一、浮力
1.甲、乙两球放在液体中静止,甲球在水面以上和水下部分的体积比为1:4,如图所示,则下列说法正确的是
A.若甲、乙体积相同,因为甲球漂浮,乙球悬浮,所以F浮甲>F浮乙 B.若甲、乙体积相同,G甲=3/4G乙
C.若甲、乙休积相同、均为实心,则甲、乙由不同物质构成,ρ甲:ρ乙:ρ液=4:5:5 D.若甲、乙质量相等,则甲的体积较大,若由同种物质构成,则甲一定是空心的,且空心部分体积为甲球体积的1/5,乙可能是实心 【答案】C 【解析】 【详解】
A.若甲、乙体积相同,由题意知甲排开水的体积小于乙排开水的体积,根据
F浮液gV排可知,
F浮甲<F浮乙,
故A错误不符合题意;
B.若甲、乙体积相同,甲球漂浮,则:
4G甲F浮甲水V排甲g水Vg,
5乙球悬浮,则:
G乙=F浮乙=ρ水V排乙g=ρ水Vg;
综合两式:
4G甲G乙。
5故B错误不符合题意;
C.乙球悬浮,根据浮沉条件可得:
ρ乙=ρ液;
甲球漂浮,根据浮沉条件可得:
甲Vg液Vg,甲液;
可得:
4545ρ甲:ρ乙:ρ液=4:5:5,
故C正确符合题意;
D.若甲、乙质量相等,因为浮力都等于重,所以浮力相等,排开液体的体积相等,结合题意知,甲的体积较大;
若由同种物质构成,质量相等,甲的体积较大,可知甲球一定是空心的,球材料的密度不确定,则乙球可能是空心的,也可能是实心的; 则浮沉条件结合阿基米德原理可得:
V甲排=V乙排=V乙,
又知:
4V排甲V甲,
5可得:
4V乙V甲,
5当乙球是实心时,甲球空心部分:
41V甲空V甲V甲V甲;
55当乙球空心时,甲球空心部分体积当然不是甲球体积的
1,D说法不成立。 5
2.测量液体密度的仪器叫密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值(如图甲所示).图乙和图丙的容器中是同一个自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,它会竖直立在液体中,由图中现象可以判断( )
A.密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大 B.密度计在丙烧杯液体中受到的浮力较大 C.乙烧杯中液体的密度较大 【答案】D 【解析】
试题分析:由于两个密度计在两种液体中都处于漂浮状态,浮力等于重力,而密度计本身的重力是一定的,所以在两种液体中所受的浮力是相等的,故A、B都错;当浮力相等时,排开液体的体积越小,液体的密度就越大,由图示可知,排开丙液体的体积小,所以丙液体的密度大,故C错,D正确;应选D. 【考点定位】密度计的应用
D.丙烧杯中液体的密度较大
3.在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕着适量的铁丝,把它放到甲乙丙三种密度不同的液体中,木棍浸入液体里的情况如图所示,则木棍在三种液体里受到的浮力F的大小及三种液
体密度ρ之间的关系,正确的是( )
A.F甲>F乙>F丙ρ甲>ρ乙>ρ丙 B.F甲<F乙<F丙ρ甲<ρ乙<ρ丙 C.F甲=F乙=F丙ρ甲>ρ乙>ρ丙 D.F甲=F乙=F丙ρ甲<ρ乙<ρ丙 【答案】C 【解析】 【详解】 因为木棍漂浮, 所以F浮=G,
所以在三种液体中受到的浮力相等, 因为F浮=ρgV排,V排丙>V排乙>V排甲, 所以ρ丙<ρ乙<ρ甲.
4.如图所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中.甲上浮、乙悬浮、丙下沉,在甲露出水面之前,关于它们受到的浮力,下列说法正确的是
A.甲受到的浮力大 C.丙受到的浮力大 【答案】D 【解析】
B.乙受到的浮力大 D.它们的浮力一样大
∵甲、乙、丙三个物体浸没在水中,并V甲=V乙=V丙,根据F浮=ρV排g,∴F甲浮=F乙浮=F丙
浮
,
故选D.
