一、初中物理浮力类问题1.如图甲,圆柱形薄壁玻璃杯A 、实心物体B 在柱形容器的水中处于静止状态,此时细线拉直(细线不可伸长且质量体积忽路不计),已知A 的底面积为50cm 2,重力为3N ,物体B 的体积为50cm 3,柱形容器的底面积为100cm 2;在打开容器底部水龙头放水的过程中,细线所受拉力大小随时间变化图象如图乙;t 1时刻,物体B 刚好接触容器底且与容器底无挤压,则下列说法错误的是( )A .未放水前,A 物体所受的浮力为4NB .物体的密度为3×103kg/m 3C .从t 1时刻到t 2时刻容器对桌面的压强变化了50PaD .若t 1时刻停止放水,将物体A 竖直向上提1cm ,那么容器对桌面的压强减少50Pa 【答案】C 【解析】 【分析】(1)根据浮力等于物体重力与绳的拉力之和可求出玻璃杯A 所受浮力;(2)由图乙可知当物体B 被提起时绳子的拉力,根据物体B 受力平衡求出金属块B 的重力,根据G mg gV ρ==即可求出物体B 的密度;(3)由图乙可知浮力的变化,根据阿基米德原理即可求出玻璃杯A 排开水减少的体积,然后根据玻璃杯A 的底面积求出水降低的高度,利用p gh ρ=即可求出减小的压强; (4)将物体A 竖直向上提升后根据玻璃杯A 的底面积求出水面下降高度,利用p gh ρ=即可求出减少的压强. 【详解】A .对玻璃杯A 进行受力分析,则有A A 3N 1N 4N F G F =+=+=浮拉,故A 正确,不符合题意; B .对物体B 进行受力分析,则有33-63B B B 1.010kg/m 10N/kg 5010m 1N 1.5N G F F gV F ρ=+=+=⨯⨯⨯⨯+=浮拉水拉,根据G mg gV ρ==可知,物体B 的密度:33B B -63B 1.5N310kg/m 10N/kg 5010mG gV ρ===⨯⨯⨯,故B 正确,不符合题意;C .由图乙可知t 1时刻到t 2时刻浮力的变化:1N 0.5N 0.5N F ∆=-=浮,由F gV ρ=浮液排得玻璃杯A 减少的浸没水中体积:-533330.5N 510kg/m 50cm 1.010kg/m 10N/kgF V V g ρ∆∆=∆===⨯=⨯⨯浮排水, 水面降低的高度:32A 50cm 1cm 0.01m 50cmV h S ∆∆====, 则减少的压强:331.010kg/m 10N/kg 0.01m 100Pa p g h ρ∆=∆=⨯⨯⨯=水,故C 错误,符合题意;D .若t 1时刻停止放水,将物体A 竖直向上提1cm ,则其减少的浸没水中体积:23A 50cm 1cm 50cm V S h '∆=∆=⨯=,水面降低的高度:3250cm 0.5cm 0.005m 100cmV h S '∆'∆====容器, 则减少的压强:331.010kg/m 10N/kg 0.005m 50Pa p g h ρ''∆=∆=⨯⨯⨯=水,故D 正确,不符合题意. 【点睛】本题综合考查密度的计算、液体压强和阿基米德原理的应用,同时还涉及到图像信息的提取能力,综合难度较大.2.在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计,现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图所示,当它们竖直静止在液体中时,液面高度相同。
以下相关判断不正确的是( )A .两个简易密度计所受浮力F 甲等于F 乙B .两杯液体的密度ρ甲大于ρ乙C .两个烧杯底部所受液体的压强P 甲小于P 乙D .取出密度计以后,两个烧杯对桌面的压力F 甲小于F 乙 【答案】B 【解析】 【详解】A .由图可知,密度计在两液体中均处于漂浮状态,根据物体浮沉条件可知,F 浮=G 密,两个密度计完全相同,则重力相同,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等;即F 甲=F 乙,故A 正确,不符合题意;B .由图知,甲中密度计排开液体的体积大于乙中排开液体的体积,根据F 浮=ρgV 排可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,即ρ甲<ρ乙,故B 错误,符合题意;C .因ρ甲<ρ乙,液面高度相同,则根据p=ρgh 可知,两个烧杯底部所受液体的压强p 甲<p乙,故C 正确,不符合题意;D .由图可知两液体液面相平,并且V 排甲>V 排乙,则液体的体积V 甲<V 乙,由于ρ甲<ρ乙,根据m=ρV 可知:m 甲<m 乙,所以G 甲<G 乙,又因为在水平面上压力等于重力,所以F 甲<F 乙,故D 正确,不符合题意。
