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中考物理培优易错难题(含解析)之浮力类问题附答案

一、初中物理浮力类问题1. 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 4.5 103 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 ,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 M 的重力,从而可求得拉力 F 大小;F浮3F G轮G M ,可求得拉力 T 的大小;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 p F 可求得S压强 p 的最小值。

【详解】C .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F 浮= 液gV排,求得 M 所受的浮力,再根据重力和浮力之比可求得(2) 因 M 有三段绳子承担,根据平衡条(3) 根据W有W 总W 有 W 有 +W(G M F 浮 )h = G M F 浮 (G M F 浮 G 动 )h G M F 浮 G动可求得滑轮组的机械效3min ,注意物体上升了 12m ,可计算重物上升的速度s 12m 1v 物m/s物 t 3 60s 15动滑轮一共绕了 3 段绳子,因此绳自由端移动速度为v绳=3v物=3 m/s 0.2m/s 15拉力 F 的功率为 160W ,根据 P Fv 得出拉力P 160W F 800N v 0.2m/s故 C 项错误。

B .已知圆柱体 M 高为 h=3m ,底面积 S=0.02m 2,则圆柱体 M 的体积 V=0.06m 3 M 全部浸没时浮力解得 G M 2700N ; 整个装置处于平衡状态,对滑轮和物体做整体受力分析,如图由于圆柱体M 全部浸没,则 V=V 排,则G M gV G M4.5103kg/m 3 F 浮gV 排水600N 1.0 103kg/m液gV排则圆柱体3 3 31.0 103kg/m 3 10N/kg 0.06m 3 600N可知 F浮3F G轮G M ,G轮600N 3 800N 2700N 300N对定滑轮做受力分析如图所示,可知拉力 T 的大小T 2 F G轮1600N 300N 1900N故 B 项错误。

D .不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力,克服动滑轮重做功为额外功W W有总100%=(G M F 浮 )h100%(G M F 浮G动)h 2700N 600N100%2700N 300N 600N 87.5%故滑轮组的机械效率 87.5%,故 D 项错误。

A .因为 F 浮 3F G 轮 G M ,物体 M 露出水面,浮力减小,拉力增大,每一段绳子的拉 力最多增大到 900N ,以后绕在滑轮组上的绳子将拉断; 此时的浮力最小:F 浮最小G 动G M3F 300N 2700N 3 900N 300N压强的最小值F 1300N4p2 1.5 104 PaS0.02m 2故 A 项正确。

故选 A 。

考点:浮力,滑轮组机械效率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W 有W 有 +W额100%100%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.如图所示,一薄壁圆柱形容器盛有水,用弹簧测力计竖直吊着重为浸在水中,物块 A 处于静止状态,与物块A .物块 A 受到的浮力等于 10 牛C .水对容器底部的压力保持不变 【答案】 D【解析】 【详解】A .由图示可知,测力计的示数不为零,根据 物块的重力 10N ,故 A 错误;B .水对容器底部压力的增加量等于浮力的大小,也小于10N ,故 B 错误;C .水对容器底部的压力变大(等于浮力),故 C 错误;D .容器对水平地面的压力增加量等于 10N 减去浮力,小于 10N ,故 D 正确。

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】 A10 牛的实心物块 AA 未浸入水中相比较,下列说法正确的是()B .水对容器底部的压力增加量等于 10 牛 D .容器对水平地面的压力增加量小于 10 牛F 浮= F 1-F 2,所以可知物块所受的浮力应小于【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p F可知甲玻璃杯底受到雪碧的压S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p F知,丁玻璃杯中桃S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p F知,丙、丁两种情况时,丙、丁S 玻璃杯对桌面的压强相等,④错误;故选A。

5.三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=ρ V+gG 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。

6.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。

7.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甲G容G水乙图中容器对桌面的压力F乙G容G乙水G木又因为,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木浮G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木浮G木排所以,木块重力等于木块排开水的重力,即G木G木排所以,乙图中容器对桌面的压力为F乙G容G乙水G木=G容G乙水G木排又因为甲和乙是相同的容器且水面高度相同,所以F乙=G容G乙水G木排=G容G水=F甲同理可得,丙图中容器对桌面的压力F丙=F甲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p F可得,三个容器S 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pgh 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浮液gV浸可得,小球所受的浮力变小。

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