5.两个完全相同的空烧杯中分别放入质量相等的实心铜块和实心铝块(ρ铜>ρ铝)后,(铜块和铝块高度均小于烧杯高度),缓慢向两烧杯中倒满水,且水没有溢出,下列判断中正确的是( ) A.放铝块的烧杯倒入水较多
B.放铜块的烧杯倒入水较多 C.两烧杯倒入水一样多 D.无法判断 【答案】B 【解析】 【详解】
由于m铜m铝,铜铝,所以V铜Vv铝,因为这两个金属块都浸没在水中,所以它们排开水的体积都等于它们各自的体积,则V排铜V排铝,所以铝块排出的水多,盛水少,所以向烧杯倒水少;铜块排出的水少,盛水多,所以向烧杯倒水多.故B正确,ACD错误.故选B. 【点睛】
根据密度公式,质量相等密度大的反而体积小,两个水杯相同,放入金属块的体积也大,杯子所装的水越少,否则,装的越多.
6.在水平桌面上,有完全相同的圆柱形容器甲和乙,盛有质量相等的同种液体。将体积相同、材料不同的小球A和B分别放入两容器中,结果A球漂浮,B球悬浮,如图所示。A、B两球所受的浮力分别为FA和FB,甲、乙两容器对桌面的压强分别为p甲和p乙,则下列结论中正确的是
A.FA<FB,p甲<p乙 B.FA<FB,p甲>p乙 C.FA>FB,p甲>p乙 D.FA>FB,p甲<p乙 【答案】A 【解析】 【分析】
由题意可知A和B两球的体积相等,由图可知两球排开液体的体积关系,根据阿基米德原理可知受到的浮力关系;
根据物体浮沉条件可知两者的重力关系,两容器相同时受力面积相同且液体质量相等,根据F=G=mg可知对桌面的压力关系,利用压强的公式得出对桌面的压强关系。 【详解】
由题意可知A和B两球的体积相等,由图可知A球排开液体的体积小于B球,由F浮=ρ液gV排可知,A球受到的浮力小于B球受到的浮力,即FA<FB,故CD错误;
因物体漂浮或悬浮时受到的浮力和自身的重力相等,FA=GA,FB=GB,所以,GA<GB,因水平面上物体的压力和自身的重力相等,且两容器相同,液体的质量相等,所以由F=G=mg可
知,甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力,根据p乙
F可知p甲<pS,故B错误、A正确。
故选A。
7.在探究浮力问题时,某同学做了如图所示实验.测量时弹簧测力计的示数分别是F1、F2、F3和F4.其中符合阿基米德原理叙述的等量关系的是( )
A.Fl>F3>F4>F2 B.F1﹣F3=F4﹣F2 C.F1+F2=F3+F4 D.F1﹣F2=F3﹣F4 【答案】B
【解析】由称重法知道,物体受到的浮力等于重力减去物体浸在水中时弹簧测力计的示数,即F浮=F1-F3;由图知道水桶和排出的水的重力,还知道空桶的重力,所以排开水的重力为:G排=F4 -F2;由阿基米德原理知道F浮=G排,所以F1 -F3 =F4 -F2,也就可是B符合阿基米德原理的等量关系,故选B。
8.把一个铁球放入盛满酒精的杯子中(铁球全部浸在液体中),从杯中溢出8克酒精(ρ
酒精
=0.8×103kg/m3),若将该铁球放人盛满水的杯中时,从杯中溢出水的质量是
B.小于8g
C.等于8g
D.都相同
A.大于8g 【答案】A 【解析】 【详解】
若原来盛满酒精,铁球在酒精中受到的浮力:F浮酒精=G排酒精=m排酒精g=0.008kg×10N/kg=0.08N,金属块的体积:
0.08NV===1×10−5m3,将该铁球放人盛满水的杯中时,溢出水33酒精g0.810kg/m10N/kg10N/kg×1×10−5m3=0.1N,溢出水的质量的重力:G=F浮水=ρ水gV=1000kg/m3×
F浮酒精G0.1Nm===0.01kg=10g,即大于8g。 g10N/kg故选:A。
9.如图所示,一质地均匀的圆柱形平底玻璃杯,置于水平桌面中央,杯内水中漂浮着一冰块,关于冰融化前后比较,下列说法正确的是
A.玻璃杯对桌面的压强增加 B.容器内液体的密度减小 C.玻璃杯中液面的高度升高 D.液体对容器底部的压强不变 【答案】D 【解析】 【详解】
