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文档简介
初物培优(重高自招竞赛)之第10章浮力较难2
原题
--阿基米德原理的应用(共19小题)
I.(2014•宁波自主招生)密度为0.6X103千克/米3的木块漂浮在水面上时,露出的体积是
Vi,漂浮在密度为0.8X1()3千克/米3的煤油中,露出的体积为V2,那么Vi和V2的关系
是()
A.Vi>V2B.Vi=V2C.Vi<V2D.3VI=4V2
3
2.(2013•攸县校级自主招生)把一金属块浸没在盛有酒精的杯中时:pm=0.8g/cm),从
杯中溢出16g酒精,若将该金属块浸没在盛满水的杯中时,从杯中溢出水的质量是()
A.一定是20gB.可能是16gC.一定是16gD.可能是24g
3.(2012•南充自主招生)如图所示,甲、乙两个实心小球,体积分别为V甲、V乙,密度分
别为p甲、p乙,质量分别为m甲、m乙,两个容器A、B中装有密度分别为pi、p2的液
体,已知它们的密度关系为piVp甲Vp乙Vp2,则()
A.若丫甲=丫乙,将甲、乙都放入容器A中,静止时二者所受浮力之比为p甲:p乙
B.若丫甲=丫乙,将甲、乙都放入容器B中,静止时二者所受浮力之比为pi:P2
C.若n^i=m乙,将甲、乙都放入容器B中,静止时二者所受浮力之比为p乙:p甲
D.若=m乙,将甲、乙分别放入容器A、B中,静止时二者所受浮力之比为pi:p
甲
4.(2012•顺庆区校级自主招生)如图所示,在底面积是Si的圆柱形容器中,注入深为h的
水后,再把一横截面积为S2的金属圆柱体立于容器中,若圆柱体露出水面,容器中水不
溢出。则下列说法中正确的是()
A.水对容器底部的压力为F压=p水ghSi
B.水对容器底部的压强为p=p水gSih/(Si-S2)
C.金属圆柱体所受的浮力为F/=p水gS2h/(Si-S2)
D.水对容器底部的压力为F压=p>KgSih/(Si-S2)
5.(2009•镜湖区校级自主招生)一个合金块在密度为pi的液体中称时,弹簧秤的示数为Fi,
在密度为P2的液体中称时,弹簧秤的示数为F2,则此合金块的密度为()(称量过
程中金属块全部浸没在液体中)
(P1&-P2F1)
,(F1-F2)
(。抵-P2F1)
,(尸2-%)
(。1&-02尸2)
,(―
(。1尸]一。2尸2)
,(七一尸1)
6.(2007•武侯区校级自主招生)一块石头和玩具气球连在一起,投入水中后下沉,当气球
完全浸没后,在继续下沉过程中石块和气球所受的总浮力将()
A.越来越大B.越来越小
C.保持不变D.以上结果都有可能
7.(2015•宁波自主招生)如图甲所示,盛水容器底部连接一竖直弹簧,弹簧上端连接立方
体木块A,木块刚好完全浸没化水中。现打开容器侧面底部的阀门B,使水缓慢流出,直
至木块A完全离开水面。记录得到弹簧弹力大小F与木块顶部露H水面的高度h的关系
如图乙所示。已知水的密度p^uLOXl^kg/n?。下列正确的是()
A.hi:h2=l:3B.hi:h2=2:5
C.木块的密度等于1p水D.木块的密度等于|p水
8.(2010•镜湖区校级自主招生)把一个小球轻轻放入盛满水的杯子中,溢出了100g水,则
小球的质量可能是()
A.105gB.100gC.95gD.110g
9.(2009•宜宾自主招生)爱动脑筋的小明同学喜欢用家中的器具探究物理问题。有一天,
他将一只盛满水的小桶放在水平地面上的一只空盆中,手拿一个密封的空易拉罐,慢慢
浸入盛满水的小桶中,如图所示。在易拉罐浸没水中以前,下列分析正确的有()
A.易拉罐受到水的浮力逐渐增大
B.水平地面受到盆的压力保持不变
C.桶内的水对桶底的压强逐渐增大
D.手对易拉罐向下的压力逐渐增大
10.(2014•宁波自主招生)用一只气球拴着一个重物,使重物沉入水底,如图所示。已知物
体重为5.4N,如果气球的质量不计,当温度为10C时,气球的体积为300cm3,重物对容
器底部的压力为0.4N,温度上升至时,重物对容器底部的压力刚好为0,则此时气球
的体积为cm\(g取ION/kg)
11.(2014•宁波自主招生)质量相等的两个实心小球甲和乙,已知它们的密度之比是2:3o
现将甲、乙两球放入盛有足够多水的烧杯中,当甲、乙两球静止时,水对两球的浮力之比
为6:5,由此可推算出甲球的密度为kg/m\
12.(2013•黄陂区校级自主招生)如图所示,有两个小球M和N,密度分别为PM和PN.图
甲中,细线的一端固定在杯底,另一端拴住小球M使其浸没在水中静止;图乙中,细线
的一端固定在杯底,另一端拴住小球N使其浸没在油中静止。小球M所受重力为GM,
