【物理】物理 浮力类问题的专项 培优 易错 难题练习题含答案解析

一、初中物理浮力类问题1．如图所示，甲容器内只有水，乙容器内有冰块漂浮在水面上，丙容器中悬浮着一个小球，三个相同的容器内水面高度相同．则下列说法正确的是A ．冰块的密度大于球的密度B ．若向丙容器中加入酒精，小球受到的浮力变小C ．水对三个容器底的压力不同D ．三个容器中，甲容器对水平桌面的压力最小 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A ．冰块漂浮在乙容器中，ρρ水冰块＜，小球悬浮在丙容器中，ρρ=小球水，所以ρρ小球冰块＜故A 错误；B ．小球悬浮在丙容器中，ρρ=小球水，如果向丙容器中加入酒精，则液体密度减小，由浮排F gV ρ=可知，物块受到的浮力变小，小球将下沉，故B 正确；C ．由题意可知，水的密度ρ与深度h 都相同，由液体压强公式：p gh ρ=可 知，p p p ==甲乙丙，由Fp S=可知，水对容器底的压力：F pS =，由于压强与容器底面积都相同，则水对容器底的压力：F F F ==甲乙丙，故C 错误；D ．在乙容器中，根据作用力和反作用力，容器（包括水和玻璃杯）施加给冰块一个竖直向上的浮力即F 浮，冰块会反过来施加给容器（包括水和玻璃杯）一个竖直向下的压力即F 压，而F F =压浮这个压力会通过容器传导给桌面．冰块因为漂浮，所以F G G ==浮排冰块．所以，甲容器对于桌面的压力F G G =+甲水杯，乙容器对桌面的压力F G G G G G G ='++='++乙水排杯水杯冰块，因为G G G G G ='+='+水水排水冰块，因此，甲容器对于桌面的压力等于乙容器对桌面的压力；同理丙容器对于桌面的压力等于甲容器对桌面的压力，故D 错误．2．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9:8 B ．该物体前后两次排开液体体积之比为3:4 C ．该物体的密度为0.9×103kg/m 3 D ．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 g ρ浮盐水盐水:F g ρ浮煤油煤油=330.72N 1.210kg /m 10N /kg ⨯⨯:330.64N0.810kg /m 10N /kg⨯⨯ =3:4故B不符合题意；D．由F浮=ρ水V排g得排开水的体积V排水=Fgρ浮盐水=330.72N1.210kg/m10N/kg⨯⨯=6×10−5m3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=ρ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<G，所以物体在煤油中下沉，故D符合题意；C．则物体的体积V=V排煤油=V溢煤油=mρ溢煤油煤油=364g0.8g/cm=80cm3物体的质量m=Gg=0.72N10N/kg=0.072kg=72g物体的密度ρ=mV=372g80cm=0.9g/cm3=0.9×103kg/m3故C不符合题意。

故选D。

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．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。

5．用图中实验装置验证阿基米德原理，当物块浸入溢水杯时，水会流入空桶中。

下列说法正确的是（）A．实验前溢水杯未装满水，对实验结果没有影响B．溢水杯装满水后进行实验，物块从接触液面至浸入水中任一位置，两侧弹簧测力计变化量总相等C．物块浸入水中越深，左侧弹簧测力计的示数越大D．通过计算可知实验所用物块的密度为1.5×103kg/m3【答案】B【解析】【分析】【详解】A．物体放入水中前，溢水杯应该是装满水的，否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积。