冰块熔化前后,杯内物质的重力不变,杯子的重力不变;故桌面受到的压力(F=G总)就不变,杯子的底面积不变;根据固体的压强公式:p==错误;冰熔化成水后,水的密度不变,故B错误;
根据阿基米德原理:F浮=G排(即排开水的重力G水即得F浮=G排水);由于冰块漂浮,根据二力平衡知识,有F浮=G冰;故G冰=G排水;故冰块熔化前后,水面高度h不变;根据液体压强的公式:p=ρgh可得,由于水的高度h不变,故水对杯底的压强不变,故C错误,D正确;
得,桌面受压强不变,故A
10.已知密度为2×103kg/m3,边长为4cm的正方体橡皮泥块,放在足够多的水中,沉入水底;当把它捏成一只小船时,便能漂浮在水面上,以下计算结果正确的是(g=10N/kg) A.橡皮泥块的质量是12.8g
B.橡皮泥小船漂浮时受到的浮力是0.64N C.橡皮泥小船漂浮时排开水的体积是1.28×10-4m3 D.橡皮泥块浸没在水中是受到的浮力是1.28N 【答案】C
【解析】橡皮泥的密度ρ=2×10kg/m=2g/cm,体积V=(4cm)=64cm=6.4×10m,
3
3
3
3
3
-53
A、由
得橡皮泥的质量m=ρV=2g/cm×64cm=128g,故A错误;
3
3
B、橡皮泥小船漂浮时受到的浮力F浮=G=mg=0.128kg×10N/kg=1.28N,故B错误; C、由F浮=ρ水V排g得橡皮泥小船漂浮时排开水的体积
,故C正确;
D、橡皮泥块浸没在水中时V排′=V=6.4×10m,则F浮′=ρ水V排
-53
′g=1×10kg/m×6.4×10m×10N/kg=0.64N,故D错误.
3
3
-53
故选C.
11.将一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有81g水从大烧杯中溢出;将其轻轻放
入盛满酒精的大烧杯中,静止后有72g酒精从大烧杯中溢出。已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,则物块在水中的状态及物块的密度是 A.悬浮1.0×103kg/m3 C.下沉 1.2×103kg/m3 【答案】D 【解析】 【详解】
假设ρ物≥ρ水,物体将在水中悬浮或下沉在杯底,在酒精中下沉在杯底,此时排开水或酒精的体积相同,根据F浮=ρ液V排g可知受到的浮力关系为5:4,而现在根据 F浮=G排=G溢=m溢g,可知浮力关系为9:8,所以ρ物≥ρ水不可行;
假设ρ物≤ρ酒精,物体将在水中漂浮,在酒精中漂浮或悬浮,这样受到的浮力相等,都等于自重,但是实际受到的浮力不相等,所以ρ物≤ρ酒精不可行;
可见物体的密度一定是大于酒精的密度、小于水的密度,所以物体在水中会漂浮,而在酒精中下沉到杯底;
因为物体在水中漂浮,所以F浮=G物=m物g, F浮=G排=G溢=m溢g, m物=m溢=81g,
因为物体在酒精中下沉,所以:V物=V排=物体的密度:
B.漂浮0.92×103kg/m3 D.漂浮0.90×103kg/m3
m排酒精=72g=90cm3, 30.8g/cm
m物V物81g=0.9g/cm3=0.9103kg/m3,故D正确。 390cm12.某学生做以下实验:先在一只玻璃水槽中注入一定量的水,后将盛有一些小石子的塑料小船放入水里(如图所示),测得船底到液面的距离为h,再每隔一定时间向水里加食盐并搅动,直至食盐有剩余.问在他所绘制的吃水线至船底距离h随加盐量而变化的图象中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D 【解析】 【详解】
塑料小船一直漂浮在水面上,它受到水的浮力不变;由阿基米德原理得,在浮力不变时,小船排开水的体积随液体的密度增大而减小,也就是h随着液体密度增大而减小;考虑到液体的溶解度,盐的溶解达到饱和时,盐水的密度不再发生变化,此时小船排开水的体积也不变化,即h也不再变化;故应选D.
