培优浮力类问题辅导专题训练
①甲、乙、丙、丁容器中水面相平,由 ,F=pS又底面积相等,得容器底部受水的压力相等,而容器的底部只受水的压力,又是圆柱形容器,容器壁不承受液体压力,也不因液体作用对底部产生附加压力,故容器底部受到的压力等于容器中所有物体的向下压力,所以四个容器中,各容器中所有物体向下压力相等,而容器又相同,故四个容器对桌面的压力相等;由于四个容器底面积相等,由P= 可知各容器对水平桌面的压强相同故①正确。
②向乙容器中倒入酒精后,使水的密度减小,但木块还漂浮,木块受到浮力不变,上表面没有水,所以木块受到水向上压力大小没变,等于浮力,木块底面积也没变,故木块底部受到的压强不变,故②错误;
③将塑料盒内的铝块取出放到水平桌面上,由于前、后都漂浮,塑料盒的总重力减小,受到浮力减小,造成排开水的体积减小,设为 ,盒底相对水面上升为h升,由题意有
7.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
①各容器对水平桌面的压强相同;
②向乙容器中倒入酒精后,木块底部受到的压强将增大;
③将塑料盒内的铝块取出放到水平桌面上,塑料盒底距容器底的距离的增大值等于水面下降的高度值;
④将悬吊铝球的细线剪断后,丁容器对水平桌面压力的增大值等于铝球所受重力的大小。
上述说法中正确的一组是()
A.①②B.②③C.③④D.①③
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
C.由图像可知甲中A漂浮, ,乙中A沉底, ,因此 ,由 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
乙杯对桌面的压力
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
可知
因此可得
故D错误。
故选B。
9.在水平桌面上,有甲、乙两个完全相同的烧杯,甲、乙两杯中盐水的密度分别为甲和乙。把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中漂浮在盐水表面,而在乙杯中却悬浮在盐水中,经测量放入鸡蛋后甲、乙两杯中液面高度相同,如图所示,鸡蛋在甲、乙两杯中所受盐水压力的合力分别为F甲和F乙,鸡蛋所受的浮力分别为 和 ,盐水对杯底的压强分别为p甲和p乙。则下列结论中正确的是( )
G=2N
物体的质量
物体浸没水中后的浮力
F浮=G−F=2N−1N=1N
由阿基米德原理 可得,物体的体积
物体的密度
故D错误。
故选B。
8.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( )
由于对桌面增加的压力
则金属球质量为
金属球的体积为
故B错误;
C.因金属球排开液体的体积为125cm3,由阿基米德原理 可得
故C正确;
D.金属球对容器底部的压力
故D错误。
故选C。
5.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 ,则不能得到的结论是( )
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.A小球在甲中悬浮,B小球在乙中漂浮,所受浮力等于各自自身重力,即
,
A、B两球完全相同,所以重力相等。则A、B两球所受浮力相同,即 ,故A错误;
B.根据 可得,A小球在甲中悬浮,则A所受浮力为
B小球在乙中漂浮且有一半体积露出液面,则B所受浮力为
由题意可知,A、B两球体积相等且所受浮力相等,即
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
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。
4.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
由 得,对桌面增加的压力为
由于对桌面增加的压力
则金属球排开液体的重力为
故金属球受到的浮力为
故A错误;
B.由甲、丙两图可得
由 得,对桌面增加的压力为
一、初中物理浮力类问题
1.如图所示,水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四个完全相同的圆柱形容器。其中甲容器内只有水;乙容器内有木块漂浮在水面上;丙容器内有一个装有铝块的平底塑料盒漂浮在水面上,塑料盒底始终与容器底平行,且塑料盒的底面积等于圆柱形容器底面积的一半;丁容器中用细线悬吊着一个实心的铝球浸没在水中。已知四个容器中的水面一样高,ρ木=0.6×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ铝=2.7×103kg/m3,对于这一情景,有如下一些说法:
【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= = =80cm3
物体的质量
m= = =0.072kg=72g
物体的密度
ρ= = =0.9g/cm3=0.9×103kg/m3
故C不符合题意。
又塑料盒底距容器底的距离的增大值为
故③正确;
④将悬吊铝球的细线剪断后,丁容器对水平桌面压力的增大值等于铝球所受细线拉力的大小,因为拉力小于重力。故④错误。
故选D。
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/m3,煤油密度为0.8×103kg/m3),则以下选项不可能的是( )
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
: = : =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= = =6×10−5m3
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/m3
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
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0.8N
C.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;
联立可得甲、乙液体密度的关系为 ,故B错误;
C.由于两容器内液面相平,根据 可得,两种液体对容器底部的压强分别为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【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
故D不符合题意,由乙图知,B球在乙液体中沉底,则
故A不符合题意;已知
即
已知
A球漂浮,B球沉底,则
所以
故C不符合题意;因
,
且
由上述关系不能得出