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文档简介

1、一、初中物理浮力类问题1 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 a 沉底, a 受到的浮力大于C b 漂浮, b 受到的浮力大于D b 沉底, b 受到的浮力大于b 受到的浮力b 受到的浮力a 受到的浮力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2cm 3, V 乙 8cm3,则甲、乙两种物质的密度分别为甲 = m甲 = 4g 3 =2g cm3 V甲 2cm乙 = m乙 =4g3 =0.5g cm 3V乙8c

2、m用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a 和 b,放在水中静止后甲水乙所以 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F浮 a水 gV排 水 gVF浮 b Gb mb g 乙Vg其中水 乙 ,所以F浮 a F浮 b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

3、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。2 在水平桌面上,有甲、乙两个完全相同的烧杯,甲、乙两杯中盐水的密度分别为乙。把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中漂浮在盐水表面,而在乙杯中甲和却悬浮在盐水中,经测量放入鸡蛋后甲、乙两杯中液面高度相同,如图所示,鸡蛋在甲、乙两杯中所受盐水压力的合力分别为F 甲和F 乙 ,鸡蛋所受的浮力分别为F甲 和 F乙 ,盐水对杯底的压强分别为p 甲和p 乙。则下列结论中正确的是()A F 甲 F 乙B F甲 F乙C 甲 乙D p 甲 p 乙【答案】 D【解析】【分析】【详解】AB由浮力产生的原因

4、可知鸡蛋在甲、乙两杯中所受盐水压力的合力即为浮力,甲中鸡蛋漂浮,浮力等于重力,乙中鸡蛋悬浮浮力等于重力,因此F 甲 =F 乙 , F甲 = F乙 ,故AB 错误;CD甲中鸡蛋漂浮,因此甲蛋,乙中鸡蛋悬浮,因此乙=蛋,因此甲乙,由pgh可知,深度相同,p 甲 p 乙 ,故C 错误, D正确;故选 D。3 将一密度均匀的正方体轻轻放入盛满浓盐水的大烧杯中,静止后有72g 浓盐水溢出;若将该物体轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有64g 煤油溢出(浓盐水密度为1.2 103kg/m 3,煤油密度为0.8 103kg/m 3) ,则以下选项不可能的是()A该物体前后两次所受浮力之比为9:8B该物体前后

5、两次排开液体体积之比为3: 4C该物体的密度为0.9103kg/m 3D该物体在煤油中可能沉底或悬浮【答案】 D【解析】【详解】A 因为大烧杯内原来装满浓盐水,所以,由阿基米德原理可知,物体在盐水中受到的浮力F 浮盐水 =G 排 =G 溢水 =m 溢水 g=0.072kg 10N/kg=0.72N 物体在煤油中受到的浮力F 浮煤油 =G 排=G 溢煤油 =m 溢煤油 g=0.064kg 10N/kg=0.64N 故该物体前后两次所受浮力之比为0.72N:0.64N=9:8故 A 不符合题意;B该物体前后两次排开液体体积之比为F浮盐水F0.72N0.64N浮煤油:=3:4:=103 kg / m

6、30.8 103 kg / m3盐水 g煤油 g 1.210N / kg10N / kg故 B 不符合题意;D由 F 浮=水 V 排 g 得排开水的体积V 排水 =F浮0.72N=6 10- 5m3=1.2 103 kg / m 3盐水 g10N / kg假设物体在盐水中悬浮或下沉,则物体的体积V=V 排水 =6 10- 5m3由于煤油的密度小于盐水,所以物体在煤油中一定下沉,则排开煤油的体积V 排煤油 =V=6 10- 5m3排开煤油的质量应该为m 排煤油 =煤油 V 排煤油 =0.8 103kg/m3 6 10- 5m3=0.048kg=48g因为 m 排煤油 64g,所以物体在盐水中不能