体积为VM;小球N所受重力为GN,体积为VN.小球M和N所受细线的拉力大小相
等,所受浮力分别为FM和FN.已知水的密度为p水,油的密度为p油,且p家>p油>PN
13.(2013•黄冈自主招生)如图所示,面积较大的水池内水深为H,水面上浮着一边长为a、
质量为m的正方体物块,物块的一半体积浸在水中。现用力将木块缓慢地压入水中直到
池底,则从木块刚好浸没水中开始到最终压在池底的过程中,池中水的能量增加
T_________
------------------------H
二二二二二二二二j
14.(2012•江油市校级自主招生)龙芳同学将一重4.0N的金属筒容器,开口向上放入水中,
有5的体积露出水面;如在筒内装入lOOcn?的某种液体后,金属筒的品的体积没人到水
中;则金属筒的容积是n?(筒壁厚度不计),装入金属筒内液体的密度
是O
15.(2012•东城区校级自主招生)不溶于水的实心球重12N,体积为1.5dn?,若把它轻轻地
放入足够大且装满了水的桶里,静止时,球受到的浮力的大小为N:从桶中溢出
的水的质量的大小为kg.(取g=10N/kg)
16.(2010•涪城区校级自主招生)把一个质量为1kg、体积为2dm3的物体抛入足够宽和深
的水中,则物体稳定后受到的浮力为。(取g=9.8N/kg)
17.(2009♦广德县校级自主招生)将一个密度为OgxiNkg/n?的实心小球,先后放入水和
酒精当中,则小球排开水的体积与排开酒精的体积之比为;小球在水和酒精中
33
所受浮力之比是(pinffi=0.8X10kg/m)
18.(2009•长汀县校级自主招生)质量相等的两个实心小球甲和乙,已知它们的密度之比是
p甲:p乙=2:3.现将甲、乙两球放入盛有足够多水的烧杯中,当甲、乙两球静止时,水
对两球的浮力F甲:F乙=6:5,两球的密度分别是和。
19.(2014•宁波自主招生)如图所示,B.C是体积均为lOcn?的实心铜块.当B浸没在酒
精中时,木块A恰能在水平桌面上向左匀速运动。若用铜块D替换C,使A在桌面上向
33
右匀速运动,则D的质量应为克。(p«=8.9g/cm,pinw=0.8g/cm,铜块B始
终浸没在酒精中且不与酒精反应,酒精与B之间的摩擦以及滑轮处的摩擦均忽略不计。)
二,浮力大小的计算(共3小题)
20.(2013•黄州区校级自主招生)水平桌面上的烧杯内装有一定量的水,轻轻放入一小球后,
从烧杯中溢出了50g的水,则下列说法正确的是()
A.小球所受的浮力可能小于0.5N
B.小球的质量可能小于50g
C.小球的体积可能小于50cm3
D.小球的密度可能小于l.Og/cm3
21.(2007•海淀区校级自主招生)如图示,装有石块的小船浮在水面上时所受浮力为Fi,当
把石块投入水中后,石块所受浮力为F2,池底对石块的支持力为N,下列判断中不正确
的是()
二)因brz
A.空船所受浮力为Fi-F2-N
B.池底所受水的压力减小
C.石块所受重力等于Fi-F2
D.船排开水的体积减小了竺”
P胆
22.(2013•江油市校级自主招生)如图甲所示,在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯
上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。
如图乙所示,圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象,则
圆柱体的体积是m3:圆柱体的密度是kg/m3.(BXg=1ON/kg)
三.探究影响浮力大小因素的实验(共3小题)
23.(2013•赫山区校级自主招生)小刚同学用一个弹簧测力计,一个金属块、两个相同的烧
杯(分别装有一定量的水和酒精),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。如图表
示探究过程及有关数据。
(1)物体完全浸没在酒精中麻受的浮力是No
(2)根据图中的实验数据,该金属块的密度是kg/m3o
(g取1ON/kg)
24.(2012•金东区校级自主招生)翔翔在家探究鸡蛋受到的浮力大小与哪些因素有关,如图
所示。请仔细观察图示并回答下列问题:
(1)从A、B两图可知,鸡蛋在水中受到的浮力大小是No
(2)根据B、C两实验,他就得出鸡蛋受到的浮力大小与液体的密度有关,你认为对
吗?,理由是o
(3)在图实验中,你还可以观察到什么现象?(写出一个)o
25.(2009•梦城区校级自主招生)将你一只手的食指浸人水中,请设计一个实验测出食指受
到的浮力。
(1)写出你所需要的实验器材:
(2)简述实验主要步骤,要求写出所要测量或记录的物理量(用字母表示)。
实验步骤:用测出空烧杯的:向
中灌满水,然后将食指插入,
用盛接排出的水;测出水和烧杯的总质量一
(3)F泞的表达式是(用字母表示)。
四.物体的浮沉条件及其应用(共25小题)
26.(2016♦宁波自主招生)如图所示,密度均匀的长方体木块漂浮在水面上。若将木块虚线
以下的部分截去,则()
A.木块和水面均下降,且下降的高度相同
B.木块和水面均下降,且木块下降的高度更大
C,木块和水面均下降,且水面下降的高度更大
D,木块下降,水面上升,且变化的高度不相同
27.(2015•宁波自主招生)如图所示,一冰块下面悬吊一物块A,正好悬浮在水中,物块A
的密度为p,且1.4X103kg/m3〈pV2.0X103kgzm3,冰块熔化后,水面下降了1cm。设量
筒的内横截面积为50cm2,冰的密度为0.9Xl()3kg/m3,水的密度为1.0Xl()3kg/m3,则可
判断物块的质量可能为()
A.0.04kgB.0.08kgC.0.16kgD.0.24kg
28.(2015•宁波自主招生)如图a所示,在盛有水的圆筒形容器内,铁块甲放在木块乙上,
木块乙浮在水面上,木块受到的浮力为F,水对容器底部的压强为p,水面距容器底部的
高度为h。现将甲取下并用轻绳系在乙的下方,如图b所示,则对此时有关的说法中正确
的有()
①F减小②p减小③h不变④木块露出水面的体积增大
A.B.®@®C.①®©D.只有③④
29.(2012•蚌山区校级自主招生)同一木块甲,先后两次分别在物体乙和丙的作用下,都恰
能停留在水面下,如图所示,则下面说法错误的是()
B.乙的质量一定比丙的质量大
C.乙的质量一定比甲的质量小
D.乙的密度一定比甲的密度大
30.(2012•青羊区校级自主招生)图所示容器内放有一长方体木块M,上面压有一铁块m,
木块浮出水面的高度为h](图a);用细绳将该铁块系在木块的下面时,木块浮出水面的
高度为h2(图b);将细绳剪断后(图c),木块浮出水面的高度h3为()
P铁P铁
A.hi+=-(h2-hi)B.h2+—(h2-h|)
P水P水
C.hi+3(h-hi)P铁
2D.h2d-----(hi-hi)
P水P木
31.(2010♦合肥校级自主招生)如图所示,气球和铁块用细线连在一起,恰能悬浮在盛水的
圆柱形容器内,如图所示位置,若把气球向下压一段距离(水足够深),则气球和铁块的
沉浮情况及铁块所受的浮力大小将()
■■■.■■■―
■.■
-----.Tr-------
A.下沉,变小B.下沉,不变C.下沉,变大D.悬浮,不变
32.(2010•自流井区校级自主招生)质量相等的甲、乙两实心小球,密度之比p甲:p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
()
2554
A.gp水B.1p水C.gp水D.gp水
33.(2009•蚌山区校级自主招生)将一个体积不随温度变化的物体放入盛水的烧杯中,当烧
杯中的水温为5℃时,物体恰好悬浮在水中处于静止。此时在烧杯周围放置一些碎冰,使
水温缓慢地降至0C,在此过程中,浸在水中的物体的运动情况是()
A.一直向上运动
B.一直向下运动
C.先向下运动,后又向上运动
D.先向上运动,后又向下运动
34.(2(X)9•顺庆区校级自主招生)一个大容器中装有部分水,水中有个小容器,且在小容器
中有一木块(P木VpQ,如图所示。若将木块轻轻放入水中,则()
A.水面会上升B.水面会下降
C.水面高度不变D.水对容器底的压强增大
35.(2006•蚌山区校级自主招生)将一实心小球分别放入足量的水、酒精中,小球静止时所
受的浮力分别为0.9N、0.8N,=0.8X103kg/m3,则小球的密度为()
A.1.125X103kg/m3B.0.8X103kg/m3
C.1.7X103kg/m3D.0.9X103kg/m3
36.(2011•黄冈校级自主招生)已知小球A能在水中悬浮,小球B能在水中下沉,小球C
能漂浮在水面上。现将三个小球放在一只盒内,然后把小盒漂浮在盛水的容器里,则下
列判断正确的是()
A.只把小球A从小盒中拿出放入水里,容器中水面下降
B.只把小球B从盒中拿出放入水中,容器中水面下降
C.只把小球C从盒中拿出放入水里,容器中水面高度不变
D.任意把A、B、C三小球中的一个从盒中拿出放入水里,容器中水面高度都不变
37.(2009•涪城区自主招生)体积相同的铜、铁、铝三个小球,同时轻轻放入盛水的烧杯中,
铜球上浮,铝球下沉,静止后,如图所示,则下面判断正确的是()
一①.........