13.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 C.不变 【答案】B 【解析】 【详解】
石头在船上,船和石头受到的浮力:
B.降低 D.无法确定
F浮G总G船G石G船石V石g①,
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②,
∵石水,
由①②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。
14.如图所示,a、b、c是三个实心小球,其中a与b质量相等,b与c体积相同;放入水中后,a球漂浮、b球悬浮、c球沉底.则下列判断中正确的是
A.它们的体积关系是:Va<Vb=Vc B.它们的重力关系是:Ga=Gb>Gc C.它们的密度关系是:ρa>ρb>ρc D.它们所受的浮力关系是:Fa=Fb=Fc 【答案】C 【解析】 【分析】
(1)当物体的重力大于受到的浮力时物体下沉,当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,当物体的重力小于受到的浮力时物体上浮;根据阿基米德原理结合图判断三球的体积关系;
(2)当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮. 【详解】
(1)由图可知,a漂浮,b悬浮,则V排a<Va,V排b=Vb,
因为当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,所以Fa=Ga,Fb=Gb; 因为a与b质量相等,则物体的重力相等,所以浮力Fa=Fb; 因为F浮=ρgV排,所以V排a=V排b, 所以Va>Vb,
由题干可知:Vb=Vc,所以Va>Vb=Vc,故A错误; (2)因为b悬浮,c沉入底部, 所以Fb=Gb,Fc<Gc; 因为b与c体积相同,
所以根据F浮=ρgV排可知:Fb=Fc,所以Gb<Gc;则Ga=Gb<Gc,故B错误;
(3)因为当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮,
所以根据a漂浮、b悬浮、c沉入底部可知:ρa<ρb<ρc,故C错误; (4)由上分析可知:浮力Fa=Fb=Fc,故D正确. 故选D.
15.如图所示,将一个生鸡蛋放入盛有清水的烧杯中,然后逐渐向水里添加食盐并轻轻搅动,观察发生的现象。图中大致反映鸡蛋所受浮力的大小F浮与液体密度ρ液关系的图像是
A. B. C.
D.
【答案】C 【解析】
开始浮力小于重力时,鸡蛋是完全浸没的,排开液体的体积不变,当盐水密度增大时,由F浮=ρ液gV排,受到的浮力在变大; 当浮力与重力相等时,鸡蛋处于悬浮状态;
若浮力再增大,鸡蛋会上浮,最后漂浮在水面上,此时浮力等于鸡蛋的重力,盐水的密度再变大,浮力不再发生变化.
故浮力先增大后不变,ABD错误,C正确. 故选C.
16.如图甲所示,均匀柱状石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以0.5m/s的恒定速度下降,直至全部没入水中.图乙是钢绳拉力F随时间t变化的图像.若不计水的阻力,g= 10 N/kg,则下列说法不正确的是 ...
A.石料的质量为140 kg B.石料沉底后所受浮力为500N C.石料的密度为1.8×103 kg/m3
D.该石料立于水平地面上时对地面的压强为2.8×104Pa
【答案】C 【解析】
石料没有浸入水中时,钢绳的拉力F=G=1400N,所以石料的质量
mG1400N140kg,故A正确. g10N/kg当石料全部浸入水中时,钢丝绳的拉力F拉=900N,所以石料沉底后所受浮力F浮=G-F拉=1400N-900N=500N,故B正确.
由F浮水gV排可知,石料全部没入水中所排开水的体积等于石料的体积,即
VV排F浮500N0.05m3,石块的密度33水g1.010kg/m10N/kg石G1400N332.810kg/m,故C错误. gV10N/kg0.05m3由图乙可知,石料从刚刚浸入水中到全部没入水中,所需时间t=4s-2s=2s,已知石料的下降速度为v=0.5m/s,所以石料的高h=vt=0.5m/s×2s=1m, 由PFGShghg可得,该石料立于水平地面上时对地面的压强SSSPρhg2.8103kg/m310N/kg1m2.8104Pa,故D正确.
故C符合题意为答案.
