中考物理易错题精选-浮力类问题练习题附答案
一、初中物理浮力类问题
1.如图,一足够高的薄壁圆柱形容器重为6N,容器的底面积是200cm2,装有20cm的水.现将高为10cm、底面积为80cm2的圆柱物体A轻轻放入水中(假设物体A在液体中始终保持竖直),待静止后A漂浮在水中,此时物体A有9cm浸在水面下;再向容器中加油(假设油漂浮在水面上且油、水不会混溶),直到A刚好浸没.已知:水的密度为1g/cm3,油的密度为0.8g/cm3.则下列说法错误的是
A.物体A漂浮在水面时,容器底对水平面的压强为2660Pa
B.从加油开始到物体A刚好浸没静止的过程中,物体A克服自身重力做功0.1152J C.当A刚好浸没静止时,浸入水中的体积为400cm3
D.从加油开始到物体A刚好浸没静止的过程中,液体对容器底部的压强变化量为240Pa 【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.容器内水的体积:
V水=Sh水=200cm2×20cm=4000cm3,
容器内水的质量:
m水=ρ水V水=1g/cm3×4000cm3=4000g=4kg,
容器水的重力:
G水=m水g=4kg×10N/kg=40N,
物体A排开水的体积:
V排=S A h浸=80cm2×9cm=720cm3=7.2×10-4m3,
物体A受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×7.2×10-4m3=7.2N,
因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以,物体A的重力:
G A=F浮=7.2N,
容器底对水平面的压力:
F =
G 容+G 水+G A =6N+40N+7.2N=53.2N ,
容器底对水平面的压强:
p =
-42
53.2N 20010
m F S =?=2660Pa , 故A 正确,不符合题意;
BC .向容器中加油直到A 刚好浸没时,排开水和排开油的体积之和:
V 排总=V A =S A h A =80cm 2×10cm=800cm 3=8×10-4m 3,
设此时物体A 排开水的体积为V 排′,因物体A 受到的总浮力和自身的重力相等,所以,
ρ水gV 排′+ρ油g (V 排总-V 排′)=G A ,
1×103kg/m 3×10N/kg×V 排′+0.8×103kg/m 3×10N/kg×(8×10-4m 3-V 排′)=7.2N ,
V 排′=4×10-4m 3=400cm 3,
此时物体A 浸入水中的深度:
h 浸′=3
2
A 400cm =
80cm V S '排=5cm , 物体A 排开水体积减少的量:
ΔV 排=V 排-V 排′=720cm 3-400cm 3=320cm 3,
则物体A 排开水体积减少导致水面下降的高度:
h 下=3
2
320cm 200cm V S ?=
排=1.6cm , 两种情况下液面的变化如图所示
所以,物体A 上升的高度:
h 上=h 浸-h 浸′-h 下=9cm-5cm-1.6cm=2.4cm=0.024m ,
从加油开始到物体A 刚好浸没静止的过程中,物体A 克服自身重力做功:
W =G A h 上=7.2N×0.024m=0.1728J ,
故B 错误,符合题意,C 正确,不符合题意;
D .从加油开始到物体A 刚好浸没静止的过程中,加油的体积:
V 油=(S -S A )(h A -h 浸′)=(200cm 2-80cm 2)×(10cm-5cm )=600cm 3,
加油的质量:
m 油=ρ油V 油=0.8g/cm 3×600cm 3=480g=0.48kg ,
则液体对容器底部的压力的增加量:
ΔF =G 油=m 油g =0.48kg×10N/kg=4.8N ,
液体对容器底部的压强变化量:
Δp=
4.8N
20010
F
S
?
=
?
=240Pa,
故D正确,不符合题意.