7、悬浮或下沉;可见,物体在盐水中一定漂浮,则物体的重力G=F 浮 =0.72N ,物体受到煤油的浮力F 浮煤油 =G 排=G 溢煤油 =m 溢煤油 g=0.064kg 10N/kg=0.64N因为 F 浮煤油 乙 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=gh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面的压力V 甲V 乙=V 丙,而容器对桌F=G

8、液+G 容器 =m 液 g+G 容器 =Vg+G 容器且 甲乙丙,所以甲容器对桌面的压力最大,故故选 D。D 正确。9 如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中上浮、下潜训练过程,下列对此潜艇分析正确的是()A潜艇下潜过程中浮力不断减小B潜艇上浮未露出海面的过程中浮力不断增大C潜艇悬浮时所受浮力等于同体积的海水所受的重力D潜艇是靠改变自身所受的重力和浮力实现上浮和下潜的【答案】 C【解析】【分析】【详解】A潜艇下潜过程中,排开海水体积不变、海水密度不变,根据F浮液 gV排 可知浮力不变,故 A 错误;B潜艇上浮时,未露出海面的过程中,排开海水体积不变、海水密度不变,根据F浮液 gV排

9、可知浮力不变,故 B 错误;C潜艇悬浮时完全浸没,排开海水体积等于潜艇的体积,根据阿基米德原理可知,所受浮力等于同体积的海水所受的重力,故C 正确;D潜艇浸没在海水中时,排开海水体积不变、海水密度不变,故浮力不会变化;根据浮沉条件可知,潜艇要上浮和下潜只能通过改变自身的重力来实现,故D 错误。故选 C。10 如图是工人将重 160 N 的物体匀速放下的过程,已知物体下降的距离为3 m,用时 3s,工人的拉力为50 N,工人质量为50kg(物体未浸入水中,且不计绳重及摩擦)设此时工人放绳的速度为v1, 滑轮组的效率1 ;如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为2,已知1 243(物体在水中仍匀速下

10、降,动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦,g 取 10 N/kg) 设当物体完全浸没在水中后物体所受的浮力为F 浮,工人对地面的压力为 F2.则()A v1=1 m/sB 1=62.5%。C F2 =525 ND F 浮 =120 N【答案】 C【解析】【分析】【详解】A物体下降速度为vh3m =1m/st3s因为有 4 段绳子,所以工人放绳的速度为v14v物4 1m/s4m/s故 A 不符合题意;B已知物体下降的距离为3 m,因为有 4 段绳子,所以绳子运动距离s4h43m12m放绳子的做的有用功W有用Gh160N3m480J放绳子的做的总功W总Fs50N12m600J滑轮组的效率1W有用10

11、0%480J 100% 80%W总600J故 B 不符合题意;CD物体未浸入水中时,不计绳重及摩擦,动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力,由 F1 (G动G ) 可得,动滑轮重力nG动 4FG450N160N 40N已知: 2=4: 3,则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为1231380%60%44物体完全浸没水中后,滑轮组对物体的拉力做的功为有用功,不计绳重及摩擦,克服动滑轮重力做的功为额外功,则此时滑轮组的机械效率W 有用F拉物 hF拉物60%2W 总F拉物 h G动hF拉物 40N解得 F 拉物 =60N;物体的重力为160N,根据公式可得F浮 =GF拉物 =160N-60

12、N=100N故 D 不符合题意;完全入水后,动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、 4 段绳子向上的拉力,由力的平衡条件可得4F绳F拉物G动则人对绳子的拉力F绳1 ( F拉物G动 )1 (60N40N)25N44因为物体间力的作用是相互的,所以绳子对人的拉力也为25N;人的重力为G人m人 g50kg10N/kg500N对人进行受力分析可知,人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力,则人受到竖直向上的支持力F支G人F绳500N+25N=525N因为物体间力的作用是相互的,则人对地面的压力为525N,故 C 符合题意。故选 C。11 A、 B 两个实心球的质量相等,密度之比AB

