个鸡蛋先后放入其中.当鸡蛋静止时,两个杯子中液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示.则
A.甲杯底部所受的液体压力较大
B.乙杯底部所受的液体压强较大
C.鸡蛋在甲杯里排开液体的质量较大
D.鸡蛋在乙杯中受到液体的浮力较大
【答案】B
【解析】
【详解】
A.由于两杯完全相同,所以F甲小于F乙,A错误;
B.甲杯中的V排大,所以ρ液小,根据p=ρ液gh,深度相同,甲液体的密度小于乙液体的密度,所以p甲小于p乙.B正确;
C.根据浮力的公式F浮=ρ液gV排,在浮力相同时,排开液体的质量也相同,C错误;
D.因为鸡蛋在甲、乙两杯中处于悬浮和漂浮状态,所以,浮力都等于自身的重力,是相等的,D错误.
4.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。
5.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。
6.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.
7.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。
8.如图所示,甲、乙两杯液体静止放在水平桌面上。把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯液体中,鸡蛋在甲杯中漂浮,在乙杯中悬浮,此时两液面相平。下列说法中正确的是
A.鸡蛋在甲、乙两杯液体中受到的浮力相等
B.两杯液体的密度相等
C.两杯液体对容器底部的压强相等
D.在甲杯液体中加入食盐溶化后,鸡蛋会下沉一些
【答案】A
【解析】
【分析】
(1)根据物体的浮沉条件判断两者所受浮力关系和液体密度关系;
(2)液体内部压强的大小与液体的密度和深度有关;
(3)根据浮力公式判断液体密度与排开液体体积的关系。
【详解】
AB.由题意可知,鸡蛋在甲、乙两杯液体中分别处于漂浮和悬浮状态,因为物体漂浮或悬浮时,物体受到的浮力与自身的重力相等,所以同一只鸡蛋在两杯液体中受到的浮力相等,都等于鸡蛋的重力,则A正确,B错误;
C.甲鸡蛋时,鸡蛋漂浮,甲鸡蛋时,鸡蛋悬浮,故甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,因为两杯中液面相平,由pgh液可知,甲容器底部所受液体压强比乙的大,则C错误;
D.在甲杯液体中鸡蛋的重力等于受到的浮力,向其中加入食盐溶化后液体密度增大,鸡蛋仍处于漂浮状态,所受浮力大小不变,由FgV浮液排可知,鸡蛋排开液体的的体积变小,即鸡蛋会上浮一些,则D错误。
9.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.
10.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