一、初中物理浮力类问题1.如图所示,甲容器内只有水,乙容器内有冰块漂浮在水面上,丙容器中悬浮着一个小球,三个相同的容器内水面高度相同.则下列说法正确的是A .冰块的密度大于球的密度B .若向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力变小C .水对三个容器底的压力不同D .三个容器中,甲容器对水平桌面的压力最小 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .冰块漂浮在乙容器中,ρρ水冰块<,小球悬浮在丙容器中,ρρ=小球水,所以ρρ小球冰块<故A 错误;B .小球悬浮在丙容器中,ρρ=小球水,如果向丙容器中加入酒精,则液体密度减小,由浮排F gV ρ=可知,物块受到的浮力变小,小球将下沉,故B 正确;C .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 gh ρ=可 知,p p p ==甲乙丙,由Fp S=可知,水对容器底的压力:F pS =,由于压强与容器底面积都相同,则水对容器底的压力:F F F ==甲乙丙,故C 错误;D .在乙容器中,根据作用力和反作用力,容器(包括水和玻璃杯)施加给冰块一个竖直向上的浮力即F 浮,冰块会反过来施加给容器(包括水和玻璃杯)一个竖直向下的压力即F 压,而F F =压浮这个压力会通过容器传导给桌面.冰块因为漂浮,所以F G G ==浮排冰块.所以,甲容器对于桌面的压力F G G =+甲水杯,乙容器对桌面的压力F G G G G G G ='++='++乙水排杯水杯冰块,因为G G G G G ='+='+水水排水冰块,因此,甲容器对于桌面的压力等于乙容器对桌面的压力;同理丙容器对于桌面的压力等于甲容器对桌面的压力,故D 错误.2.将一密度均匀的正方体轻轻放入盛满浓盐水的大烧杯中,静止后有72g 浓盐水溢出;若将该物体轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有64g 煤油溢出(浓盐水密度为1.2×103kg/m 3,煤油密度为0.8×103kg/m 3),则以下选项不可能的是( ) A .该物体前后两次所受浮力之比为9:8 B .该物体前后两次排开液体体积之比为3:4 C .该物体的密度为0.9×103kg/m 3 D .该物体在煤油中可能沉底或悬浮 【答案】D 【解析】 【详解】A .因为大烧杯内原来装满浓盐水,所以,由阿基米德原理可知,物体在盐水中受到的浮力F 浮盐水=G 排=G 溢水=m 溢水g =0.072kg ×10N/kg=0.72N物体在煤油中受到的浮力F 浮煤油=G 排=G 溢煤油=m 溢煤油g =0.064kg ×10N/kg=0.64N故该物体前后两次所受浮力之比为0.72N:0.64N=9:8故A 不符合题意;B .该物体前后两次排开液体体积之比为F g ρ浮盐水盐水:F g ρ浮煤油煤油=330.72N 1.210kg /m 10N /kg ⨯⨯:330.64N0.810kg /m 10N /kg⨯⨯ =3:4故B不符合题意;D.由F浮=ρ水V排g得排开水的体积V排水=Fgρ浮盐水=330.72N1.210kg/m10N/kg⨯⨯=6×10−5m3假设物体在盐水中悬浮或下沉,则物体的体积V=V排水=6×10−5m3由于煤油的密度小于盐水,所以物体在煤油中一定下沉,则排开煤油的体积V排煤油=V=6×10−5m3排开煤油的质量应该为m排煤油=ρ煤油V排煤油=0.8×103kg/m3×6×10−5m3=0.048kg=48g因为m排煤油<64g,所以物体在盐水中不能悬浮或下沉;可见,物体在盐水中一定漂浮,则物体的重力G=F浮=0.72N,物体受到煤油的浮力F浮煤油=G排=G溢煤油=m溢煤油g=0.064kg×10N/kg=0.64N因为F浮煤油<G,所以物体在煤油中下沉,故D符合题意;C.则物体的体积V=V排煤油=V溢煤油=mρ溢煤油煤油=364g0.8g/cm=80cm3物体的质量m=Gg=0.72N10N/kg=0.072kg=72g物体的密度ρ=mV=372g80cm=0.9g/cm3=0.9×103kg/m3故C不符合题意。
故选D。
3.三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。
