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2020-2021中考物理浮力类问题提高练习题压轴题训练

一、初中物理浮力类问题1.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乙,下列关系式正确的是()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。

2.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 ﹣﹣﹣①b 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﹣﹣﹣②h 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 。

3.如图弹簧测力计下悬挂一物体,当物体三分之一的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为5N ,当物体二分之一的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为 3N ,现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时所受浮力和该物体的密度分别为(ρ 水=1×310kg/3m ,g =10N/kg )( )A .9N ,0.75×103kg/m 3B .9N ,0.8×103kg/m 3C .8N ,0.75×103kg/m 3D .8N ,0.8×103kg/m 3 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】设物体的体积为V ,当物体三分之一的体积浸入水中时,则有F G F '=-浮拉即15N 3g V G ρ⨯=-水 ①当物体二分之一的体积浸入水中时,则有F G F '''=-浮拉即13N 2g V G ρ⨯=-水 ②联立①②解得12N gV ρ=水 ③即物体浸没水中时,所受的浮力为12N F =浮则物体的体积为333312N 12N1.210m 1.010kg m 10N kgV g ρ-===⨯⨯⨯水 将③代入①得9N G =因物体浸没时所受的浮力大于物体的重力,故物体从弹簧测力计上取下放入水中,物体静止时,物体漂浮于水面。

故物体所受的浮力等于重力,即9N F G '''==浮物体的密度为33339N 0.7510kg m 10N kg 1.210m m G V gV ρ-====⨯⨯⨯物故选A 。

4.甲、乙两个完全相同的烧杯,装满放在水平桌面上。

将体积相同的两个小球A 、B 分别放在甲、乙烧杯中,小球静止时如图所示,A 、B 两个小球的密度分别为A ρ和B ρ,甲、乙两杯水对容器底的压强分别为p 甲和p 乙,A 、B 两个小球受到的浮力分别是F A 和F B ,容器对桌面的压力分别为F 1和F 2,下列判断中正确的是( )A .A ρ>B ρ B .F 1>F 2C .F A <F BD .p 甲>p 乙【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .读图可知A 小球在甲杯中漂浮,A ρρ>水;B 小球在乙杯中沉底,则B ρρ<水,所以有A B ρρ<,故A 错误; B .A 小球受到的重力为A A A G m g Vg ρ==B 小球受到的重力为B B B G m g Vg ρ==因为A B ρρ<,所以A B G G <因为A 漂浮在水面上,以及阿基米德原理,所以有A A A F G G ==排放入A 小球后,原来满杯水的重力等于排开水的重力和剩余在烧杯中水的重力,即A A G G G G G =+=+总水排水水因为烧杯在水平桌面上,所以烧杯对桌面的压力等于烧杯、水、小球的总重力,则容器甲对桌面的压力为1A F G G G G G =++=+容水容总水同理容器乙对桌面的压力为2B F G G G =++水容放入B 小球后,原来满杯水的重力等于排开水的重力和剩余在烧杯中水的重力,即B G G G =+总水排水根据阿基米德原理,所以有B B F G =排,因为B 小球沉在容器底,所以有B B B G F G >=排所以有2B B F G G G G G G =++>++容水水排容即2F G G >+容总水综上分析得,21F F >,故B 错误;C .由图可知,A 小球在甲杯中排开水的体积小于B 小球在乙杯中排开水的体积,即A B <V V ,由F gV ρ=浮水排得,A B F F <,故C 正确;D .由图可知,甲乙两杯水面高度相等,根据p gh ρ=知,水对甲杯底的压强等于水对乙杯底的压强,故D 错误。

故选C 。

5.如图是工人将重160 N 的物体匀速放下的过程,已知物体下降的距离为3 m ,用时3 s ,工人的拉力为50 N ,工人质量为50kg (物体未浸入水中,且不计绳重及摩擦)设此时工人放绳的速度为v 1, 滑轮组的效率η1 ;如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2,已知1243ηη=∶∶(物体在水中仍匀速下降,动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦,g 取10 N/kg ) 设当物体完全浸没在水中后物体所受的浮力为F 浮,工人对地面的压力为F 2.则( )A .v 1=1 m/sB .η1=62.5%。

C .F 2 =525 ND .F 浮=120 N【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .物体下降速度为3m=1m/s 3sh v t == 因为有4段绳子,所以工人放绳的速度为441m/s 4m/s v v ==⨯=1物故A 不符合题意;B .已知物体下降的距离为3 m ,因为有4段绳子,所以绳子运动距离443m 12m s h ==⨯=放绳子的做的有用功160N 3m 480J W Gh ==⨯=有用放绳子的做的总功50N 12m 600J W Fs ==⨯=总滑轮组的效率1480J100%100%80%600JW W η=⨯=⨯=有用总 故B 不符合题意;CD .物体未浸入水中时,不计绳重及摩擦,动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力,由(1)F G G n=+动可得,动滑轮重力 4450N 160N 40N G F G =-=⨯-=动已知η1:η2=4:3,则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为213380%60%44ηη==⨯=物体完全浸没水中后,滑轮组对物体的拉力做的功为有用功,不计绳重及摩擦,克服动滑轮重力做的功为额外功,则此时滑轮组的机械效率260%40NW F h F W F h G h F η'===='++有用拉物拉物总拉物动拉物 解得F 拉物=60N ;物体的重力为160N ,根据公式可得==160N-60N=100N F G F -浮拉物故D 不符合题意;完全入水后,动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力,由力的平衡条件可得4F F G =+绳拉物动则人对绳子的拉力1160N 40N)25N 44()(F F G =+=+=绳拉物动因为物体间力的作用是相互的,所以绳子对人的拉力也为25N ;人的重力为50kg 10N/kg 500N G m g ==⨯=人人对人进行受力分析可知,人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力,则人受到竖直向上的支持力500N+25N=525N F G F =+=人绳支因为物体间力的作用是相互的,则人对地面的压力为525N ,故C 符合题意。

故选C 。

6.甲、乙两种物质的质量和体积关系如图所示,分别用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a 和b ,放在足够多的水中静止后则( )A .a 漂浮,a 受到的浮力大于b 受到的浮力B .a 沉底,a 受到的浮力大于b 受到的浮力C .b 漂浮,b 受到的浮力大于a 受到的浮力D .b 沉底,b 受到的浮力大于a 受到的浮力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】AD .由图象可知,当m 甲=m 乙=4g 时,V 甲=2cm 3,V 乙=8cm 3,则甲、乙两种物质的密度分别为334g ===2g cm 2cmm V ρ甲甲甲 334g ===0.5g cm 8cm m V ρ乙乙乙 用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a 和b ,放在水中静止后ρρρ甲乙水>>所以a 沉底,b 漂浮,故AD 不符合题意;BC .设a 、b 物体的体积为V ,两物体所受浮力分别为a F gV gV ρρ浮水排水==b b b F G m g Vg ρ乙浮===其中ρρ乙水>,所以a b F F 浮浮>故B 符合题意,C 不符合题意。

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