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/cm3.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】 【详解】
A.铁球在烧杯中,整体漂浮在水面上,所以
F浮总G烧杯G球;
拿出小球,烧杯漂浮在水面上,所以
F浮杯G杯,
故烧杯的浮力减小,由F浮=水gV排知,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浮总G烧杯G球球;拿出小球,烧杯漂浮在水面上,所以F浮杯G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总G烧杯G球;
铁球拿出后的总浮力
F浮总F浮杯F浮球,
杯子漂浮在水面上,
F浮杯G杯,
故
F浮总G杯F浮球,
而铁球沉底,
F浮球<G球,
故
F浮总>F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
F浮gV排可知,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pgh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pF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. S
18.如图所示,三个相同的容器内水面高度相同,甲中只有水,乙中有一小球漂浮于水面上,丙中悬浮着一个小物块,则下列四个说法正确的是( )
A.水对三个容器底部的压力关系:F甲<F乙<F丙 B.三个容器对桌面的压强关系:p甲<p乙<P丙 C.如果向乙中加入盐水,小球受到的浮力不变 D.如果向丙中加入酒精,物块受到的浮力不变 【答案】C 【解析】 【分析】
液体压强和压力、物体的浮沉条件 【详解】
A.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=ρgh可知,水对三个容器底部的压强p甲=p乙=p丙,由于压强与容器底面积都相同,水对容器底的压力:F=pS,则水对容器底的压力:F甲=F乙=F丙,故选项A错误;
B.三个相同的容器内水面高度相同,这说明小球和物块排开水的体积,与甲容器中多出部分水的体积相同;即对于乙容器G水=G水′+G排,由于小球漂浮在水中,所以F浮= G球,由阿基米德原理可知,所以G球=G排;甲容器对于桌面的压力F乙=G水+G杯,乙容器对桌面的压力F甲=G水′+G球+G杯=G水′+G排+G杯,因为G水=G水′+G排,因此,甲容器对于桌面的压力等于乙容器对桌面的压力,同理甲容器对于桌面的压力等于丙容器对桌面的压力,即三个容器对桌面的压力F相等.故选项B错误;
C.小球漂浮在乙容器中,向乙容器中加入盐水,液体密度增大,小球仍然漂浮在液面上,那么小球受到的浮力等于木块的重力,小球的重力没变,小球受到的浮力不变,故选项C正确;
D.因为物块悬浮在丙容器中,如果向丙容器中加入酒精,则液体密度减小,由F浮=ρgV排可知,物块受到的浮力变小,物块会下沉,故选项D错误.
19.如图所示,将三个完全相同的鸡蛋分别放入盛有不同液体的烧杯中,鸡蛋在甲杯中沉底,在乙杯中悬浮,在丙杯中漂浮,且各杯中液体深度相同。则下列判断正确的是
A.三种液体的密度关系为:ρ甲=ρ乙>ρ丙
B.鸡蛋排开三种液体的质量关系为:m甲>m乙=m丙 C.鸡蛋受到三种液体的浮力关系为:F甲<F乙=F丙 D.三种液体对容器底部的压强关系为:p甲=p乙>p丙 【答案】C 【解析】 【详解】
A、鸡蛋在甲中下沉,甲的密度小于鸡蛋密度;在乙中悬浮,乙的密度等于鸡蛋密度;在丙中漂浮,丙的密度大于鸡蛋密度,所以
,故A错误;
B、鸡蛋在甲中下沉,浮力小于鸡蛋的重力,则排开液体的质量小于鸡蛋的质量;乙悬
浮,丙中漂浮,则乙、丙受到的浮力等于鸡蛋的重力,即乙丙排开液体的质量等于鸡蛋的质量,所以
,故B错误; ,故C正确;
得,三种液体对容
,故D错误。
C、由B知,甲受到的浮力小于重力,乙丙受到的浮力等于重力,所以鸡蛋受到三种液体的浮力关系为:
D、三种液体的深度相同,丙的密度最大,甲的密度最小,根据器底的压强关系是:故选:C。 【点睛】
本题综合考查了物体浮沉条件的应用及液体压强大小的判断,解决此题的关键是掌握物体浮沉情况物体重力与浮力的关系、物体密度与液体密度的关系。
20.如图所示,将一个生鸡蛋放入盛有清水的烧杯中,然后逐渐向水里添加食盐并轻轻搅动,观察发生的现象.图中大致反映鸡蛋所受浮力的大小F浮与液体密度ρ液关系的图像是
A. B.
C.
D.
【答案】C 【解析】
当鸡蛋处于浸没状态时,排开液体体积不变,等于鸡蛋体积,液体的密度不断增大,由
F浮=gV排可知浮力增大;当鸡蛋漂浮时,鸡蛋所受浮力等于鸡蛋重力,所以符合该变化
规律的是C选项.
点睛:F浮=gV排是浮力的一般形式,当物体处于静止状态时,要根据二力平衡知识判断浮力大小变化.不要想当然的认为排卡液体体积变化了浮力就会发生变化.