2.如图所示,甲、乙两只完全相同的杯子盛有密度和体积都不同的盐水,将两个完全相同的小球分别放入两杯中,当小球在盐水中静止时两杯中的液面相平,则()
A.甲杯中小球受到盐水的浮力大于乙杯中小球受到的浮力
B.甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度
C.小球在盐水中时,盐水对甲杯底的压强小于盐水对乙杯底的压强
D.放人小球前后,液体对烧杯底的压强变化量相等
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图可知,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中悬浮,根据浮沉条可知,它们此时所受的浮力都等于自身的重力,即浮力相同,故A错误;
B.小球在甲杯中漂浮,则
ρ甲>ρ球
在乙杯中悬浮,则
ρ乙=ρ球
所以
ρ甲>ρ乙
故B错误;
C.两杯中液面相平,液体深度h相等,ρ甲>ρ乙,由公式p=ρgh可知
p甲>p乙
故C错误;
D.由A知,小球在甲、乙中受到的浮力相同,则它们排开液体的重力相同,因为甲、乙两只杯子完全相同且为柱体,故液体对杯子压力的增加量相同,则放人小球前后,液体对烧杯底的压强增加量相等,故D正确。
故选D。
3.测力计上挂一重为8牛的金属块,当金属块体积的三分之一浸入水中静止时,测力计的示数为6牛.若将金属块全部浸入水中且未碰到容器底部,测力计的示数为()
A.2牛B.4牛C.6牛D.8牛
【答案】A
【解析】 【分析】 【详解】
当金属块三分之一浸入水中静止时,它受到重力、拉力、浮力的作用,处于平衡状态,浮力大小为
8N 6N 2N F G F =-=-=测浮
根据阿基米德原理1F gV ρ=浮水可知,排开水的体积为
1F V g
ρ=浮
水
若将金属块全部浸入水中,那么它排开水的体积为213V V =,此时它受到水的浮力为
'21336N F gV g V F ρρ==?==浮水水浮
测力计的示数为
''8N 6N 2N F G F =-=-=测浮
故选A .
4.三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。
5.小红将一块橡皮泥做成船的形状,放在盛有水的烧杯中,发现它漂浮在水面上,然后她再将橡皮泥捏成团放入水中,橡皮泥沉入水底。比较前后两种情况,下列说法正确的是()
A.橡皮泥漂浮时受到的重力比它沉底时受到的重力小
B.橡皮泥漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大
C.橡皮泥沉底时受到的浮力等于它的重力
D.橡皮泥沉底时排开水的体积与它漂浮时排开水的体积相等
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.物体的重力在水中漂浮和沉底时都不会改变,所以A错误;
BC.漂浮时浮力等于橡皮泥的重力,沉底时浮力小于橡皮泥的重力,所以漂浮时的浮力大于沉底时的浮力,故B正确,C错误;
D.沉底时和漂浮时受到的浮力不等,所以排开水的体积也不等,故D错误。
故选B。
6.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/kg
G 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
4333
1N
=
10m 110kg/m 10N/kg
F V V g ρ-===??浮排水 物体的密度
33430.2kg
210kg/m 10m
m V ρ-=
==? 故D 错误。 故选B 。
7.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9N
C.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。
8.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】
【分析】
【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。
9.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯,都装有一些水。将不同材料制成的、体积相同的两个空心球a、b,分别放人两个烧杯的水中,静止时,a球下沉到烧杯底部,b 球漂浮在水面,且两个烧杯中的水面恰好相平,则下列说法错误的是()