故选B 。
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.如图,小鱼口中吐出的气泡在升至水面的过程中,体积会逐渐变大,则气泡受到的浮力和气泡内气体压强的变化情况是( )A .浮力不变,压强不变B .浮力变小,压强变小C .浮力变大,压强变大D .浮力变大,压强变小【答案】D 【解析】 【分析】【详解】 根据浮排F gV ρ=可知,气泡的体积在变大,那么气泡受到的浮力也在变大;气泡的体积变大,气体质量不变,那么气泡里面气体的压强在变小。
故选D 。
5.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 .6.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 。
7.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gV V 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 。
8.小红将一块橡皮泥做成船的形状,放在盛有水的烧杯中,发现它漂浮在水面上,然后她再将橡皮泥捏成团放入水中,橡皮泥沉入水底。
比较前后两种情况,下列说法正确的是( )A .橡皮泥漂浮时受到的重力比它沉底时受到的重力小B .橡皮泥漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大C .橡皮泥沉底时受到的浮力等于它的重力D .橡皮泥沉底时排开水的体积与它漂浮时排开水的体积相等 【答案】B 【解析】【分析】 【详解】A .物体的重力在水中漂浮和沉底时都不会改变,所以A 错误;BC .漂浮时浮力等于橡皮泥的重力,沉底时浮力小于橡皮泥的重力,所以漂浮时的浮力大于沉底时的浮力,故B 正确,C 错误;D .沉底时和漂浮时受到的浮力不等,所以排开水的体积也不等,故D 错误。
故选B 。
9.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯,都装有一些水。
将不同材料制成的、体积相同的两个空心球a 、b ,分别放人两个烧杯的水中,静止时,a 球下沉到烧杯底部,b 球漂浮在水面,且两个烧杯中的水面恰好相平,则下列说法错误的是( )A .两个烧杯底部受到水的压力相等B .甲烧杯对桌面的压力大于乙烧杯对桌面的压力C .a 球受到的浮力大于b 球受到的浮力D .a 球材料的密度大于b 球材料的密度 【答案】D 【解析】 【详解】A .由于两杯水面相平,则水的高度相同,由p gh ρ=可知两杯水对地面压强相同,杯子底面积相同,则又由F =pS 可知,水对杯底压力相等,故A 正确,不符合题意;B .a 球在甲杯中沉底,所以G a >F 浮a根据阿基米德原理有F 浮a =G 排a ,所以G a >G 排a即a 受到的重力大于a 排开水的重力;则甲烧杯对水平桌面的压力:F 甲=G 杯+G 水+G a >G 杯+G 水+G 排a ﹣﹣﹣①b 球在乙杯中漂浮,所以F 浮b =G b根据阿基米德原理有F 浮b =G 排b ,所以G b =G 排b即b 受到的重力等于b 排开水的重;则乙烧杯对水平桌面的压力:b b F G G G G G G =+'+=+'+乙杯水杯水排﹣﹣﹣②h 相同,S 相同,故两杯水和排开水的总体积相同,水和排开水的总重相同,即a b G G G G +='+水排水排﹣﹣③综合①②③式可得:F 甲>F 乙,即甲烧杯对桌面的压力大于乙烧杯对桌面的压力,故B 正确,不符合题意;C .a 球下沉,b 球漂浮,则可知a 排开水的体积大于b ,由F gV ρ=浮液排可知,a 受到的浮力更大,故C 正确,不符合题意;D .a 球下沉到烧杯底部,b 球漂浮在水面,根据浮沉条件可知,a 球的平均密度大于水的密度,b 球的平均密度小于水的密度;但两球都是空心的,所以不能确定a 球材料的密度一定大于b 球材料的密度,故D 错误,符合题意。