中考物理浮力类问题大题培优易错难题及答案docx.docx
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中考物理浮力类问题大题培优易错难题及答案docx
一、初中物理浮力类问题
1.如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为
01m
的正方体物块
.
A,容器中水的深度为40cm时,物块A刚好完全浸没在水中,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,打开阀门B,使水缓缓流出,当物块A有2/5的体积露出水面时,弹簧恰好处于自然伸长状态(即恢复原长没有发生形变),此时关闭阀门B弹簧受到的拉力F
跟弹簧的伸长量L关系如图所示(不计弹簧所受的浮力,物块A不吸水)则下列分析不正
确的是()
A.打开阀门前物块A受到的浮力10N
3
B.物块A的密度0.6×10kg/m
C.物块A刚好完全浸没在水中时,弹簧伸长了2cm
D.弹簧恰好处于自然伸长状态时水对容器底部的压强
3.6×
3
10Pa
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.打开阀门前,物块
A刚好完全浸没在水中,则
3
-3
3
V排=VA=(0.1m)=1×10m
所以
3
3
-3
3
F
浮=ρ水gV排=1.0×10
=10N
kg/m×10N/kg×1×m10
故A正确;
B.当弹簧恰好处于自然伸长状态,物块
A是处于漂浮状态,故
F浮=G得
ρ水gV排=ρAgVA
所以
水×3
A
AA
ρ
5
V=ρV
则
ρA
V排
水=
3VA
水=3
=VA
ρ
5
ρ
5
VA
3
3
=0.6
3
3
×1.0×kg/m10
×10
kg/m
故B正确;
CD.漂浮时,物块受平衡力,由题意知
3
G=F′浮=ρ水gV′排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(1-)×1×-310m3=6N
5
全部浸没时,根据物块A受平衡力作用可知:
弹力
F=F浮-G=10N-6N=4N
由图象可知此时弹簧伸长了L=2cm,所以弹簧处于自然状态时水深
h=40cm-25×10cm-2cm=34cm=0.34m
水对容器底部压强
3
3
3
水gh=1.0×10
×10N/kg
×0.34m=3.4×10Pa
p=ρ
kg/m
故C正确,D错误。
故选D。
2.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
F浮
G
F测
8N
6N
2N
根据阿基米德原理
F浮
水gV1可知,排开水的体积为
V1
F浮
水g
若将金属块全部浸入水中,那么它排开水的体积为
V2
3V1,此时它受到水的浮力为
F浮'
水gV2
水g3V13F浮6N
测力计的示数为
F测'
G
F浮'
8N
6N
2N
故选A.
3.盛有液体的圆柱形容器置于水平桌面上,如图甲所示,容器的底面积为100cm2,容器
对桌面的压强为500Pa;用细线拴住一金属球,金属球的密度为8g/cm3,将金属球浸没在
液体中,如图乙所示,容器对桌面的压强为600Pa;将细线剪断,金属球沉到容器底部,
如图丙所示,容器对桌面的压强为1500Pa。
则下列的判断正确的是()
A.金属球所受浮力是6N
B.金属球的体积是100cm3
C.液体的密度是0.8g/cm3
D.金属球对容器底部的压力是10N
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由甲、乙两图可得
p1600Pa500Pa
100Pa
由p
F
得,对桌面增加的压力为
S
F1p1S100Pa100
104m2
1N
由于对桌面增加的压力
F1G排
则金属球排开液体的重力为
G排1N
故金属球受到的浮力为
F浮G排1N
故A错误;
B.由甲、丙两图可得
p21500Pa500Pa1000Pa
由p
F
得,对桌面增加的压力为
S
F2p2S1000Pa100104m2
10N
由于对桌面增加的压力
F2G
则金属球质量为
G10N
m1kg
g10Nkg
金属球的体积为
Vm1000g3125cm38gcm
故B错误;
C.因金属球排开液体的体积为
125cm
3,由阿基米德原理
F
gV
可得
浮
排
F浮
1N
800kgm
3
0.8g
cm
3
液
106m3
Vg125
10Nkg
故C正确;
D.金属球对容器底部的压力
FGF浮10N1N9N
故D错误。
故选C。
4.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
簧测力计的示数分别为
