一、初中物理浮力类问题1.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】 【详解】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 。
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=F g ρ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 ρ溢煤油煤油=364g 0.8g /cm=80cm 3物体的质量m =G g =0.72N10N /kg=0.072kg=72g 物体的密度ρ=m V =372g 80cm=0.9g/cm 3=0.9×103kg/m 3 故C 不符合题意。
故选D 。
3.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 。
4.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Fp S=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Fp S=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Fp S=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 。
5.如图所示为我国首艘国产航母山东舰,航母在行驶过程中不发生变化的是( )A .质量B .重力方向C .浮力大小D .排开水的体积【答案】B 【解析】 【详解】航母在行驶过程中,上面的舰载机飞离或者降落航母时,航母的整体质量都会发生变化,但重力的方向不变,总是竖直向下,由于航母是漂浮,所受的浮力大小等于其重力,重力在变化,那么浮力也会变化,根据F gV ρ=浮液排可知,排开水的体积也会发生变化,故选B 。
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.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。