…二⑥二二二
•二二二⑥一
A.铝球一定是实心的,铜、铁两球一定是空心的
B.三个小球的浮力关系:F$=F铁,F铜
C.三个小球的质量关系:m铝>m铁>
D.铝球对杯底可能没有压力作用
38.(2007•武侯区校级自主招生)水面上浮有一块的冰,冰中包有其它的实心物体。当
冰全部熔化后,关于液面升降的正确判断是()
A.如果冰中包的是铁,冰全部熔化后,水面下降
B.如果冰中包的是0℃的水,冰熔化后,水面上升
C.如果冰中包的是密度比水小的木块,冰全部熔化后,水面不变
D.如果冰中包的是密度比水小的液状油,且油不溶干水,当冰全部熔化后,油面将和
原来的水面一样高
39.(2015•宁波自主招生)把质量为50g的小木块放入底面积为lOOcn?的盛有水的小圆筒
内,小木块的一半浮于水面上。再把小圆筒放入盛有水的大圆筒中,能浮于水面上,此时
大圆筒内水深hi为20cm,底面积为400cm2,小圆筒底离大圆筒底距离h2为10cm,如
图所示。(g=10N/kg)
(1)小圆筒整个装置质量为kgo
(2)若把小木块从小圆筒中取出后放入大圆筒内,稳定后大圆筒1的水对底部的压强为
40.(2015•宁波自主招生)某同学想知道某种液体的密度.但由于条件所限.他不能直接测
出这种液体的质量或重力,于是他就利用学过的浮力知识设计了一种求密度的方法:先
1C
将重1N的小金属筒,口朝上放入水中,筒有鼻的体积浸没在水中;然后他取100cm3的这
种液体装入小筒,将筒又放入水中,筒的工体积露出水面。通过计算他知道了这种液体
的密度,请问这种液体的密度是。
41.(2015•宁波自主招生)一个密闭铝盒,恰能悬浮在的水中,在水温从下降到
的过程中,关于铝盒的运动,某同学根据在相同的条件下,固体膨胀得比液体少,得出
“铝盒先上浮至水面,后又悬浮于水中”的结论。而另一同学在课外书上得知:物质热胀
冷缩的程度可用体膨胀系数来表示,物质体膨胀系数的绝对值越大,它的体积随温度变
化越明显,如表是水的体膨胀系数:
温度/℃1234567
体胀系数(X10-4.9-3.1-1.501.73.24.6
'5/r)
而铝在1C到7c这一温度范围内,体膨胀系数恒为7.1Xl(r5c.在水温从7c下降到
1℃的过程中,铝盒的运动将是,理由是O
42.(2014•芜湖校级自主招生)某地质勘探队将设备装在木筏上渡河,若不载货物,人和木
筏共重为G,木筏露出水面的体积是木筏总体积的1/3,则此木筏的载货重至多
为o
43.(2012•南充自主招生)边长为1dm的正立方体木块,漂浮在酒精液面上,有一半的体
积露出液面,如图甲所示,将木块从底部去掉一部分,粘上体积相同的玻璃后,投入某种
液体中,它仍漂浮,如图乙所示,此时液体对它竖直向上的压强为980Pa,酒精和玻璃的
密度分别为p治祐=0.8Xl()3kg的3,p跛坳=24xi()3kg/m3,胶的质量和体积忽略不计,则
玻璃的质量是kg.(g=10N/kg)
------二1——1///〃〃1.
--—----
一亩------------------吃一
44.(2012•岐山县自主招生)如图所示,两个体积、质量均不同的物块A、B分别浮在U形
水槽的左、右臂的水面上,mA>mB.将水槽支于O点,水槽恰好平衡。若将物块A、B
交换位置,则水槽(选填:左端向下倾斜:仍保持平衡:右端向下倾斜):若
将物块B从水槽右臂取出,叠放到物块A上。则水槽(选填:左端向下倾斜;
仍保持平衡;右端向下倾斜)。
三/三1_吼上
MM■■■ABMW
.WMM**———■
卜二二w」
45.(2010•成都校级自主招生)如图是吴林利用U形压强计改装成的测液体密度的密度计。
A为固定支架,其作用是保证橡皮膜在不同的液体中深度均为2cm.U形管盛水,其右
管标有刻度值,为了便于读数,在U形管右管有一个指示液面位置(刻度值)的质量为
1g的实心红色浮标,刚好有一半体积浸没在水中。未测量时,U形管水面刚好与a相平,
读数时,读取浮标所对的浮刻度值即可。该浮标的密度是kg/m3,当橡皮膜放入
某液体中,浮标指示在b处,ab之间的距离为2cm,则b处的刻度值是。
46.(2009•武侯区校级自主招生)一空心金属球恰好可悬浮于10摄氏度的水中,当水温从
10摄氏度下降到1摄氏度的过程中,该金属球会o
47.(2014•宁波自主招生)如图所示,正方体木块漂浮在氯化钠溶液里,有总体积的三露出
液面,不可伸长的悬绳处于松弛状态。已知绳子能承受的最大拉力为5牛,木块边长为
0.1米,容器底面积为0.03米2,容器底有一阀门K.(g取10牛/千克,溶液的密度为1.2
X1()3千克/米3,计算结果保留2位小数)
求:(1)木块的密度是多少?