4.0N、2.8N和2.5N.若盐水的密度为
3
3
1.2×10kg/m,则下列结论正
确的是()
A.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
33
B.物体A的密度为3.2×10kg/m
C.实验丁中,容器底部受到的压力等于0.3N
D.实验乙中,物体
A受到的拉力为10N
【答案】C
【解析】
【详解】
B.实验甲、丙中,弹簧测力计的示数分别为
4.0N、2.8N,
由F浮=G﹣F拉可得,F浮=ρ盐水gV排,物体
A全部浸没,所以
V排等于V物,则:
盐水gV
排=G﹣F拉,
ρ
G
F拉
V排=V物=
,
盐水g
3
3
、F拉=2.8N
代入上式可得:
将ρ盐水=1.2×10kg/m、G=4N
﹣43
V排=V物=1×10m,
物体A的质量:
G4N
m=
=
10N/kg
=0.4kg,
g
物体A的密度
m
0.4kg
3
3
ρ=V物=
1
104m3
=4×10kg/m
故B错误;
D.物体A在水中受到的浮力:
3
3
﹣4
3
=1N,
F浮水=ρ水gV排=1×10kg/m×10N/kg×1×m10
在乙中物体
A受到的拉力:
F=G﹣F浮水=4N﹣1N=3N
故D错误;
A.在实验丙中,弹簧测力计的示数:
F丙拉=2.8N,在乙中物体
弹簧测力计的示数比乙中小3N﹣2.8N=0.2N,故A错误;
A受到的拉力:
F=3N,
C.由甲、丙中可知:
F浮盐水=G﹣F丙拉=4N﹣2.8N=1.2N,根据实验丁中物体A对烧杯底部的压力等于支持力
F支=G﹣F浮﹣F丁拉=4N﹣1.2N﹣2.5N=0.3N,
容器底部也受到盐水对它的压力,故压力等于0.3N,故C正确。
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.如图甲所示,盛有水的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器重8N,容器的底面积为
100cm2,在弹簧测力计下悬挂一个长方体金属块,从水面上方开始以恒定的速度,缓慢直
至全部浸没入水中,容器内水的深度由16cm升高到20cm在金属块未触底且水未溢出的过
程中,弹簧测力计示数F随时间t变化的图像如图乙所示。
若不计水的阻力,则下列分析
不正确的是()
A.金属块未浸入水中时,水对容器底的压强为1600Pa
B.金属块浸没后受到的浮力为4N
3
3
C.金属块的密度为2.5×10kg/m
D.金属块浸没在水中后,容器对桌面的压强为2400Pa
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.物块未放入水中时,容器底受到的水的压强
33
p=ρgh=1.0×10kg/m×10N/kg×0.16m=1600Pa
故正确,不符合题意;
B.由图乙可知,空气中弹簧测力计的示数等于物体重力为10N,浸没后弹簧测力计的示数
为6N,由称重法可知金属块浸没后受到的浮力为
10N-6N=4N
故正确,不符合题意;
C.物块浸没后,水的深度增加量
h20cm-16cm=4cm=0.04m
物块浸没在水中时物体排开水的体积
V排V物Sh0.01m20.04m=4104m3
物块的质量
G10N
m=1kg
g10N/kg
物块的密度
m1kg33
物V物4104m32.510kg/m
故正确,不符合题意;
D.由于力的作用是相互的,液体给物块4N的浮力,则物块给装置4N的压力,容器中水
的重力为
G水m水g水V水g=103kg/m31102m20.16m10N/kg=16N
因此金属块浸没在水中后,容器对桌面的压强为
p
F=G容器
G水
F压
8N+16N+4N
2.8103Pa
S
S
1102m2
故错误,符合题意。
故选D。
7.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=200cm
2
3
×20cm=4000cm,
容器内水的质量:
m水=ρ水V水=1g/cm
3
3
×4000cm=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=SAh浸=80cm
2
3
×
-4
3
,
×9cm=720cm=7.2
10m
物体A受到的浮力:
3
3
-4
3
F浮=ρ水gV排=1×10kg/m
×10N/kg×7.2×m10=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:
GA=F浮=7.2N,
容器底对水平面的压力:
F=G容+G水+GA=6N+40N+7.2N=53.2N,
容器底对水平面的压强:
F
53.2N
2=2660Pa,
p=
20010
-4