13、1 2将它们分别放入足够的酒精和水中,它们受到浮力,其浮力的比值不可能的是(33)()酒精 0.8 10kg/mA1 1B 85C 2A水D 2酒精B【答案】 D【解析】【分析】【详解】由题目我们可以推出,mA mB,AB,则 VAVBAB 2 1。我们可以选择以下几种状态进行分析:A、B 均漂浮,A酒精,B水,与已知不矛盾,这时F 浮 A 11, A 选项可能设 A、 B 都沉底, , B 选项可能设 A 漂浮, B 沉底,这时A酒精, CB水选项可能设 A 沉底, B 漂浮,A 应 酒精,B 2A 应有B酒精水 , B 不可能漂浮上述状态不可能,而这时的D 选项不可能,100cm2-33A

14、的薄壁圆柱形容器盛有适量的水。体积为210m 的木块漂12 如图 底面积为浮在水面上 ,有 2/5 的体积露出水面 ,如图甲。现将一底面积为25cm2、体积为 250cm 3 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 ()A木块 A 受到的重力为8NB丙图中 ,水对容器底部的压强相对于乙图减小了150Pa33C合金块B 的密度为3.2 10kg/mD丙图中 ,物块 B 对容器底部的压强为1600Pa【答案】 B【解析】【详解】A体积为 2 103cm3 的木块 A 漂浮在水面

15、上,有2 的体积露出水面,则排开水的体积5为:V排3 2 103 cm 31.2103 cm31.2 10 3 m35由阿基米原理 F浮A水 gV排 ,根据漂浮的特点:G A F浮 A 故物体的重力:GA水 gV排 1.0 103 kg/m3 10N/kg 1.2 10 3 m 12N故 A 项错误;BC在图乙中,由漂浮的特点:GBGAF 浮A -得:GBF浮 A由阿基米德原理:F浮 A水 gV排 A1.0 10 3 kg/m 310N/kg ( 43) 2 10 3m 34N55故 GB 4N ,合金块 B 的密度为:BGB10N/kg4N10 6 m 31.6103 kg/m 3gVB25

16、0乙图中, AB 都处于漂浮状态,而丙中,A 仍漂浮, B 沉于容器底部,乙图中:F浮 BGB丙中 B 受到的浮力:F浮 B水 gVB GB故两图相比, B 受到的浮力减小了:FB GB水 gVB 4N1.0103 kg/m3 10N/kg 250 10 6 m31.5N 由阿基米德原理,即排开水的重力减小了1.5N,因为柱形容器,故水对容器底部的压力减小了 1.5N,水对容器底部的压强相对于乙图减小:pF1.5N150PaS10010 4 m 2故 B 项正确, C 项错误;D以 B 为研究对象,受到的重力和浮力及容器底部对其的支持为平衡力,故有:GBF浮 BF水 gVB F由得:FGB水

17、gVB 1.5N由力的相互性,物块B 对容器底部的压力为1.5N,物块 B 对容器底部的压强为:pBF1.5N600PaSB2510 4 m 2故 D 项错误。13 鸡蛋浮在盐水面上,如图所示,沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉。在此过程中,鸡蛋受到的浮力F 随着加水量m 的变化图像可能是图中的()ABCD【答案】 D【解析】【分析】鸡蛋漂浮在水面上,浮力等于鸡蛋的重力,逐步加入清水,盐水的密度减小,当鸡蛋密度与盐水密度相同时,鸡蛋悬浮,浮力还等于鸡蛋的重力,随着清水的逐渐加入,盐水的密度逐渐减小,鸡蛋逐渐下降,当完全浸没后鸡蛋排开水的体积不变,根据浮力公式可知鸡蛋所受浮力逐渐减小。【详解】加入清水