A .两个烧杯底部受到水的压力相等
B .甲烧杯对桌面的压力大于乙烧杯对桌面的压力
C .a 球受到的浮力大于b 球受到的浮力
D .a 球材料的密度大于b 球材料的密度 【答案】D 【解析】 【详解】
A .由于两杯水面相平,则水的高度相同,由p gh ρ=可知两杯水对地面压强相同,杯子底面积相同,则又由F =pS 可知,水对杯底压力相等,故A 正确,不符合题意;
B .a 球在甲杯中沉底,所以
G a >F 浮a
根据阿基米德原理有F 浮a =G 排a ,所以
G a >G 排a
即a 受到的重力大于a 排开水的重力;则甲烧杯对水平桌面的压力:
F 甲=
G 杯+G 水+G a >G 杯+G 水+G 排a ﹣﹣﹣①
b 球在乙杯中漂浮,所以
F 浮b =
G b
根据阿基米德原理有F 浮b =G 排b ,所以
G b =G 排b
即b 受到的重力等于b 排开水的重;则乙烧杯对水平桌面的压力:
b b F G G G G G G =+'+=+'+乙杯水杯水排﹣﹣﹣②
h 相同,S 相同,故两杯水和排开水的总体积相同,水和排开水的总重相同,即
a b G G G G +='+水排水排﹣﹣③
综合①②③式可得:F 甲>F 乙,即甲烧杯对桌面的压力大于乙烧杯对桌面的压力,故B 正确,不符合题意;
C .a 球下沉,b 球漂浮,则可知a 排开水的体积大于b ,由F gV ρ=浮液排可知,a 受到的浮力更大,故C 正确,不符合题意;
D .a 球下沉到烧杯底部,b 球漂浮在水面,根据浮沉条件可知,a 球的平均密度大于水的密度,b 球的平均密度小于水的密度;但两球都是空心的,所以不能确定a 球材料的密度一定大于b 球材料的密度,故D 错误,符合题意。 故选D 。
10.如图所示,两个相同的圆柱形容器被分别盛有甲、乙两种不同液体,液体对容器底部的压强分别为 p 甲、p 乙,现将两个体积相同的同样材质小球分别浸入这两种液体中,小球
在图示位置静止,此时两液面刚好齐平,液体对容器底部压力的变化量分别为ΔF甲、ΔF ,下列关系式正确的是()
乙
A.p甲>p乙,ΔF甲>ΔF乙B.p甲>p乙,ΔF甲=ΔF乙
C.p甲<p乙,ΔF甲<ΔF乙D.p甲<p乙,ΔF甲=ΔF乙
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
将两个体积相同的材质相同的小球分别浸入这两种液体中,由图可知,甲中小球漂浮,则
ρ甲>ρ球
乙中小球悬浮,则
ρ乙=ρ球
故
ρ甲>ρ乙
由图可知
V排甲<V排乙
因为放入小球后液面相平,同时可知放入小球前液体的深度
h甲>h乙
所以,根据p=ρgh可知
p甲>p乙
两个体积相同的同样材质的小球,由m=ρV可知小球的质量相等,由G=mg可知小球重力相等,根据漂浮和悬浮可知,浮力都等于球的重力,则将球放入后,容器底部增加的压力都等于球的重力,故增加的压力相等,即
ΔF甲=ΔF乙
故选B。
50cm的圆柱形容器置于水平桌面上。在容11.如图甲所示。重5N、高40cm、底面积为2
20cm、高为15cm的圆柱形物块,物块底部的中心通过一段细线器内放入一个底面积为2
与容器底部相连。向容器内缓慢注入水直至将其注满,如图乙所示。已知在注入水的过程中细线对物块的拉力F随水深度h的变化关系图象如图丙所示,下列说法正确的是
()
A .物体的密度为30.6g /cm
B .绳子的最大拉力为1N
C .杯中注有400g 的水时,杯底对水平桌面的压强为4800Pa
D .杯中注满水后,若再将细线剪断,当物块静止时,液体对容器底部的压强为2090Pa 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A .由图丙可知,当水深为30cm 以后,绳子的拉力不再发生变化,则h =30cm 时,圆柱体恰好完全浸没,所以,绳子的长度
L =h -h 圆柱体=30cm-15cm=15cm
由图丙可知,当h ′=25cm 时,圆柱体处于临界状态,受到的浮力和自身的重力相等,此时圆柱体下表面所处的深度
h 1=h ′-L =25cm-15cm=10cm
圆柱体排开水的体积
V 排=S 圆柱体h 1=20cm 2×10cm=200cm 3=2×10-4m 3
则圆柱体的重力