(2)打开阀门使液体缓慢流出,当细绳断裂前一瞬间关闭阀门,此时木块排开液体的体
积为多少?
(3)在细绳断后,木块再次漂浮时,容器底受到液体的压强与断绝前的瞬间相比,容器
底受到液体的压强改变了多少?
48.(2011•庐阳区校级自主招生)在一圆柱形容器中盛有水,水面漂浮着一个小容器,当将
一个实心球放入小容器中后,大容器中的水面上升的高度是7cm,如如图所示,若把这
个实心球从小容器中取出放入大容器中的水里后,水面又降低了2cm,求这个实心球的
密度是多少?
49.(2009•梦城区校级自主招生)一只圆柱形的蜡烛竖直漂浮在水面上,水面以上的高度为
hi,水面以下的深度为h2,求这支蜡烛的密度。
50.(2008•罗田县校级自主招生)试证明:漂浮在水面上的冰块完全熔化后,水面的高度不
变。
参考答案与试题解析
阿基米德原理的应用(共19小题)
I.(2014•宁波自主招生)密度为0.6X103千克/米3的木块漂浮在水面上时,露出的体积是
Vi,漂浮在密度为0.8X103千克/米3的煤油中,露出的体积为V2,那么Vi和V2的关系
是()
A.Vi>V2B.Vi=V2C.Vi<V2D.3VI=4V2
【考点】阿基米德原理的应用;物体的浮沉条件及其应用.
【专题】计算题.
【分析】木块分别漂浮于水面和煤油面上时,木块均处于漂浮状态,根据阿基米德原理
和物体的漂浮条件可知F浮=「液丫井g=G木=p木丫8,设木块的体积为v,可求排开液体
的体积与木块体积的关系,进而求出露出的体积与木块的体积关系;据此分析得出在水
和煤油中露出体积的大小关系。
【解答】解:设木块的体积为V,
;木块漂浮于水面,
**•F浮=G木,
「F浮=p水v推ig,G木=p木vg,
•'•P水v打ig=G木=。木vg,
/.v:v=p水:p水=0.6XItPkg/m':1X103kg/m3=3:5,
••vi:v—2:5,
即Vl=|v;---------------------①
同理:
・・,木块漂浮于燥油面,
F浮'=G木,
,•*Fn'=P煤油v排2g,G木=「木丫8,
;・P煤油V村2g=G木=p木vg,
・'・v弁2:v=p木:p煤油=0.6Xl()3kg/m3:0.8X103kg/m3=3:4,
/.V2:v=1:4,
即V2=1v;--------------------------------------------------②
由①②可得:
21
vi:V2=cv:-v=8:5«
34
故选:Ao
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,能分析得出
木块露出液面的体积和木块体积的关系是本题的关键。
2.(2013•攸县校级自主招生)把一金属块浸没在盛有酒精的杯中时[p*=0.8g/cm3),从
杯中溢出16g酒精,若将该金属块浸没在盛满水的杯中时,从杯中溢出水的质量是()
A.一定是20gB.可能是16gC.一定是16gD.可能是24g
【考点】密度公式的应用;重力的计算;阿基米德原理的应用.
【专题】推理法;浮力.
【分析】因为题干中:金属块浸没在盛有酒精的杯中,所以杯中的酒精可能是满的、也可
能是不满的。
先假设酒精满时,金属块在酒精中受到的浮力等于它排开的酒精的重力,根据浮力公式
可求金属块的体积,浸入水中后,金属块的体积不变,根据公式可求在水中受到的浮力,
也就是排开水的重力,进一步求出水的质量;再假设酒精不满时,则金属块的体积大于
溢出的酒精的体积,则金属块浸没在盛满水的杯中时,从杯中溢出水的质量变大。
【解答】解:(1)若原来盛满酒精,金属块在酒精中受到的浮力:
•・•金属块浸没在盛有酒精的杯中,
.・.金属块的体积v=v排消精=等密
P酒精
•・•若将该金属块浸没在盛满水的杯中时。V排水=v,
•・・溢出水的质量m注水=m指水=p水V=p-X,酒将=lg/cm3><门J[~~=20g。
P酒精u.ug/cm
(2)若原来盛满酒精的杯中没有盛满酒精,金属块的体积大于溢出酒精的体积;
•・•将该金属块浸没在盛满水的杯子中,金属块排开水的体积等于金属块的体积,
・•.金属块排开水的质量一定不是20g,应比20g还要大,可能为24g。
故选:D。
【点评】本题考查浮力、体积、排开水的重力、排开水的质量的计算,关键是杯中盛有的
酒精是否盛满不能判断,一定不要按照盛满酒精解答了;难点是知道前后金属块的体积
不变,排开液体的体积就等于自身的体积,排开液体的重力就等于所受的浮力。
3.(2012•南充自主招生)如图所示,甲,乙两个实心小球,体积分别为V甲,V,,,密度分
别为p甲、p乙,质量分别为m甲、m6,两个容器A、B中装有密度分别为pi、p2的液
体,已知它们的密度关系为pi〈p甲Vp乙Vp2,则()
A.若丫甲=丫乙,将甲、乙都放入容器A中,静止时二者所受浮力之比为p甲:p乙
B.若丫甲=丫乙,将甲、乙都放入容器B中,静止时二者所受浮力之比为团:P2
C.若n^i=m乙,将甲、乙都放入容器B中,静止时二者所受浮力之比为p乙:p甲
D.若m甲=m乙,将甲、乙分别放入容器A、B中,静止时二者所受浮力之比为pi:
【考点】密度公式的应用:阿基米德原理的应用;物体的浮沉条件及其应用.