18、的过程中,当鸡蛋漂浮和悬浮时,所受浮力等于鸡蛋的重力,则浮力不变;鸡蛋完全浸没后随着盐水密度减小,但鸡蛋排开水的体积不变,根据公式F浮液 gV排 可知,鸡蛋所受浮力逐渐减小,但浮力最小为排开水的重,不会减小为0,所以浮力最终趋于不变。故选 D。14 如图甲,将金属球和木球用细绳相连放入某种液体中时,木球露出液面的体积为它自身体积的1 ,当把细绳剪断后,金属球沉底,木球露出液面的体积是它自身体积的一半,这4时金属球受到池底对它的支持力为2N,如图乙,若已知金属球和木球的体积之比是1:8,则A金属球的重力为2NB绳子剪断前,木球所受的浮力为8NC金属球的密度为333 10kg/mD绳子剪断前后,两

19、球所受的总浮力相差1N【答案】 C【解析】【详解】ABC把绳子剪断后,木球漂浮,金属球沉底,此时金属球处于平衡状态,受到竖直向上的支持力、浮力和竖直向下的重力作用,由力的平衡条件可得:F 支持 +F 浮金 =G 金- 由物体漂浮条件可得:G 木=F 浮木 - 绳子剪断前,金属球受到竖直向上绳子的拉力F、浮力和竖直向下的重力作用,木球受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、绳子的拉力F,由力的平衡条件可得:F+F 浮金 =G 金- ,F 浮木 =G木 +F-由可得: F=F 支持 =2N-由可得:F 浮木 -F 浮木 =2N,因绳子剪断前木球排开水的体积V 排 =(1- 1 ) V 木 = 3 V

20、木,44绳子剪断后木球排开水的体积V 排 =( 1- 1 )V 木= 1 V 木22由阿基米德原理可得绳子剪断前后木球的浮力变化量:水 g3 V 木 -水 g1 V 木=2N,42解得: 水 gV 木 =8N- 则绳子剪断前,木球所受的浮力:F 浮木 =水 g(1- 1 ) V 木= 3 水 gV 木 = 3 8N=6N,444把 G=mg =Vg和 F 浮金 =水 gV 金 代入 式可得:F 支持 +水 gV 金=金 gV 金 ,整理可得:( - ) gV金=F支持=2N- 金水由、金属球和木球的体积之比是1: 8可得:3333,金 =3水 =31.0 10kg/m =3 10kg/mG 木

21、 =F 浮木 -F=6N-2N=4N,已知 V 金: V 木=1: 8,则金属球受到的浮力F 金浮 =水 gV 金 =水 g1 V 木 = 1 8N=1N;88金属球的重力G 金 =F 金浮 +F=1N+2N=3N,故 C 符合题意, AB 不符合题意;D绳子剪断前,木球和金属球整体漂浮,则总浮力F 浮前 =G 木+G 金 ,绳子剪断前后,两物体所受的总浮力之差为:F 浮前 -F 浮后 =( G 木+G 金 )-( G 木 +F 金浮 ) =G 金 -F 金浮 =F=2N,故 D 不符合题意15 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

22、案】B【解析】【分析】【详解】石头在船上,船和石头受到的浮力:F浮G总G船G石G船石V石 g ,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 ,F浮F船F石 ,由于船漂浮:F船G船 ,石头沉入水底:F石水 gV排 , F浮F船F石G船水 gV石 ,石水 ,由可得:F浮F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 。16 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

23、力计的示数分别为4.0N、 2.8N 和 2.5N。若盐水的密度为1.2 103 kg / m3 ,则下列结论正确的是()A物体 A 的密度为 3.2103 kg / m3B实验乙中,物体A 受到的拉力为1.0NC实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.2ND实验丁中,容器底部受到的压力等于0.3N【答案】 C【解析】【分析】【详解】A 实验甲、丙中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、 2.8N,则F 丙浮 =G- F 丙拉 =4.0N- 2.8N=1.2N由 F 浮 液 g V 排,且物体A 全部浸没,所以V物V排 =F丙浮1.2N1.0 104m3盐水 g1.2 103 kg / m3 10N