m
S
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=VAAA
2
3
-43,
=Sh=80cm
×10cm=800cm=8×
10m
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′)=GA,
3
3
3
3
-43
排′)=7.2N,
1×10kg/m
排′+0.8×10
×10N/kg(×8×10m-V
×10N/kg×V
kg/m
-43
3
,
V
排′=4×10
m=400cm
此时物体A浸入水中的深度:
V排
=400cm
3
=5cm,
h浸′=
SA
80cm2
物体A排开水体积减少的量:
3
3
3
V排=V排-V排′=720cm
,
-400cm=320cm
则物体A排开水体积减少导致水面下降的高度:
h下=
V排
320cm3
=1.6cm,
S
200cm
2
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=GAh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-SA)(hA-h浸′)=(200cm2-80cm2)×(10cm-5cm)=600cm3,加油的质量:
m油=ρ油V油=0.8g/cm
3
3
,
×600cm=480g=0.48kg
则液体对容器底部的压力的增加量:
F=G油=m油g=0.48kg×10N/kg=4.8N,
液体对容器底部的压强变化量:
p=F
4.8N
=240Pa,
S
20010
故D正确,不符合题意.
8.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。
弹簧测力计的示数如
图所示,水的密度用水表示。
则下列结论不正确的是()
A.物体A在水中的浮力为FF1
F
F1
B.物体A的体积为
水g
C.物体A的密度为F
F
D.盐水的密度为
F
F1
F1
F
F2
水
水
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.由前两个图可知物体
A在水中的浮力
F水浮=FF1
故A正确,不符合题意;
B.由浮力公式得
F水浮
FF1
VAV排=
水g
水g
故B正确,不符合题意;
C.由密度公式得
F
m
g
F
A
FF1
水
V
FF1
水g
故C正确,不符合题意;
D.物体A在盐水中受到的浮力为
F
F2
盐水gV排
盐水=FF2=F
F2
FF2
水
gV排
F
F1
FF1
g
水g
故D错误,符合题意。
故选D。
9.如图,小鱼口中吐出的气泡在升至水面的过程中,体积会逐渐变大,则气泡受到的浮力
和气泡内气体压强的变化情况是()
A.浮力不变,压强不变B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变大D.浮力变大,压强变小
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
根据F浮gV排可知,气泡的体积在变大,那么气泡受到的浮力也在变大;气泡的体积
变大,气体质量不变,那么气泡里面气体的压强在变小。
故选D。
10.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
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
变。
故选D。
F浮液gV排可知,
0,所以浮力最终趋于不
11.质量相等的甲、乙两实心小球,密度之比ρ甲:
ρ乙=3:
2,将它们分别放入水中静止时,
两球所受的浮力之比F甲:
F乙=4:
5,设水的密度为ρ水。
则甲球的密度为()
4
水
B.5
水
C.3
水
D.3
水
A.
ρ
4
ρ
2
ρ
5
ρ
3
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
由于甲、乙两球质量相同,则由G=mg可知两球重力相等,又由=m可知,两球体积之
V
比等于密度的反比,即
V甲:
V乙=ρ乙:
ρ甲=2:
3
若两球均漂浮,由漂浮浮力等于重力可知,浮力应相等,与题目浮力比例冲突,则两球不
都漂浮;若两球均浸没,排开液体体积等于物体体积,则由F浮液gV排可知,在液体密
度相同的情况下,浮力之比等于排开液体体积之比,即
F甲:
F乙=V甲:
V乙=2:
3
与题目浮力比例不符,则综合可知,两球一个漂浮,一个浸没,根据浮沉条件可知,密度
较小的漂浮,密度较大的浸没,即甲球浸没,乙球漂浮;设
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