物理浮力类问题的专项培优练习题(含答案)及答案
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一、初中物理浮力类问题1.如图所示,将重为 5N 的小球挂在弹簧测力计下,当小球的一半体积浸在水中时,测 力计示数为 2N 。
下列说法正确的是( )A .小球的体积为 400cm 3B .小球的密度为 1. 25g/cm 3C .剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为 5ND .缓缓向下移动弹簧测力计,小球对测力计的拉力最小可达到 1N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .由题知,小球受到的浮力5N 2N 3N F G F =-=-=示浮由F gV ρ=浮液排得,小球排开液体的体积433333N 310m 110k /m 10N /kg300cm F V g g ρ-===⨯=⨯⨯浮排水 小球的体积332300cm 600cm V =⨯=故A 错误;B .由G mg =得,小球的质量是5N 0.5kg 500g 10N/kgG m g ==== 小球的密度3333500g 0.83/cm 0.8310kg/m 600cm m V ρ=≈=⨯=故B 错误;C .由于小球的密度小于水的密度,所以当剪断悬吊小球的细线后,小球最终漂浮,此时小球受到的浮力等于重力等于5N ,故C 正确;D .缓缓向下移动弹簧测力计,当小球全部浸没时受到的浮力3343'110kg/m 10N/kg 610m 6N F gV ρ-==⨯⨯⨯⨯=浮液排由于此时受到的浮力大于小球的重力,所以物体将上浮,小球对测力计的拉力最小为0N ,故D 错误。
故选C 。
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ρ甲和ρ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 .F F =甲乙B .ρρ甲乙>C .p p =甲乙D .F F <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Fp S=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 。
3.三个相同容器里盛有密度不同的三种液体,将同一个小球先后放入三个容器中,静止时位置如图所示,容器中的液面到容器底的距离都相等。
下列说法正确的是( )A.在甲液体中小球所受的重力小于浮力B.小球在丙液体中所受浮力等于小球在乙液体中所受浮力C.甲乙丙三种液体对容器底的压强相同D.甲容器对桌面的压力最大【答案】D【解析】【分析】【详解】A.小球在甲液体中处于漂浮状态,则所受的重力等于浮力,故A错误;B.小球在丙液体中是下沉的,则所受的浮力小于其所受的重力,而在乙液体中,小球处于悬浮状态,则此时小球所受的浮力等于其所受的重力,即在小球在丙液体中所受浮力小于在乙液体中所受浮力,故B错误;C.由小球在三种液体中的浮沉状态知,ρ甲>ρ乙>ρ丙,而小球放入液体中后,三个容器中的液面相平,即液体到容器底的深度相同,根据p=ρgh得,p甲>p乙>p丙,故C错误;D.由图可知,在甲容器中,小球部分浸入液体中,则排开的液体体积小于小球的体积,而乙、丙中,小球浸没在液体中,则排开液体的体积等于小球的体积,但小球放入液体后,液面相平,所以三个容器中所装的液体的体积的大小关系为V甲>V乙=V丙,而容器对桌面的压力F=G液+G容器=m液g+G容器=ρVg+G容器且ρ甲>ρ乙>ρ丙,所以甲容器对桌面的压力最大,故D正确。
故选D。
4.有一个实心物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为20N;当把物体14体积浸入水中时,测力计的示数为18N。
把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时,物体受到的浮力是()A.2NB.8NC.18ND.20N【答案】B【解析】【分析】本题考查浮力的计算。
【详解】由题意知,G 物=20N ,F 示=18N 。
由称重法,可知当物体14体积浸入水中时,受到的浮力 F 浮=G 物-F 示=20N -18N=2N根据阿基米德原理F 浮=ρgV 排得,此时物体排开水的体积43332=2101.010/10/F NV m g kg m N kgρ-==⨯⨯⨯浮排 而14V 物=V 排,所以 V 物=4V 排=8×10-4m 3当物体浸没时,浮力F 浮1=ρgV 排1=ρgV 物=1.0×103kg/m 3×10N/kg×8×10-4m 3=8N物体浸没时,浮力小于物体的重力,所以静止时,物体下沉到水底,那么浮力为8N ,故B 正确,ACD 都不正确。
故选B 。