【专题】推理法.
【分析】A、将两球都放入A容器中,由于piVp甲Vp乙,两球都将下沉,因为V“i=V
乙,所以排开液体的体积相同,由阿基米德原理得出浮力关系;
B、将两球都放入B容器中,由于p甲Vp乙Vp2,两球都将漂浮,根据物体的漂浮条件和
密度公式得出浮力关系;
C、将两球都放入B容器中,由于p甲Vp乙〈P2,两球都将漂浮,浮力等于各自的重力,
若111甲=01乙,根据物体的漂浮条件得出浮力关系;
D、当两球质量相等时,将甲、乙两球分别放入A、B容器中,由于•piVp甲Vp乙Vp),
甲在A中下沉,利用阿基米德原理求浮力;乙在B中漂浮,利用漂浮条件求浮力,再确
定二者关系。
【解答】解:
A、当丫甲=丫乙时,将两球都放入A容器中,由于piVp甲Vp乙,两球都将下沉,口=
G揖,Fip:F乙=plV甲g:piV乙g=l:1,故A错;
B、当丫甲=丫乙时,将两球都放入B容器中,由于p甲Vp乙Vp2,两球都将漂浮,浮力
等于各自的重力,F甲:F乙=G甲:6乙=口1甲g:m乙g=p甲V甲g:p乙V乙g=p甲:p乙,
故B错;
C、将两球都放入B容器中,由于p甲Vp乙Vp2,两球都将漂浮,浮力等于各自的重力,
若mrp=m乙,F甲:尸乙=6甲:G乙=m“ig:m乙g=l:1,故C错;
D,当两球质量相等时,将甲,乙两球分别放入A、B容器中,由于piVp甲Vp乙Vp2,
甲在A中下沉,乙在B中漂浮,
Vm甲=m乙,
•»P甲Vi|i=p乙V乙,
F甲:F乙=p|V甲g:p乙V乙g=p1g:p乙V乙g=pl:p甲,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、密度公式、物体的沉浮条件的掌握和运用,关
键知道当物体密度大于液体密度时,物体下沉,物体密度小于液体密度时,物体漂浮,物
体密度等于液体密度时,物体悬浮。
4.(2012•顺庆区校级自主招生)如图所示,在底面积是Si的圆柱形容器中,注入深为h的
水后,再把一横截面积为S2的金属圆柱体立于容器中,若圆柱体露出水面,容器中水不
溢出。则下列说法中正确的是()
A.水对容器底部的压力为F压=0水81151
B.水对容器底部的压强力p=p*gS由/(Si-S?)
C.金属圆柱体所受的浮力为F,B=P水gSzh/(SI-S2)
D.水对容器底部的压力为F压=p;^gS]h/(Si・S2)
【考点】压强的大小及其计算;阿基米德原理的应用.
【分析】利用容器的底面积和水深h可求出水的体积,再除以减小后的底面积可求出放
入金属圆柱体后的水深,这样复可以求压强,并利用浮力的公式表示出浮力了,最后再
与各选项进行比较即可。
【解答】解:容器中水的体积=11乂5”
放入圆柱体后水深为白3,
Sif
・・・V产S2X悬,
.\Fif=pgV}|f=pghS2Si/(Si-S2),
・••水对容器底部的压强为p=p水gSih/(Si-S2),
又•・•放入圆柱体后,它受到的水的浮力,同时也会对底面产生相应的压强,
・••水对容器底部的压力为F压=p水ghS]+F浮,
・•・选项A、C、D均错误,只有选项B符合题意。
故选:Bo
【点评】解决此题的关键是要对液面的深度,排水的体积,容器底面积的变化等进行正
确的分析,并能利用相应的公式进行计算。
5.(2(X)9•镜湖区校级自主招生)一个合金块在密度为pi的液体中称时.弹簧秤的示数为Fi,
在密度为P2的液体中称时,弹簧秤的示数为F2,则此合金块的密度为()(称量过
程中金属块全部浸没在液体中)
,(尸1-尸2)
口(。1尸2一。2&)
D.
(七-F1)
C(。11一。2尸2)
(&-尸2)
D(。出一。2/2)
,(治一尸1)
【考点】密度公式的应用;重力的计算;阿基米德原理的应用;浮力大小的计算.
【专题】方程法;密度及其应用.
