一、初中物理浮力类问题1.底面积相同的甲、 乙、丙三个容器内装有质量相等的三种液体,放入三个完全相同的正方体A 、B 、C 后静止如图所示。
则( )A .三个正方体受到的浮力ABC F F F >>浮浮浮 B .三个正方体底部受到的压强A B C P P P >= C .三个容器底部受到的压力F F F >>甲乙丙D .桌面受到的压力关系为F F F '''>>甲乙丙【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .图甲中正方体为悬浮,浮力等于重力,图乙图丙中正方体为漂浮,浮力也与重力相等,又因为三个正方体完全相同,所以三个正方体所受的浮力相同,故A 错误;B .因为正方体下表面受到的压力为浮力与上表面的压力之和,因为物块A 上表面的压力最大,物块B 与物块C 上表面压力均为零,所以物块A B C F F F >=,又因为三个正方体下表面面积相同,所以三个正方体底部受到的压强为A B C P P P >=,故B 正确;C .因为三个容器中所呈的液体质量相同,所以对容器的压力相同,又因为甲容器器壁会承受一部分压力,乙容器会向底部呈加更多的压力,所以三个容器底部受到的压力为F F F >>乙甲丙,故C 错误;D .因为三个容器的质量未知,所以对桌面的压力无法比较,故D 错误。
故选B 。
2.某种材料制成的空心球漂浮在甲液体的液面上,但沉于乙液体中.利用这个信息可得( )A .该材料的密度一定小于甲液体的密度B .该材料的密度一定大于乙液体的密度C .该材料的密度一定等于甲液体的密度D .该材料的密度一定等于乙液体的密度 【答案】B【解析】 【分析】 【详解】设该材料的密度为ρ,若ρ<ρ甲,空心球会漂浮在甲液体的液面上;若ρ>ρ甲,若球是实心的,球会下沉;若球是空心的,当球的整体密度小于甲液体的密度时,球会漂浮在甲液体的液面上;故A 、C 都错,∵空心球沉于乙液体中,∴ρ>ρ球>ρ乙,故B 正确,D 错。
故选B 。
3.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=F gρ浮盐水 =330.72N1.210kg /m 10N /kg⨯⨯ =6×10−5m 3 假设物体在盐水中悬浮或下沉,则物体的体积V =V 排水=6×10−5m 3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 =6×10−5m 3排开煤油的质量应该为m 排煤油=ρ煤油V 排煤油=0.8×103kg/m 3×6×10−5m 3=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=m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。
4.如图,两个相同的空塑料瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直的浸没在水中,甲瓶口朝上,乙瓶口朝下,若甲瓶恰好悬浮,则()A.乙瓶可能悬浮B.两瓶受到的浮力相等C.甲瓶内气体的压强较大D.乙瓶内气体密度较大【答案】D【解析】【详解】AB.已知两个空塑料瓶是相同的,则两个空塑料瓶的重力相等;甲瓶恰好悬浮,则甲瓶受到的浮力等于瓶的重力;由图可知:乙瓶的橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,橡皮膜凹的更明显,则乙瓶排开水的体积小于甲瓶排开水的体积,根据阿基米德原理可知:乙瓶受到的浮力小于甲瓶受到的浮力,则乙瓶受到的浮力小于瓶的重力;所以,乙瓶会下沉,故AB不符合题意;CD.由于两个空塑料瓶是相同的,瓶内空气质量相同,乙瓶橡皮膜凹进得更多,体积变小,故乙瓶内空气的密度变大;乙瓶内空气的压强也变大,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.