24、/kg物体 A 质量G4.0Nm0.4kgg10N/kg物体 A 的密度m =0.4kg4.0 103 kg / m3V物1.0 10 4 m3故 A 错误;B物体 A 在水中受到的浮力F乙浮水 gV排1.0 103 kg / m310N/kg1.0 10 4 m3 =1.0N在乙中物体A 受到的拉力F乙拉GF乙浮4.0N1.0N=3.0N故 B 错误;C在实验丙中弹簧测力计的示数 2.8N ,在实验乙中弹簧测力计的示数 3.0N。所以实验丙中弹簧测力计的示数比乙中小3.0N-2.8N 0.2N故 C 正确;D由甲、丙F 丙浮 G- F 丙拉 =4.0N- 2.8N=1.2N 根据实验丁中物体

25、 A 对烧杯底部的压力等于支持力F 支 G- F 丙浮 - F 丁拉 4.0N-1.2N-2.5N 0.3N同时容器底部也受到盐水对它的压力,所以压力大于0.3N,故 D 错误。故选C。17 相同的柱形容器内分别盛有不同液体。将两个完全相同的物体浸入液体中,当物体静止后两液面刚好相平,如图所示,则下列判断中正确的是A容器对地面的压力 F 甲 F 乙B液体密度 甲乙C液体对容器底部的压强 p 甲=p 乙D物体排开液体的质量 m 甲m 乙【答案】 A【解析】【详解】AB 因为物体在甲液体中漂浮,所以甲 物,物体在乙液体中悬浮,所以乙 =物 ,所以甲 乙,由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积,且甲液

26、体的密度大于乙液体的密度,根据m=V可知甲液体的质量大于乙液体的质量,根据G=mg 可知,甲液体的重力大于乙液体的重力,又因为容器的重力相等、物体重力相等,且在水平面上压力大小等于重力大小,所以F 甲 F 乙,故 A 正确, B 错误;C因为p= gh h相同, ,所以对容器底部的压强p p,故 C 错误;,甲乙甲乙D物体在甲液体中漂浮,物体受到的浮力等于物体重力;在乙液体中悬浮,物体受到的浮力等于物体重力,所以物体受到的浮力相等,即F 甲=F 乙;根据阿基米德原理可知,G 甲排 =G 乙排 ,根据 G=mg 可知物体排开液体的质量m 甲=m 乙,故 D 错误。18 底面积为的平底圆柱形容器内

27、装有适量的水,放置于水平桌面上. 现将体积为500cm3、重为 3N 的木块 A 轻放入容器内的水中,静止时如图甲所示. 若将一重为6N 的物体 B 用细绳系于 A 的下方,使A 恰好浸没在水中(水未溢出),如图乙所示,不计绳的重力及其体积. 则()333A物体 B 的密度为 1.5 10kg/mB物体 B 的体积为 150cmC容器对桌面的压强增加 800PaD绳子受到的拉力为 4N【答案】 A【解析】【分析】本题综合考查压强,浮力综合应用能力,选取合适的研究对象分析受力,结合浮力、压强有关知识求解。【详解】AB如图乙所示,A 恰好浸没在水中是,物体AB 悬浮,物体AB 所受浮力等于重力,即

28、F浮GAGB水 gV排GA GB排开水的总体积为V排GAGB =3N+6N9 10 4 m3900cm 3水 g1.0103kg m310 N kg3又因为物体A 的体积为 500cm ,所以物体 B 的体积为VBV排VA900cm3500cm3400cm3物体 B 的质量为mBGBg6N10N kg0.6kg=600g物体 B 的密度为B = mB600g1.5g cm 31.5 103 kg m3VB400cm 3故 A 项符合题意,B 项不符合题;C放上 B 物体后,桌面对容器的压力增大了F压 =G B =6N容器对桌面的压强增加pF6N=600PaS100 10 4 m2故 C 项不符合题;D以 B 物体为研究对象, B 物体受到向上的浮力和绳子对它的拉力作用,受到向下的重力作用,即F浮F拉G又因为 B 物体所受浮力为F浮B水 gVB1.0 1

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