【分析】设合金块的密度为p、体积为V,利用称重法Fs?=G-F示,即p液V)"g=pVg
-F示列方程求解。
【解答】解:设合金块的密度为p、体积为V,合金块重G=pVg,
在密度为pi的液体中受到的浮力:
F浮i=G-Fi,
即:p|Vg=pVg-F|,-----------------------------------------①
在密度为P2的液体中受到的浮力:
F泞2=G-F2,
即:p2Vg=pVg-F2,------------------------------------------------②
②-①得:
p2Vg-p|Vg=F|-F2,
可得:
V=々f
"Pl)。
代入①得:
pRg-FiFi%~1。2一。1)
P-VgP1F户2叫F2T
二l
(。2-Pi)g9
_F2Pl-FlPi-FlPz+'lPl_。产2-。2/1
F2fF2f
故选:Bo
【点评】本题考查了学生对密度公式、重力公式、称重法测浮力的掌握和运用,熟练解方
程是本题关键、易错点。
6.(2007•武侯区校级自主招生)一块石头和玩具气球连在一起,投入水中后下沉,当气球
完全浸没后,在继续下沉过程中石块和气球所受的总浮力将()
A.越来越大B.越来越小
C.保持不变D.以上结果都有可能
【考点】阿基米德原理的应用;物体的浮沉条件及其应用.
【分析】在水中下沉的过程中,所处的深度增加,根据液体压强公式得出石块和气球受
到的压强增大,气球的体积将逐渐减小(排开水的体积逐渐变小),再根据阿基米德原理
分析它们受到浮力的大小变化。
【解答】解:•・•石块和玩具气球在水中下沉,
・••所处深度增大,
Vp=pgh,p水不变,
石块和玩具气球受到水的压强增大,这样气球的体积逐渐减小,
它们浸没在水中,
・•・排开水的体积逐渐减小,
,;F浮=p水丫排g,p水不变,
・•・它们受到浮力的大小逐渐减小。
故选:Bo
【点评】本题考查了学生对液体压强公式、阿基米德原理的掌握和运用,能分析得出气
球在水中下沉的体积变化情况是本题的关键。
7.(2015•宁波自主招生)如图甲所示,盛水容器底部连接一竖直弹簧,弹簧上端连接立方
体木块A,木块刚好完全浸没在水中。现打开容器侧面底部的阀门B,使水缓慢流出,直
至木块A完全离开水面。记录得到弹簧弹力大小F与木块顶部露H水面的高度h的关系
如图乙所示。已知水的密度p水uLOXlOakg/nR下列正确的是()
【考点】阿基米德原理的应用.
【专题】应用题;图析法;重力、弹力、摩擦力;浮力;浮沉的应用;分析、综合能力.
【分析】(1)根据C点时木块的状态对木块进行受力分析,进而判断CD段弹簧是被压
缩还是被拉伸;根据C点木块的受力情况求出弹簧弹力与弹簧的压缩量之间的关系式;
D点时,木块处于漂浮状态,E点时木块A完全离开水面,根据E点木块的受力情况求
出弹簧弹力与弹簧的压缩量之间的关系式;然后联立即可求出比值;
(2)根据C点和E点木块的受力情况时得出受力平衡得出力的表达式,然后根据阿基
米德原理和G=mg=pVg即可求出木块的密度。
【解答】解:(1)根据图象可知,C点木块A刚好完全浸没在水中,
因为P木>p木,所以此时木块所受的浮力大于木块的重力,即F浮>G木,
则弹簧对木块有竖直向下的拉力,弹簧被拉伸,由此可知CD段弹簧处于伸长状态;
设弹簧每伸长1cm受到的拉力为F;则此时弹簧的拉力:Fo=Fhi--------------------
-------①
在D点时,弹簧弹力F=ON,弹簧处于原长,此时木块漂浮在水面上,
在E点木块A完全离开水面时,弹簧被压缩,此时弹簧的压缩量为△h=h2-%,
则弹簧的压力:2Fo=F4h=F(h2・hi),------------------------------------------------②
由①②可得:2Fhi=F(h2-h|),
所以,hi:h2=l:3,故A正确,B错误;
(2)在C点木块完全浸没时,木块排开水的体积V,*=V(),
此时弹簧的弹力Fo=F浮・G木,----------------------------------③
在E点木块A完全离开水面时,弹簧被压缩,此时弹簧弹力等于木块的重力,
即弹簧弹力:2F0=G*------------------------------------------------------④
由③④可得:2(F浮-GQ=G木,
即:2(p水gVo-p木gVo)=p4<gVo,
所以,木块的密度p木=羡p水,故C错误,D正确。
故选:ADo
【点评】此题考查了学生对浮力的计算、物体浮沉条件的理解与掌握,明确弹簧因受力
不同形变不同和木块浸没时弹簧对木块有向下的拉力、木块离开水后弹簧对木块有向上
的支持力是正确解答的关键,有一定难度。
8.(2010•镜湖区校级自主招生)把一个小球轻轻放入盛满水的杯子中,溢出了100g水,则
小球的质量可能是()
A.105gB.100gC.95gD.110g
【考点】阿基米德原理的应用;物体的浮沉条件及其应用.