所以实验前溢水杯未装满水，对实验结果有影响，故A错误；B．根据称重法可知：左边的弹簧秤示数F＝G−F浮则弹簧秤变化量∆F＝F浮右边的弹簧秤示数F′＝G桶＋G排则弹簧秤变化量∆F′＝G排根据阿基米德原理可知F浮=G排所以物块从接触液面至浸入水中任一位置，两侧弹簧秤变化量总相等，故B正确；C．左侧实验中，在物块完全浸没水中前，随着物块浸入水中深度的增加，排开水的体积增大，溢出去的水增多，故弹簧测力计的示数变大；物块完全浸没水中，排开水的体积不变，弹簧测力计的示数不再变化，故C错误；D ．由测力计的示数可知，物体的重力G ＝2N物体的质量2.00N 0.2kg 10N/kgG m g === 物体浸没水中后的浮力F 浮＝G −F ＝2N−1N=1N由阿基米德原理=F gV ρ浮液排可得，物体的体积43331N=10m 110kg/m 10N/kgF V V g ρ-===⨯⨯浮排水 物体的密度33430.2kg210kg/m 10mm V ρ-===⨯ 故D 错误。

故选B 。

6．水平桌面上有甲、乙两个相同的溢水杯，装满不同密度的液体。

现将小球A 分别放入两溢水杯中，小球静止时的情景和溢出的液体如图所示，从甲杯中溢出的液体所受重力为G 甲 =0.9N ，从乙杯中溢出的液体所受重力为G 乙=0.8N ，小球在甲杯中所受的浮力为F 甲，在乙杯中所受的浮力为F 乙。

则下列说法中正确的是（ ）A ．因为A 在乙杯中排开的液体体积较大，所以有F 乙>F 甲B ．A 的重力为0.9N ，它在乙杯中受到浮力为0.8NC ．液体对甲杯底的压强等于液体对乙杯底的压强D ．甲杯对桌面的压力小于乙杯对桌面的压力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】AB ．由阿基米德原理可知，浮力等于排开液体的重力，G 甲＞G 乙，因此F 甲> F 乙，又因为甲中A 漂浮，浮力等于重力为0.9N ，乙中浮力等于排开液体的重力为0.8N ，故A 错误，B 正确；C ．由图像可知甲中A 漂浮，A ρρ甲＞，乙中A 沉底，A ρρ乙＜，因此ρρ甲乙＞，由p gh ρ=可知深度相同时，液体对甲杯底的压强大于液体对乙杯底的压强，故C 错误；D ．甲杯对桌面的压力为A =F G G G ++甲杯液甲乙杯对桌面的压力A =F G G G ++乙杯液乙由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积，同时甲的密度大于乙的密度，由G mg Vg ρ==可知G G 液甲液乙＞因此可得F F 甲乙＞故D 错误。

故选B 。

7．如图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M 的示意图，滑轮组固定在钢架上，滑轮组中的两个滑轮质量相等，绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N ，连接圆柱体M 与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N 。

圆柱体M 高为3m ，底面积为0.02m 2，密度为34.510⨯kg/m 3。

在绳端拉力F 作用下，圆柱体M 从其下表面距水面15m 处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了3min ，在这个过程中，拉力F 的功率为160W ，滑轮组的机械效率为η，钢架对定滑轮的拉力为T 。

在圆柱体M 被缓慢拉出水的过程中，圆柱体M 的下表面受到水的压强为p 。

不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，g 取10N/kg 。

下列选项中正确的是A ．压强p 的最小值为15000PaB ．拉力T 的大小为2700NC ．拉力F 的大小为640ND ．滑轮组的机械效率为90% 【答案】A 【解析】【分析】(1) 对动滑轮和物体做整体受力分析，对定滑轮做受力分析，根据=F gV ρ浮液排，求得M 所受的浮力，再根据重力和浮力之比可求得M 的重力，从而可求得拉力F 大小； (2) 因M 有三段绳子承担，根据平衡条件M 3F F G G +=+浮轮，可求得拉力T 的大小； (3) 根据M M M M ()==+()W W G F h G F W W W G F G h G F G η--==-+-+有有浮浮浮浮总有额动动可求得滑轮组的机械效率；(4)由绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N 和连接圆柱体M 与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N ，可知圆柱体M 的下表面受到水的压力，再利用Fp S=可求得压强p 的最小值。