21.甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同的液体,将同一个小球先后放入杯中,当小球静止时两杯中的液面相平,如图所示,液体对容器底的压强分别为p甲和p乙,小球受到的浮力分别为F甲和F乙.则
A.F甲>F乙 B.F甲<F乙 C.F甲=F乙 D.p甲<p乙 【答案】C 【解析】 【详解】
小球在甲杯中漂浮,甲密度大于小球的密度; 在乙杯中悬浮,乙的密度等于小球的密度;
说明甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,且深度相同,根据
,故D错误;
读图可知,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中悬浮,则根据浮沉条件可知,它们此时所受的浮力都等于自身的重力,即浮力相同,故AB错误.C正确; 故选C. 【点睛】
重点是浮沉条件、阿基米德原理和液体压强公式的应用,先根据浮沉状态结合阿基米德原理判断出两液体密度的大小,再根据液体压强的特征判断液体对容器底的压强大小。
可得:
22.如图所示,下列对浮力的求解,正确的是( )
A.由甲图可知,A物体所受浮力B.由乙图可知,柱体受到的浮力
一定等于
C.由丙图可知,物体处于静止状态,此时受到的浮力【答案】A 【解析】 【详解】
A由阿基米德法可知,物体所受浮力B由阿基米德法可知,物体所受浮力为:C由丙图可知,对物体做受力分析可知:
D.由丁图可知,鸡蛋在逐渐沉入容器底的过程中,所受到的浮力逐渐变小
,故A正确;
,故B错误; ,故C错误;
D由阿基米德法可知,
逐渐增大所以浮力逐渐增大, 故D错误;
23.如图所示,容器中装有一定质量的水,先后按甲、乙两种方式使物体A和小玻璃杯漂浮在水面上(图中细线重力及体积均不计)。设甲、乙两图中物体A和小玻璃杯共同受到的浮力分别为F甲和F乙,水对容器底的压强分别为p甲和p乙,则
A.F甲 试题分析:(1)由于甲、乙两图中,物体都处于漂浮状态,要比较F甲、F乙的大小,可利用物体的浮沉条件进行判断. (2)容器底受到的水的压强和水的深度有关,由于容器底面积一定,当物体排开水的体积越大时,液面就越高,容器底受到的压强就越大. 把A和容器看作一个整体,即A和容器的总重力不变,由图可知,甲、乙中物体都是漂浮在水面上,所以甲、乙两图中物体A和小玻璃杯共同受到的浮力都等于物体A和小玻璃杯的总重力,故F甲=F乙; 因为两中情况下浮力相等,又由阿基米德原理又可得,F浮=ρ水gv排; ∵F甲=F乙, ∴v排甲=v排乙; 因此甲乙两图中,液面的高度是相同的,由p=ρgh可知,当ρ一定时,若h相等,则P相等;即 p甲=p乙. 考点:物体的浮沉条件及其应用;液体的压强的计算 点评:在此题中比较浮力变化的关键是把握住前后两种情况下没有发生变化的物理量﹣﹣总重,运用的是整体思想. 24.两个底面积相同形状不同的容器A、B(GA=GB),盛有不同的液体放置在水平桌面上,现将甲、乙两个相同的物块分别放入两容器中,当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示(忽略液体的损失),下列说法正确的是 A.甲物块受到的浮力大于乙物块受到的浮力 B.两容器底受到的液体压强相等 C.取出两物块后,B容器底受到液体的压强大于A容器底受到液体的压强 D.取出两物块后,B容器对桌面的压强小于A容器对桌面的压强 【答案】C 【解析】 【分析】 (1)根据物体的浮沉条件判断浮力与重力的关系; (2)根据pgh得出容器底受到压强的关系; (3)取出物块后,A的液面下降的多,B的液面下降的少,由此即可判断; (4)根据压强公式p【详解】 A.甲悬浮,F浮甲=G排甲=G;乙漂浮,则F浮乙=G排乙=G,所以浮力相同,故A错误; B、物体在甲中悬浮,则ρ甲=ρA,在乙中漂浮,则ρ乙>ρB,ρ甲=ρ乙,因此ρAρB,深度相同,由pgh可知,B液体对容器底的压强大,故B错误; C、取出物块后,A的液面下降的多,B的液面下降的少,两容器中液体深度hAhB,又ρAρB,由pgh可知,B容器底受到液体的压强大于A容器底受到液体的压强,故C正确; D、B容器液体密度大于A液体密度,甲排开A的体积大于乙排开B的体积,取出后物体后B液体体积大于A液体体积,B液体的重力大于A液体重力,由压强公式p两物块后,B容器对桌面的压强大于A容器对桌面的压强。