33431.010kg /m 10N /kg 210m 2N G F gV ρ-===????=浮圆柱体水排
由G =mg 可得,圆柱体的质量
2N
0.2kg 10N /kg
G m g =
==圆柱体圆柱体 圆柱体的体积
V 圆柱体=S 圆柱体h 圆柱体=20cm 2×15cm=300cm 3=3×10-4m 3
圆柱体的密度
3343
0.2kg 0.36710kg /m m
10m V ρ-?=
=≈?圆柱体圆柱体圆柱体 故A 错误;
B .当物体浸没时绳子的拉力最大,此时圆柱体受到的浮力
33431.010kg /m 10N /kg 3103N m F gV ρ-'==????=浮水圆柱体
绳子的最大拉力
3N 2N 1N F G F =-'=-=浮拉力
故B 正确;
C .杯中注有400g 的水时,总重力为
G 总=m 水g +G 容+G 圆柱体=0.4kg×10N/kg+5N+2N=11N
则对桌面压力等于重力为11N ,故可求对桌面压强为
33311N 2.210Pa 510m
F p S -=
==??压桌容 故C 错误;
D .杯中注满水后,若再将细线剪断,当物块静止时,水和木块浸入水中的总体积
V =V 容-V 物+V 排=2×10-3m 3-1×10-4m 3+2×10-4m 3=1.9×10-3m 3
容器内水的深度
332
3
m 0.38m 51019m .10V h S --===??深容器
液体对容器底部的压强
331.010kg /m 10N /kg 0.38m 3800Pa p gh ρ'==???=水深度
故D 错误。 故选B 。
12.如图所示,水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四个完全相同的圆柱形容器。其中甲容器内只有水;乙容器内有木块漂浮在水面上;丙容器内有一个装有铝块的平底塑料盒漂浮在水面上,塑料盒底始终与容器底平行,且塑料盒的底面积等于圆柱形容器底面积的一半;丁容器中用细线悬吊着一个实心的铝球浸没在水中。已知四个容器中的水面一样高,ρ木=0.6×103kg/m 3,ρ酒精=0.8×103kg/m 3,ρ铝=2.7×103kg/m 3,对于这一情景,有如下一些说法: ①各容器对水平桌面的压强相同;
②向乙容器中倒入酒精后,木块底部受到的压强将增大;
③将塑料盒内的铝块取出放到水平桌面上,塑料盒底距容器底的距离的增大值等于水面下降的高度值;
④将悬吊铝球的细线剪断后,丁容器对水平桌面压力的增大值等于铝球所受重力的大小。 上述说法中正确的一组是( )
A .①②
B .②③
C .③④
D .①③
【答案】D 【解析】
【分析】
①综合分析四个容器的受力情况,利用P =
F
S
可比较它们对桌面的压强大小;②利用物体漂浮时受到浮力不变,底部受到液体压力不变分析;③利用物体从水中出来的体积等于水在容器中下降的体积可解得;④将悬吊铝球的细线剪断后,丁容器对水平桌面压力的增大值等于铝球所受细线拉力值的大小来判断。 【详解】
①甲、乙 、丙 、丁容器中水面相平,由p gh ρ=液液,F =pS 又底面积相等,得容器底部受水的压力相等,而容器的底部只受水的压力,又是圆柱形容器,容器壁不承受液体压力,也不因液体作用对底部产生附加压力,故容器底部受到的压力等于容器中所有物体的向下压力,所以四个容器中,各容器中所有物体向下压力相等,而容器又相同,故四个容器对桌面的压力相等;由于四个容器底面积相等,由P =F
S
可知各容器对水平桌面的压强相同故①正确。
②向乙容器中倒入酒精后,使水的密度减小,但木块还漂浮,木块受到浮力不变,上表面没有水,所以木块受到水向上压力大小没变,等于浮力,木块底面积也没变,故木块底部受到的压强不变,故②错误;
③将塑料盒内的铝块取出放到水平桌面上,由于前、后都漂浮,塑料盒的总重力减小,受到浮力减小,造成排开水的体积减小,设为V ?排 ,盒底相对水面上升为h 升,由题意有
==V S h S h ?排升容器降盒
1
=2
S S 盒容器
=2h h 升降
又塑料盒底距容器底的距离的增大值为
=2=h h h h h h '=--升降降降降
故③正确;
④将悬吊铝球的细线剪断后,丁容器对水平桌面压力的增大值等于铝球所受细线拉力的大小,因为拉力小于重力。故④错误。 故选D 。
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( )
A .
B .
C .
D .