小雪和小雨姊妹两个随家长去饭店吃饭时,在水平桌面上有完全相同的甲、乙两个圆柱形玻璃杯,其家长根据小雪和小雨的个人爱好分别倒入质量相同的雪碧和桃汁(如图甲、乙),姊妹两个又将果盘内的两个小柑橘分别投入雪碧和桃汁中(假设两个柑橘完全相同),静止时如图丙、丁所示,小雪和小雨对此现象展开讨论得到如下结论,其中正确的是()①甲、乙两种情况时,甲玻璃杯底受到雪碧的压强大②丙、丁两种情况时,丁玻璃杯中桃汁内的柑橘受到的浮力大③丙、丁两种情况时,丁玻璃杯中桃汁对玻璃杯底的压强大④丙、丁两种情况时,丙玻璃杯对桌面的压强大A.只有②③正确B.只有②④正确C.只有①②正确D.只有③④正确【答案】A【解析】【详解】①甲、乙两种情况时,雪碧和桃汁质量相同,则重力相同,对容器底部的压力相同,甲、乙两个圆柱形玻璃杯完全相同,则内底面积相同,由FpS=可知甲玻璃杯底受到雪碧的压强等于乙玻璃杯底受到的桃汁的压强,①错误;②丙中柑橘沉底,浮力小于重力,丁中柑橘漂浮,浮力等于重力,两个柑橘完全相同,则重力相等,所以丙、丁两种情况时,丁玻璃杯中柑橘受到的浮力大,②正确;③丁玻璃杯中柑橘受到的浮力大,根据相互作用可知,柑橘对丁容器底部的压力大,雪碧和桃汁质量相同,则重力相同,对容器底部的压力相同,所以丙、丁两种情况时,丁玻璃杯底受到的压力大,根据FpS=知,丁玻璃杯中桃汁对玻璃杯底的压强大,③正确;④容器对桌面的压力等于容器、容器内液体和柑橘的重力之和,两个柑橘完全相同,则重力相等,甲、乙两个圆柱形玻璃杯完全相同,则重力相同,雪碧和桃汁质量相同,则重力相同,所以丙、丁玻璃杯对桌面的压力相等,甲、乙两个圆柱形玻璃杯完全相同,则外底面积相同,根据FpS=知,丙、丁两种情况时,丙、丁玻璃杯对桌面的压强相等,④错误;故选A。
6.三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。
7.如图,底面积为100cm2的薄壁圆柱形容器盛有适量的水。
体积为2×10-3m3的木块A漂浮在水面上,有2/5的体积露出水面,如图甲。
现将一底面积为25cm2、体积为250cm3的合金块B放在木块A上方,木块A恰好有4/5的体积浸入水中,如图乙。
再将B从A上取下来,直接放入容器中,如图丙。
下列说法正确的是()A .木块A 受到的重力为8NB .丙图中,水对容器底部的压强相对于乙图减小了150PaC .合金块B 的密度为3.2×103kg/m 3D .丙图中,物块B 对容器底部的压强为1600Pa 【答案】B 【解析】 【详解】A .体积为2×103cm 3的木块A 漂浮在水面上,有25的体积露出水面,则排开水的体积为:333333210cm 1.210c 3m 1.210m 5V -=⨯⨯=⨯=⨯排由阿基米原理A F gV ρ=浮水排,根据漂浮的特点:A A G F =浮①故物体的重力:3331.010kg/m 10N/kg 1.210m 12N A G gV ρ-==⨯⨯⨯⨯=水排故A 项错误;BC .在图乙中,由漂浮的特点:B A A G G F +='浮②②-①得:B A G F =∆浮由阿基米德原理:333331.010kg/m 10N/kg 210m 4N 545A A F g V ρ-∆=∆=⨯⨯⨯-⨯⨯=浮水排()故4N B G =,合金块B 的密度为:33634N1.610kg/m 10N/kg 25010mB B B G gV ρ-===⨯⨯⨯ 乙图中,AB 都处于漂浮状态,而丙中,A 仍漂浮,B 沉于容器底部,乙图中:B B F G =浮丙中B 受到的浮力:B B B F gV G ρ'=浮水<故两图相比,B 受到的浮力减小了:33634N 1.010kg/m 10N/kg 25010m 1.5N B B B F G gV ρ-∆=-=-⨯⨯⨯⨯=水③由阿基米德原理,即排开水的重力减小了1.5N ,因为柱形容器,故水对容器底部的压力减小了1.5N ,水对容器底部的压强相对于乙图减小:42150Pa100110m .5NS F p -∆∆===⨯ 故B 项正确, C 项错误;D .以B 为研究对象,受到的重力和浮力及容器底部对其的支持为平衡力,故有:B B B G F F gV F ρ='+'=+'浮水由③得:1.5N B B F G gV ρ'=-=水由力的相互性,物块B 对容器底部的压力为1.5N ,物块B 对容器底部的压强为:421.5N 600Pa 2510m B B F p S -'===⨯ 故D 项错误。