故D错误。 故选:C。 F比较压强的大小。 SF得,取出S 25.如图所示,在水平桌面上放置一个平底轻质薄塑料杯,杯子底面积为2×10-3m2,高为0.1m,杯中装满水,水的质量为300g,将体积为100cm3、重为1.8N的小球缓慢的放入水中,当小球静止时,下列判断中正确的是(g=10N/kg) A.水对杯底的压力为3N C.小球受到的浮力为1.8N 【答案】D 【解析】 【详解】 B.水对杯底的压强为1500Pa D.杯子对桌面的压力增加了0.8N F332知道,此时水对杯底的压力是:F底p底S110Pa210m2N,s故A错误; A.由pB.根据题意知道,当小球静止时,杯底部受到的水的压强是: p底水gh1103kg/m310N/kg0.1m1103Pa,故B错误; C.由Gmg知道,小球的质量是:m的密度是:ρG1.8Nm0.18kg,由ρ知道,小球g10N/kgVm0.18kg331.810kg/m,由于ρ球>ρ液,所以,小球沉底,故小3V100cm球在水中静止时受到的浮力是: F浮ρ水gV排ρ水gV1103kg/m310N/kg100106m31N,故C错误; D.由于是轻质薄塑料杯,其重力可以忽略不计,所以,小球没有放入水中时杯子对桌面的压力是:FG水m水g30010kg10N/kg3N,小球排开水的重力是: 3G排F浮1N,故小球放入水中时杯子对桌面的压力是: F'G水G球G排3N1.8N1N3.8N,所以,杯子对桌面的压力的增加是: VFF'F3.8N3N0.8N,即D正确; 综上所述,故选D。 26.将一支密度计先后放入A、B两容器中,如图所示,两容器中的液体的密度分别是ρA、ρB,密度计受到的浮力分别是FA、FB,则密度和浮力的关系分别满足 A.ρA<ρB,FA=FB B.ρA<ρB,FA>FB C.ρA=ρB,FA>FB D.ρA>ρB,FA=FB 【答案】A 【解析】 因为密度计在A、B两种液体中都是漂浮,所以,受到的浮力相等都等于密度计受到的重力G,即FA =FB=G,又因为ρ液gv排=G,由图知道,密度计排开液体的体积关系是:VA>VB,所以,A、B液体的密度关系是:ρA <ρB,故只有A正确,故选A. 27.如图所示,在一只不计重力和厚度的塑料袋中装入大半袋水,用弹簧测力计钩住并将其慢慢浸入水中,直至塑料袋中的水面与容器中的水面相平.此过程中弹簧测力计的示数 A.逐渐减小到零 C.始终保持不变 【答案】A 【解析】 【分析】 B.先减小后增大 D.逐渐增大 塑料袋慢慢浸入水的过程中,塑料袋排开水的体积增大,水的密度不变,水对塑料袋的浮力增大,而塑料袋内水受到的重力=拉力+浮力,物体的重力不变,浮力增大,弹簧测力计对物体的拉力(示数)减小;当袋内水面与烧杯中的水面相平,则排开水的体积等于袋内水的体积,根据阿基米德原理,此时排开水的重力等于袋内水的重力,所以测力计的示数应为零. 【详解】 在塑料袋慢慢浸入水的过程中(袋内水面与烧杯中的水面相平之前),塑料袋排开水的体积增大,由F浮=ρ水gV排可知,水对塑料袋的浮力F浮增大,由F浮=G−F′的变形式F′=G−F浮可得,弹簧测力计的示数变小;当袋内水面与烧杯中的水面相平时,排开水的体积等于袋内水的体积,即V排=V水,则排开水的重力等于袋内水的重力,即F′浮=G水,测力计的示数应为零.故选A. 28.如图所示,放于水平桌面上的台秤,其中央有一个盛水平底柱形烧杯。现将弹簧测力计下端吊着的实心铝块逐渐浸入,直至刚浸没于水中(不接触容器,无水溢出)在此过程中,下列说法正确的是 A.弹簧测力计的示数逐渐减小,台秤的示数不变 B.水对烧杯底部的压强变大,台秤的示数逐渐变小 C.水对杯底增加的压力等于铝块浮力的变化量 D.浮力逐渐变大,台秤对水平桌面的压强不变 【答案】C 【解析】 【详解】 AB.