【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 gV ρ=浮液排可知,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.如图所示,装有石块的小船浮在水面上时,所受浮力为1F ,当把石块卸入水中后,小船所浮力为2F ,池底对石块的支持力为N ,这时( )
A .石块所受的浮力为12F F N --
B .池底所受压力减小了N
C .石块所受的重力大于12F F -
D .船所排开水的体积减少了
2
N F g ρ+水
【答案】A
【解析】 【详解】
AC .装有石块的小船浮在水面上时,所受浮力为1F ,由漂浮条件可知:
1F G G =+石船
当把石块卸入水中后,小船所浮力为2F ,则:
2F G =船
所以:
12G F F =-石
故C 项不符合题意;
石块静止在池底时受力平衡,所以:
F N
G +=石浮
石块所受的浮力:
12F G N F F N =-=--石浮
故A 项符合题意;
B .由图可知,由图水池粗细均匀,所以池底受到的压力等于池中物体的总重力,石块投入水中前面,水、小船、石块的总重力不变,所以池底受到的压力不变,故B 项不符合题意;
D .由A 知,石块放入水中后船受到的浮力减小:
12F F F G ?=-=石浮船
由阿基米德原理可知船减小的排开水体积:
12
F F V g
ρ-?=
排水 石块沉入中静止时:
G F N =+石浮
则:
12F F F N -=+浮
所以:
2112N F F F F F +=+-浮>
故D 项不符合题意;
15.将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中(密度为3
3
0.810kg /m ?),金属块静止时弹簧测力计的示数如图中甲、乙所示。则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是( )
A .在水中受到的浮力为2N
B .在酒精中受到的浮力比较大
C .体积为310cm
D .密度为333.010kg /m ? 【答案】D 【解析】 【详解】
A .金属块浸没在液体中受到重力、浮力、拉力的作用,这个关系是
G F F =+浮拉
浸没在水中时,可得到
G F F =+浮拉
即
-2N G gV ρ=水排
浸没在酒精中时,可得到
''
G F F =+浮拉
即
- 2.2N G gV ρ=酒排
由上述可得到-4
3
110m V =?排,3N G =,那么在水中受到的浮力是
33-431.010kg/m 10N/kg 110m 1N F gV ρ==????=浮水排
A 错误;
B .由于ρρ<酒精水,根据浮排F gV ρ=可知,在酒精中受到的浮力比较小;
B 错误;
C .由上述可知
-433110m 100cm V V ==?=金属排
C 错误;
D .该金属块的质量是
3N 0.3kg 10N/kg
G m g =
==金属 可知该金属块的密度是
33-43
0.3kg
310kg/m 110m
m V ρ=
=
=??金属金属金属
D 正确。 故选D 。
16.如图所示的两个容积相同的圆筒形容器,分别装满不同的液体,已知距容器底部距离相等的A 、B 两点处液体压强p A =p B ,则两容器底部所受的液体压力F 甲、F 乙和压强p 甲、p
乙
的关系是( )
A .F 甲>F 乙,p 甲>p 乙
B .F 甲>F 乙,p 甲=p 乙
C .F 甲=F 乙,p 甲<p 乙
D .F 甲<F 乙,p 甲<p 乙
【答案】A 【解析】 【分析】
本题考察液体压强和压力的比较。突破点是要明确液体压强公式中h 的意义,从而得到液体密度大小关系。另外在比较容器底部受到的液体压强时,要分成上下两部分来考虑,上部分压强相等,下部分h 相等,从而得出结论。 【详解】
液体压强公式p gh ρ=中,h 表示待测点到自由液面的距离,因此A B h h <,而A B =p p ,所以A B ρρ>。由于两容器容积相等,根据公式m
V
ρ=
,两液体的质量A B m m >,两容器底所受的液体压力等于液体重力,所以A B F F >;A 点下面液体产生的压强大于B 点下面液体产生的压强,而两容器中上部分液体产生的压强相等,所以容器底部受到的压强
A B p p >。故选A
17.如图所示,水平桌面上放着一个装有适量水的圆柱形容器,水面上漂浮着一个放有实心小铁球的烧杯;若将小铁球从烧杯中取出放入水中,烧杯仍竖直浮在水面上,ρ铁=7.9g/cm 3.下列说法不正确的是
A .水可能会溢出
B .烧杯下表面受到水的压强变小
