一、初中物理浮力类问题1.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330.810kg /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2NB .在酒精中受到的浮力比较大C .体积为310cmD .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-43110m 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/kgG m g ===金属 可知该金属块的密度是33-430.3kg310kg/m 110mm V ρ===⨯⨯金属金属金属D 正确。
故选D 。
2.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 1.210mm G V gV ρ-====⨯⨯⨯物 故选A 。
3.在水平桌面上有甲乙两个完全相同的烧杯,两个烧杯内分别盛满密度为ρ甲和ρ乙的两种液体,把两个完全相同的小球轻轻地放入甲、乙烧杯内,静止时如图所示,烧杯对桌面的压强分别为p 甲和p 乙,小球所受浮力分别为F 甲和F 乙,下列判断正确的是( )A .F F =甲乙B .ρρ甲乙>C .p p =甲乙D .F F <甲乙【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】AD .由图可知,小球在甲中漂浮,则F 甲=G ,在乙中下沉,则F 乙<G ,又因为两球完全相同,所以F 甲>F 乙,故AD 错误;B .由图可知,小球在甲中漂浮,则ρ球<ρ甲,在乙中下沉,则ρ球>ρ乙,所以ρ甲>ρ乙,故B 正确;C .烧杯对桌面的压力等于烧杯、烧杯内液体和小球的总重力,由图知,甲、乙液体体积开始时相同,放入小球后甲中漂浮、乙中下沉,乙中溢出的液体多,故甲烧杯内剩余液体的体积大于乙烧杯内液体的体积,又知ρ甲>ρ乙,根据m=ρV和G=mg可知甲烧杯内液体的重力大于乙烧杯内的重力,又因为两烧杯、两小球的重力均相等,故甲杯对水平桌面的压力大于乙杯对水平桌面的压力;又因为烧杯的底面积相等,根据FpS可知,甲杯对水平桌面的压强大于乙杯对水平桌面的压强,即p甲>p乙,故C错误。
故选B。
4.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。
5.三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 。
6.将体积相同的A 、B 两个小球分别放入甲、乙两种液体中,静止时A 球漂浮,B 球沉底,若两球所受浮力的大小关系为A B F F >,则不能得到的结论是( )A .B ρρ<乙 B .A B ρρ>C .ρρ甲乙>D .A ρρ<甲【答案】B【详解】根据物体的沉浮条件,由图甲知,A 球小漂浮在甲液体中,则A ρρ<甲故D 不符合题意,由乙图知,B 球在乙液体中沉底,则B 乙ρρ>故A 不符合题意;已知A B F F >即甲乙A 排B 排gV gV ρρ>已知A B V V =A 球漂浮,B 球沉底,则V V <A 排B 排所以ρρ甲乙>故C 不符合题意;因A ρρ<甲,B 乙ρρ>且ρρ甲乙>由上述关系不能得出A B ρρ>故B 符合题意。
故选B 。
7.如图所示,三个相同的容器内水面高度相同,静止放在水平桌面上,甲容器内只有水,乙容器内有木块漂浮在水面上,丙容器中悬浮着一个小球,则下列说法正确的是( )A .三个容器对水平桌面的压强相等B .三个容器中,乙杯的水对杯底的压力最大C .三个容器中,丙杯对水平桌面的压力最大D .如果向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力不变 【答案】A 【解析】 【分析】AC .甲图中容器对桌面的压力是容器的重力加上水的重力,即F G G =+甲水容乙图中容器对桌面的压力F G G G =++乙乙水木容又因为,木块漂浮在水中,所以木块所受的浮力等于木块的重力,即F G =木浮木根据阿基米德原理,木块受到的浮力等于木块排开水的重力,即F G =木浮木排所以,木块重力等于木块排开水的重力,即G G =木木排所以,乙图中容器对桌面的压力为=F G G G G G G =++++乙乙水木乙水木容容排又因为甲和乙是相同的容器且水面高度相同,所以===F G G G G G F +++乙甲乙水木水容排容同理可得,丙图中容器对桌面的压力=F F 甲丙则三个容器对桌面的压力大小相等,故C 错误;甲乙丙图中是三个相同的容器,所以底面积S 是相同的,根据公式Fp S=可得,三个容器对桌面的压强相等,故A 正确;B .三个相同的容器内水面高度相同,所以容器底所处的深度相同,由公式p gh ρ=可得,容器底受到的压强相等,甲乙丙图中是三个相同的容器,所以底面积S 是相同的,根据公式F pS =,所以三个容器底受到水的压力相同,故B 错误;D .如果向丙容器中加入酒精,丙容器中液体的密度变小,根据公式F gV ρ=浸浮液可得,小球所受的浮力变小。
故选A 。
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,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。