5.如图所示,烧杯中装有某种液体,A 为圆柱形木块,静止时木块的下表面到液面的距离为h ,再用外力F 缓慢将木块A 压入液体中到刚好浸没,下列说法不正确的是( )A .不受力F 作用时,木块在液体中静止时处于漂浮状态B .木块A 的密度大于液体的密度C .将A 压人液体的过程,容器底受到液体的压强将增大D .将A 压人液体的过程,力F 不断增大 【答案】B 【解析】 【详解】A .木块放入液体中,静止时木块的下表面到液面的距离为h ,则可知:不受力F 作用时,木块在液体中静止时处于漂浮状态,故A 正确,不符合题意;B .不受力F 作用时,木块在液体中静止时处于漂浮状态,则由浮沉条件可知,木块A 的密度小于液体的密度,故B 错误,符合题意;C .将A 压入液体的过程,排开液体的体积增大了,液面上升,深度h 变大,根据p=ρ液gh知容器底受到液体的压强将增大,故C正确,不符合题意;D.将A压入液体的过程,所受浮力大小随物体排开液体的体积的增大而增大,重力不变,浮力和重力之差等于对A的压力F,所以力F不断增大,故D正确,不符合题意。
故选B。
6.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。
7.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334g ===2g cm 2cmm V ρ甲甲甲 334g===0.5g cm 8cmm V ρ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ρρρ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a F gV gV ρρ浮水排水==b b b F G m g Vg ρ乙浮===其中ρρ乙水>,所以a b F F 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。
8.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0N 、2.8N 和2.5N .若盐水的密度为1.2×103kg/m 3,则下列结论正确的是( )A .实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5NB .物体A 的密度为3.2×103kg/m 3C .实验丁中,容器底部受到的压力等于0.3ND .实验乙中,物体A 受到的拉力为10N 【答案】C【详解】B.实验甲、丙中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N,由F浮=G﹣F拉可得,F浮=ρ盐水g V排,物体A全部浸没,所以V排等于V物,则:ρ盐水gV排=G﹣F拉,V排=V物=G Fgρ-拉盐水,将ρ盐水=1.2×103kg/m3、G=4N、F拉=2.8N代入上式可得:V排=V物=1×10﹣4m3,物体A的质量:m=Gg=4N10N/kg=0.4kg,物体A的密度ρ=mV物=430.4kg110m-⨯=4×103kg/m3故B错误;D.物体A在水中受到的浮力:F浮水=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N,在乙中物体A受到的拉力:F=G﹣F浮水=4N﹣1N=3N故D错误;A.在实验丙中,弹簧测力计的示数:F丙拉=2.8N,在乙中物体A受到的拉力:F=3N,弹簧测力计的示数比乙中小3N﹣2.8N=0.2N,故A错误;C.由甲、丙中可知:F浮盐水=G﹣F丙拉=4N﹣2.8N=1.2N,根据实验丁中物体A对烧杯底部的压力等于支持力F支=G﹣F浮﹣F丁拉=4N﹣1.2N﹣2.5N=0.3N,容器底部也受到盐水对它的压力,故压力等于0.3N,故C正确。
9.将一底面积为20.01m的长方体木块用细线栓在个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,则下列说法不正确的是()A.木块所受到的最大浮力为15N B.木块重力为9NC.细线对木块的最大拉力为6N D.木块刚刚漂浮时其底部受到水的压强为1500Pa【答案】D【解析】【详解】A.根据图象可知,木块刚刚漂浮时,木块浸入水中的深度为L1=9cm;由于从9cm到16cm,木块一直处于漂浮,浸入水中的深度不变;当水面的高度为16cm时细线刚好张紧,线的拉力为零;直到木块上表面与液面相平,此时水面的高度为22cm;所以木块的高度:L=9cm+(22cm-16cm)=15cm=0.15m;则木块的体积:V木=S木L=0.01m2×0.15m=1.5×10-3m3,木块全部淹没时受到的浮力最大为:F浮=ρ水gV排=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1.5×10-3m3=15N,故A正确,不符合题意;BD.由图象可知,木块刚刚漂浮时木块底部受到水的压强为900Pa,此时木块的重力等于木块受到的浮力,也等于下表面受到水的压力,G=F浮=F下表面=p下表面S=900Pa×0.01m2=9N,故B正确,不符合题意,D错误,符合题意;C.直到木块上表面与液面相平时,木块受到的浮力最大,由力的平衡条件可得,细线对木块的最大拉力为:F拉=F浮-G=15N-9N=6N,故C正确,不符合题意;故选D。