【分析】在盛满水的杯子里轻经放入小球,溢出100g水,即排开了100g水,利用阿基
米德原理可求小球受到的浮力;但小球在烧杯内有三种可能:一是下沉,二是悬浮,三是
漂浮,就这三种情况分析得结论。
【解答】解:把一个小球轻轻放入盛满水的容器中:
(1)若小球下沉,
•;F浮VG球,即:G球=mi#g>m招g,
推=100g;
(2)若小球悬浮,
•1F浮.=G球,即:6球=口1球8=111加8,
.*.mj*=m绰=100g;
(3)若小球漂浮,
•;F泞.=G球,即:G球=m球g=m排g,
,m£^=mjE=100g:
所以:小球的质量大于或等于100g。
故选:ABDo
【点评】知道小球在烧杯内有三种可能:一是下沉,二是悬浮,三是漂浮;灵活运用物体
的浮沉条件和阿基米德原理是关键。
9.(2009•宜宾自主招生)爱动脑筋的小明同学喜欢用家中的器具探究物理问题。有一天,
他将一只盛满水的小桶放在水平地面上的一只空盆中,手拿一个密封的空易拉罐,慢慢
浸入盛满水的小桶中,如图所示。在易拉罐浸没水中以前,下列分析正确的有()
A.易拉罐受到水的浮力逐渐增大
B.水平地面受到盆的压力保持不变
C.桶内的水对桶底的压强逐渐增大
D.手对易拉罐向下的压力逐渐增大
【考点】液体的压强的计算;阿基米德原理的应用.
【分析】浮力的大小取决于易拉罐排开水的体积的变化,压力的大小取决于易拉罐是否
对液体施加了压力,压强的大小取决于液面的高度,手对易拉罐的压力取决于浮力的大
小。因此,找出问题的关键依次进行分析,可做出正确的判断。
【解答】解:A、在易拉罐浸入水的过程中,它排开的水的体积增大,因此其浮力增大,
所以正确;
B、易拉罐对水施加了压力,排开了一定体积的水,因此,地面所受的总压力是变大的,
所以错误;
C、因为桶内的水一开始就是满的,易拉罐的浸入并未改变水的深度,因此桶底所受水的
压强不变,所以错误;
D、随着易拉罐的浸入,浮力增大,手对易拉罐的向下的压力也会逐渐增大,所以正确。
故选:ADO
【点评】此题分析时要抓住每种说法的关键点,分别根据浮力、压力、压强等的影响因素
进行有针对性的分析。
10.(2014•宁波自主招生)用一只气球拴着一个重物,使重物沉入水底,如图所示。己知物
体重为5.4N,如果气球的质量不计,当温度为10C时,气球的体积为300cm3,重物对容
器底部的压力为0.4N,温度上升至时,重物对容器底部的压力刚好为0,则此时气球
的体积为340cm?。(g取i()N/kg)
【考点】阿基米德原理的应用.
【专题】计算题;应用题;浮力;浮沉的应用:应用能力.
【分析】设重物的体积为V,当温度为10c时,气球的体积V,=300cm3=3X10-4m3,
根据重物静止受平衡力,即浮力F浮=G-F,根据阿基米德原理求出重物和气球排开水
的体积,进而求出重物的体积Vi;
再根据当温度上升到t摄氏度时:重物对容器底部的压力刚好为零,则F浮,=G,根据
阿基米德原理求出重物和气球排开水的体积,然后即可此时气球的体积。
【解答】解:设重物的体积为V,当温度为10C时,气球的体积V=300cm3=3X10'4m3,
重物和气球受到的浮力:F^=G-F=5.4N-0.4N=5N,
根据F>,?=p水gV排可得:
p
重物和气球排开水的体积VX涌=皿1五黑X—=5X1。
434343
重物的体积枳:V=V,||-V'=5X10'm-3X10'm=2XIO'm;
当温度上升到t摄氏度时:重物对容器底部的压力刚好为零,则F浮'=G=5.4N,
根据F»?=p水gV排可得:
p1
浮5.4/V
重物和气球排开水的体积Vil'=5.4X104m3,
P疤~1.0xl03/c,(7/m3xl0AZ/^
此时气球的体积:V"=V排'-V=5.4X10-4m3・2X10-4m3=34X10-4m3=340cm3。
故答案为:340o
【点评】此题主要考查学生对对阿基米德原理的理解和掌握,注意题目中隐含的条件,
“温度上升至时,重物对容器底部的压力刚好为0”也就是此时亘物正好悬浮在水中,
这是此题的关键所在,也是此题的突破点。总之,此题有一定的拔高难度,属于难题。
11.(2014•宁波自主招生)质量相等的两个实心小球甲和乙,已知它们的密度之比是2:3。
现将甲、乙两球放入盛有足够多水的烧杯中,当甲、乙两球静止时,水对两球的浮力之比
为6:5,由此可推算出甲
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