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中考物理——浮力类问题的综合压轴题专题复习含答案

一、初中物理浮力类问题1.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。

实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0N 、2.8N 和2.5N 。

若盐水的密度为331.210kg /m ⨯,则下列结论正确的是( )A .物体A 的密度为333.210kg /m ⨯B .实验乙中,物体A 受到的拉力为1.0NC .实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.2ND .实验丁中,容器底部受到的压力等于0.3N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .实验甲、丙中,弹簧测力计的示数分别为4.0N 、2.8N ,则F 丙浮=G −F 丙拉=4.0N -2.8N=1.2N由F 浮=ρ液g V 排,且物体A 全部浸没,所以43331.2N =1.010m 1.210kg /m 10N/kgF V V g ρ-===⨯⨯⨯丙浮物排盐水 物体A 质量4.0N 0.4kg 10N/kgG m g === 物体A 的密度33430.4kg = 4.010kg /m 1.010mm V ρ-==⨯⨯物 故A 错误;B .物体A 在水中受到的浮力33431.010kg /m 10N/kg 1.010m =1.0N F gV ρ-==⨯⨯⨯⨯乙浮水排在乙中物体A 受到的拉力4.0N 1.0N=3.0N F G F =-=-乙浮乙拉故B 错误;C .在实验丙中弹簧测力计的示数2.8N ,在实验乙中弹簧测力计的示数3.0N 。

所以实验丙中弹簧测力计的示数比乙中小3.0N−2.8N =0.2N故C 正确; D .由甲、丙F 丙浮=G −F 丙拉=4.0N -2.8N=1.2N根据实验丁中物体A 对烧杯底部的压力等于支持力F 支=G −F 丙浮−F 丁拉=4.0N−1.2N−2.5N =0.3N同时容器底部也受到盐水对它的压力,所以压力大于0.3N ,故D 错误。

故选C 。

2.测力计上挂一重为8牛的金属块,当金属块体积的三分之一浸入水中静止时,测力计的示数为6牛.若将金属块全部浸入水中且未碰到容器底部,测力计的示数为( ) A .2牛 B .4牛C .6牛D .8牛【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】当金属块三分之一浸入水中静止时,它受到重力、拉力、浮力的作用,处于平衡状态,浮力大小为8N 6N 2N F G F =-=-=测浮根据阿基米德原理1F gV ρ=浮水可知,排开水的体积为1F V gρ=浮水若将金属块全部浸入水中,那么它排开水的体积为213V V =,此时它受到水的浮力为'21336N F gV g V F ρρ==⋅==浮水水浮测力计的示数为''8N 6N 2N F G F =-=-=测浮故选A .3.有一个实心物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为20N ;当把物体14体积浸入水中时,测力计的示数为18N 。

把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时,物体受到的浮力是( ) A .2N B .8N C .18N D .20N【答案】B 【解析】 【分析】本题考查浮力的计算。

【详解】由题意知,G 物=20N ,F 示=18N 。

由称重法,可知当物体14体积浸入水中时,受到的浮力 F 浮=G 物-F 示=20N -18N=2N根据阿基米德原理F 浮=ρgV 排得,此时物体排开水的体积43332=2101.010/10/F N V m g kg m N kgρ-==⨯⨯⨯浮排 而14V 物=V 排,所以 V 物=4V 排=8×10-4m 3当物体浸没时,浮力F 浮1=ρgV 排1=ρgV 物=1.0×103kg/m 3×10N/kg×8×10-4m 3=8N物体浸没时,浮力小于物体的重力,所以静止时,物体下沉到水底,那么浮力为8N ,故B 正确,ACD 都不正确。

故选B 。

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.如图所示,两个相同的盛满水的甲乙容器放在水平地面上,甲容器中漂浮一物块,物块密度ρ 物=0.6ρ水。

下列说法正确的是()A.水对甲容器的压强大于水对乙容器的压强B.甲容器对水平地面的压力大于乙容器对水平地面的压力C.漂浮的物块,受的重力与浮力平衡,且露出水面体积为物体总体积的0.4倍D.用手将物块缓慢下压至浸没,物块这时受到手的压力和水对物块压力还有浮力和重力【答案】C【解析】【分析】【详解】A.两容器中都是水,且水的深度相同,根据液体压强公式p=ρgh可知,水对甲容器的压强等于水对乙容器的压强,故A错误;B.因为甲容器中物体漂浮,所以浮力与重力相等,则物体的重力等于排开水的重力,因此两容器对水平地面的压力相等,故B错误;C.物体漂浮,所以F浮=G,则ρ水gV排=ρ物gVV排=ρρ物水V=0.6V则露出水面的体积为0.4V,即露出水面体积为物体总体积的0.4倍,故C正确;D.将物块缓慢下压至浸没的过程中,物块这时受到重力、手的压力和水对物块的浮力,故D错误。

故选C。

6.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 。

7.如图甲所示,盛有水的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器重8N ,容器的底面积为 100cm 2,在弹簧测力计下悬挂一个长方体金 属块,从水面上方开始以恒定的速度,缓慢直至全部浸没入水中,容器内水的深度由16cm 升高到20cm 在金属块未触底且水未溢出的过程中,弹簧测力计示数F 随时间t 变化的图像如图乙所示。

若不计水的 阻力,则下列分析不正确的是( )A .金属块未浸入水中时,水对容器底的压强为1600PaB .金属块浸没后受到的浮力为4NC .金属块的密度为2.5×103kg/m 3D .金属块浸没在水中后,容器对桌面的压强为2400Pa 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .物块未放入水中时,容器底受到的水的压强p=ρgh =1.0×103kg/m 3×10N/kg×0.16m=1600Pa故正确,不符合题意;B .由图乙可知,空气中弹簧测力计的示数等于物体重力为10N ,浸没后弹簧测力计的示数为6N ,由称重法可知金属块浸没后受到的浮力为10N-6N=4N故正确,不符合题意; C .物块浸没后,水的深度增加量20cm-16cm =4cm =0.04m h ∆=物块浸没在水中时物体排开水的体积2430.01m 0.04m =410m V V S h -==∆=⨯⨯排物物块的质量10N =1kg 10N /kgG m g == 物块的密度33431kg 2.510kg /m 410m m V ρ-===⨯⨯物物 故正确,不符合题意;D .由于力的作用是相互的,液体给物块4N 的浮力,则物块给装置4N 的压力,容器中水的重力为3322=10kg/m 110m 0.16m 10N /kg=16N G m g V g ρ-==⨯⨯⨯⨯水水水水因此金属块浸没在水中后,容器对桌面的压强为3228N +16N +4N = 2.810Pa 110mS G F G F p S -===⨯⨯++压容器水 故错误,符合题意。

故选D 。

8.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 GF hG 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。

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