4.如图所示,烧杯中装有某种液体,A为圆柱形木块,静止时木块的下表面到液面的距离为h,再用外力F缓慢将木块A压入液体中到刚好浸没,下列说法不正确的是()A.不受力F作用时,木块在液体中静止时处于漂浮状态B.木块A的密度大于液体的密度C.将A压人液体的过程,容器底受到液体的压强将增大D.将A压人液体的过程,力F不断增大【答案】B【解析】【详解】A.木块放入液体中,静止时木块的下表面到液面的距离为h,则可知:不受力F作用时,木块在液体中静止时处于漂浮状态,故A正确,不符合题意;B.不受力F作用时,木块在液体中静止时处于漂浮状态,则由浮沉条件可知,木块A的密度小于液体的密度,故B错误,符合题意;C.将A压入液体的过程,排开液体的体积增大了,液面上升,深度h变大,根据p=ρ液gh 知容器底受到液体的压强将增大,故C正确,不符合题意;D.将A压入液体的过程,所受浮力大小随物体排开液体的体积的增大而增大,重力不变,浮力和重力之差等于对A的压力F,所以力F不断增大,故D正确,不符合题意。
故选B。
5.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/kgG 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43331N=10m 110kg/m 10N/kgF V V g ρ-===⨯⨯浮排水 物体的密度33430.2kg210kg/m 10mm V ρ-===⨯ 故D 错误。
故选B 。
6.水平桌面上有甲、乙两个相同的溢水杯,装满不同密度的液体。
现将小球A 分别放入两溢水杯中,小球静止时的情景和溢出的液体如图所示,从甲杯中溢出的液体所受重力为G 甲 =0.9N ,从乙杯中溢出的液体所受重力为G 乙=0.8N ,小球在甲杯中所受的浮力为F 甲,在乙杯中所受的浮力为F 乙。
则下列说法中正确的是( )A .因为A 在乙杯中排开的液体体积较大,所以有F 乙>F 甲B .A 的重力为0.9N ,它在乙杯中受到浮力为0.8NC .液体对甲杯底的压强等于液体对乙杯底的压强D .甲杯对桌面的压力小于乙杯对桌面的压力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】AB .由阿基米德原理可知,浮力等于排开液体的重力,G 甲>G 乙,因此F 甲> F 乙,又因为甲中A 漂浮,浮力等于重力为0.9N ,乙中浮力等于排开液体的重力为0.8N ,故A 错误,B 正确;C .由图像可知甲中A 漂浮,A ρρ甲>,乙中A 沉底,A ρρ乙<,因此ρρ甲乙>,由p gh ρ=可知深度相同时,液体对甲杯底的压强大于液体对乙杯底的压强,故C 错误;D .甲杯对桌面的压力为A =F G G G ++甲杯液甲乙杯对桌面的压力A =F G G G ++乙杯液乙由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积,同时甲的密度大于乙的密度,由G mg Vg ρ==可知G G 液甲液乙>因此可得F F 甲乙>故D 错误。
故选B 。
7.如图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M 的示意图,滑轮组固定在钢架上,滑轮组中的两个滑轮质量相等,绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N ,连接圆柱体M 与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N 。
圆柱体M 高为3m ,底面积为0.02m 2,密度为34.510⨯kg/m 3。
在绳端拉力F 作用下,圆柱体M 从其下表面距水面15m 处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了3min ,在这个过程中,拉力F 的功率为160W ,滑轮组的机械效率为η,钢架对定滑轮的拉力为T 。
在圆柱体M 被缓慢拉出水的过程中,圆柱体M 的下表面受到水的压强为p 。
不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力,g 取10N/kg 。
下列选项中正确的是A .压强p 的最小值为15000PaB .拉力T 的大小为2700NC .拉力F 的大小为640ND .滑轮组的机械效率为90% 【答案】A 【解析】【分析】(1) 对动滑轮和物体做整体受力分析,对定滑轮做受力分析,根据=F gV ρ浮液排,求得M 所受的浮力,再根据重力和浮力之比可求得M 的重力,从而可求得拉力F 大小; (2) 因M 有三段绳子承担,根据平衡条件M 3F F G G +=+浮轮,可求得拉力T 的大小; (3) 根据M M M M ()==+()W W G F h G F W W W G F G h G F G η--==-+-+有有浮浮浮浮总有额动动可求得滑轮组的机械效率;(4)由绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N 和连接圆柱体M 与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N ,可知圆柱体M 的下表面受到水的压力,再利用Fp S=可求得压强p 的最小值。