C .圆柱形容器底受到水的压强变小
D .圆柱形容器对桌面的压强不变 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
A .铁球在烧杯中,整体漂浮在水面上,所以
F G G =+浮总烧杯球;
拿出小球,烧杯漂浮在水面上,所以
F G =浮杯杯,
故烧杯的浮力减小,由=浮水排F gV ρ知,烧杯排开水的体积减小,烧杯中水面会下降,不会溢出,故A 不正确,符合题意;
B .铁球在烧杯中,整体漂浮在水面上,所以F G G =+浮总烧杯球球;拿出小球,烧杯漂浮在水面上,所以F G =浮杯杯,故烧杯的浮力减小,烧杯排开水的重力减小,烧杯排开水的体积减小,烧杯将上浮小一些,烧杯下表面受到水的压强变小,故B 正确,不符合题意;
C .铁球拿出前的总浮力
F G G =+总烧杯球;
铁球拿出后的总浮力
F F F '=+浮总浮杯浮球,
杯子漂浮在水面上,
F G =浮杯杯,
故
F G F '=+浮总杯浮球,
而铁球沉底,
F G 浮球球<,
故
F F '浮总浮总>;
即铁球拿出后烧杯和铁球受到的总浮力小于拿出前烧杯和铁球受到的总浮力,根据
浮排F gV ρ=可知,拿出后排开水的体积小于拿出前排开水的体积,同一个容器底面积相
同,则拿出前水的深度大于拿出后水的深度,根据p gh ρ=可知,拿出前水对容器底的压强大于拿出后水对容器底的压强,故C 正确,不符合题意;
D 、容器对地面的压力等于容器、水、物体的重力之和,同一容器,则质量相等,重力相等,铁球与小船质量相等,重力相等,故容器对地面的压力相等,容器的底面积相等,根据F
p S
=
可知,甲图容器对地面压强等于乙图容器对地面压强;故D 正确,不符合题意.
18.如图甲所示,圆柱形容器装有适量的液体,将密度为2.5g/cm 3,体积为40cm 3物体B 放入液体中时,通过磅秤测得其总质量为150g .用一细绳提起物体B ,使物体B 的体积刚好有一半露出液面且保持静止不动时,磅砰示数为66g ,如图乙所示.(g 取10N/kg ).下列判断正确的是
A .两次台秤示数的变化等于物体
B 两次所受浮力的变化 B .图乙中物体B 下表面受到的液体压力为0.2N
C .图甲中物体B 对容器底部的压力为0.68N
D .物体B 受到细绳的拉力为0.8N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .第一次物体沉底,通过磅秤测得总质量150g ,则容器对磅秤的压力:
10.15kg 10N/kg 1.5N B F G G G m g =++==?=杯水----①
第二次用一细绳提起物体B ,使物体B 的体积刚好有一半露出液面,此时磅秤示数为66g ,则此时容器对磅秤的压力:
20.066kg 10N/kg 0.1
2
66N F G G F m g '=++==?=浮杯水----②
由①-②得:
0.41
2
8N B G F -=浮----③
并不是物体B 两次所受浮力的变化,故A 项错误; B .物体B 的质量:
332.5g/cm 40cm 100g 0.1kg B B m V ρ==?==
物体B 的重力:
0.1kg 10N/kg 1N B B G m g ==?=
由③可得,图乙中物体B 受到的浮力:
0.84N 1N 0.84N 0.11
6N 2
B F G =-=-=浮 则:
20.16N 0.32N F =?=浮
即图甲中物体B 受到的浮力为0.32N ;根据浮力产生的原因可知:
F F F -=浮向上向下,当B 一半浸入液体中时,B 下表面受到的液体压力等于浮力
01
16N 2
.F =浮 故B 项错误;
C .在甲图中物体全部浸没,物体B 受重力、浮力、和支持力,物体受到的支持力为:
1N 0.32N 0.68N B F G F =-=-=浮支
因为容器底对物体B 的支持力和物体B 对容器底的压力是一对相互作用力,大小相等,所以图甲中物体B 对容器底部的压力为0.68N ,故C 项正确;
D .在乙图中物体一半浸没,物体B 受重力、浮力、和拉力,则物体B 受到细绳的拉力为:
1N 0.16N 0.841
2
N B F G F =-=-=浮拉
故D 项错误.
19.在三个完全相同的杯子中均盛满某种液体后,将一木块放在乙杯中后,木块漂浮在液体中,将另一个完全相同的木块浸没在丙杯中,并用细线将其系在丙杯的杯底,如图所示,此时三个杯子对桌面的压力分别为F 甲、F 乙、F 丙,液体对杯子底部的压强分别为
p 甲、p 乙、p 丙,则( )
A .F F F ==甲乙丙
B .p p p >=乙甲丙
C .F F F <=甲乙丙
D .p p p =>乙甲丙