铝块受竖直向下的重力、竖直向上弹簧测力计的拉力和浮力,由平衡条件得: G铝=F+F浮, F=G铝-F浮, 在铝块完全浸没前,V排逐渐增大,根据阿基米德原理得到F浮逐渐增大,弹簧测力计的示数F逐渐减小; 铝块浸在水中,受到竖直向上的浮力,根据力的作用是相互的,可知铝块对水向下的压力 F压=F浮, 台秤的支持力为FN,由平衡条件得到台秤对烧杯的支持力 FN=G+F压, 在铝块完全浸没前,F浮逐渐增大,F压逐渐增大,FN逐渐变大,台秤的示数增大,铝块逐渐浸没过程中,水的深度变大,根据p=ρgh得到水对烧杯底部的压强变大,故AB错误; C.水对杯底增加的压力 ΔF=ΔpS=ρgΔhS=ρgΔV排=ΔF浮, 故C正确; D.实心铝块逐渐浸入,直至刚浸没于水中,V排逐渐增大,F浮增大,根据力的作用是相互的,可知铝块对水向下的压力增大,台秤受到的压力增大,台秤对桌面的压力增大,根据p= F可知台秤对桌面的压强增大,故D错误。 S 29.网上流传着一种说法,鸡蛋能否沉入水底可以鉴别其是否新鲜。为了验证其真实性,小亮买了些新鲜鸡蛋,并拿其中一颗进行实验。第一天放入水中的鸡蛋沉入水底(如图甲),取出鸡蛋擦干放置50天后,再放入水中时鸡蛋漂浮在水面(如图乙),看来网传是真的。下列分析正确的是 A.鸡蛋两次所受的浮力一样大 B.甲图中鸡蛋排开水的重力大 C.乙图中鸡蛋所受浮力大于重力 D.放置50天后的鸡蛋密度变大 【答案】B 【解析】 【详解】 A.由图可知:在甲中下沉,V甲排=V鸡蛋,在乙中漂浮,V乙排<V鸡蛋;由于是同一个鸡蛋,则鸡蛋的体积相同,则V甲排>V乙排,由浮力的公式F浮=ρgV排可知:鸡蛋所受的浮力:F甲>F乙,故A错误; B.根据F浮=G排可知:鸡蛋排开水的重力:G甲排>G乙排,故B正确; C.鸡蛋在乙中漂浮,根据漂浮条件可知:浮力等于其重力,故C错误; D.因为鸡蛋在甲中下沉,则ρ甲>ρ水,在乙中漂浮,则ρ乙<ρ水,所以ρ甲>ρ乙,即放置 50天后的鸡蛋密度变小了,故D错误。 30.两个相同的柱形容器置于水平地面,容器中分别盛有相等体积的不同液体甲、乙。取两块相同的橡皮泥,将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中,将另一块捏成球形状放入乙液体中,橡皮泥静止后如图2所示。以下判断正确的是 A.液体的密度ρ甲>ρ乙 B.液体对容器底部的压强 p甲<p乙 C.橡皮泥受到的浮力F甲<F乙 D.容器对地面的压强p地甲>p地乙 【答案】B 【解析】 【详解】 A.将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中处于漂浮状态,浮力等于重力;将另一块捏成球形状放入乙液体中处于悬浮状态,浮力等于重力,由此可知橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同。根据阿基米德公式F浮=液gV排可得 液F浮 V排g 由图可知V排甲>V排乙,所以 ρ甲<ρ乙 故AC错误; B.液体对容器底的压力等于液体的重力与排开液体的重力之和,因为ρ甲<ρ乙,所以等体积液体甲、乙的质量关系为 m甲<m乙 即 G甲<G乙 橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同,因为F浮=G排,所以 G甲排=G乙排 故有 G甲+G甲排<G乙+G乙排 因此液体对容器底压力 F甲<F乙 由压强公式p= F ,可知液体对容器底部压强 s p甲<p乙 故B正确; C.将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中处于漂浮状态,浮力等于重力;将另一块捏成球形状放入乙液体中处于悬浮状态,浮力等于重力,由此可知橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同,故C错误; D.容器对地面的压力等于容器重力、液体重力、物体重力之和,因为G甲<G乙,所以 G甲+G物+G容 <G乙+G物+G容 因此容器对地面的压力 F容甲<F容乙 由压强公式p= F 可知容器对地面的压强 s p地甲<p地乙 故D错误。 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容