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2020-2021【物理】物理 浮力类问题的专项 培优 易错 难题练习题及答案解析
故选D。
3.如图是工人将重160 N的物体匀速放下的过程,已知物体下降的距离为3 m,用时3 s,工人的拉力为50 N,工人质量为50kg(物体未浸入水中,且不计绳重及摩擦)设此时工人放绳的速度为v1,滑轮组的效率η1;如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2,已知 (物体在水中仍匀速下降,动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦,g取10 N/kg)设当物体完全浸没在水中后物体所受的浮力为F浮,工人对地面的压力为F2.则( )
B.小球在甲杯中漂浮,则
ρ甲>ρ球Βιβλιοθήκη 在乙杯中悬浮,则ρ乙=ρ球
所以
ρ甲>ρ乙
故B错误;
C.两杯中液面相平,液体深度h相等,ρ甲>ρ乙,由公式p=ρgh可知
p甲>p乙
故C错误;
D.由A知,小球在甲、乙中受到的浮力相同,则它们排开液体的重力相同,因为甲、乙两只杯子完全相同且为柱体,故液体对杯子压力的增加量相同,则放人小球前后,液体对烧杯底的压强增加量相等,故D正确。
A.小球的体积为400cm3
B.小球的密度为1. 25g/cm3
C.剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为5N
D.缓缓向下移动弹簧测力计,小球对测力计的拉力最小可达到1N
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由题知,小球受到的浮力
由 得,小球排开液体的体积
小球的体积
故A错误;
B.由 得,小球的质量是
A.甲杯中小球受到盐水的浮力大于乙杯中小球受到的浮力
B.甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度
C.小球在盐水中时,盐水对甲杯底的压强小于盐水对乙杯底的压强
D.放人小球前后,液体对烧杯底的压强变化量相等
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图可知,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中悬浮,根据浮沉条可知,它们此时所受的浮力都等于自身的重力,即浮力相同,故A错误;
.
所以,甲容器对于桌面的压力
,
乙容器对桌面的压力
,
因为
,
因此,甲容器对于桌面的压力等于乙容器对桌面的压力;同理丙容器对于桌面的压力等于甲容器对桌面的压力,故D错误.
8.如图所示,甲图中圆柱形容器中装有适量的水.将密度均匀的木块A放入水中静止时,有2/5的体积露出水面,如图乙所示,此时水对容器底部的压强比图甲中水对容器底部的压强增加了300 Pa.若在木块A上表面轻放一个质量为m1的物块,平衡时木块A仍有部分体积露出水面,如图丙所示,此时水对容器底部的压强比图甲中水对容器底部的压强增加了400Pa.若将容器中的水换成另一种液体,在木块A上表面轻放一个质量为m2的物块,使平衡时木块A露出液面部分与丙图相同,如图丁所示.若m1:m2=5:1,则下列说法中正确的是
故A正确,不符合题意;
BC.向容器中加油直到A刚好浸没时,排开水和排开油的体积之和:
V排总=VA=SAhA=80cm2×10cm=800cm3=8×10-4m3,
设此时物体A排开水的体积为V排′,因物体A受到的总浮力和自身的重力相等,所以,
ρ水gV排′+ρ油g(V排总-V排′)=GA,
1×103kg/m3×10N/kg×V排′+0.8×103kg/m3×10N/kg×(8×10-4m3-V排′)=7.2N,
物体A受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×7.2×10-4m3=7.2N,
因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以,物体A的重力:
GA=F浮=7.2N,
容器底对水平面的压力:
F=G容+G水+GA=6N+40N+7.2N=53.2N,
容器底对水平面的压强:
p= =2660Pa,
所以:
F浮=ρ水V排g=ρ水 Vg=GA,
甲图和乙图比较,容器底受到的压力差:
△F=GA,
比较甲乙两图,
△p= = = =300Pa,−−−−①
同理,比较甲丙图,
△p′= = =400Pa,−−−−②
比较甲丁图,
△p″= −−−−③
得:
= = ,
解得:
小球的密度
故B错误;
C.由于小球的密度小于水的密度,所以当剪断悬吊小球的细线后,小球最终漂浮,此时小球受到的浮力等于重力等于5N,故C正确;
D.缓缓向下移动弹簧测力计,当小球全部浸没时受到的浮力
由于此时受到的浮力大于小球的重力,所以物体将上浮,小球对测力计的拉力最小为0N,故D错误。
故选C。
6.如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A,容器中水的深度为40cm时,物块A刚好完全浸没在水中,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,打开阀门B,使水缓缓流出,当物块A有2/5的体积露出水面时,弹簧恰好处于自然伸长状态(即恢复原长没有发生形变),此时关闭阀门B弹簧受到的拉力F跟弹簧的伸长量ΔL关系如图所示(不计弹簧所受的浮力,物块A不吸水)则下列分析不正确的是( )
A.v1=1 m/sB.η1=62.5%。C.F2=525 ND.F浮=120 N
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.物体下降速度为
因为有4段绳子,所以工人放绳的速度为
故A不符合题意;
B.已知物体下降的距离为3 m,因为有4段绳子,所以绳子运动距离
放绳子的做的有用功
放绳子的做的总功
滑轮组的效率
故B不符合题意;
故D不符合题意;
完全入水后,动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4段绳子向上的拉力,由力的平衡条件可得
则人对绳子的拉力
因为物体间力的作用是相互的,所以绳子对人的拉力也为25N;人的重力为
对人进行受力分析可知,人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力,则人受到竖直向上的支持力
因为物体间力的作用是相互的,则人对地面的压力为525N,故C符合题意。
,
由 可知,水对容器底的压力: ,由于压强与容器底面积都相同,则水对容器底的压力:
,
故C错误;
D.在乙容器中,根据作用力和反作用力,容器(包括水和玻璃杯)施加给冰块一个竖直向上的浮力即 ,冰块会反过来施加给容器(包括水和玻璃杯)一个竖直向下的压力即 ,而
这个压力会通过容器传导给桌面.冰块因为漂浮,所以
A.打开阀门前物块A受到的浮力10N
B.物块A的密度0.6×10kg/m3
C.物块A刚好完全浸没在水中时,弹簧伸长了2cm
D.弹簧恰好处于自然伸长状态时水对容器底部的压强3.6×103Pa
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.打开阀门前,物块A刚好完全浸没在水中,则
V排=VA=(0.1 m)3=1×10−3m3
所以
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10−3m3=10N
故A正确;
B.当弹簧恰好处于自然伸长状态,物块A是处于漂浮状态,故F浮=G得
ρ水gV排=ρAgVA
所以
ρ水× VA=ρAVA
则
ρA= ρ水= ρ水= ×1.0×103kg/m3=0.6×103kg/m3
故B正确;
CD.漂浮时,物块受平衡力,由题意知
故选C。
4.如图,一足够高的薄壁圆柱形容器重为6N,容器的底面积是200cm2,装有20cm的水.现将高为10cm、底面积为80cm2的圆柱物体A轻轻放入水中(假设物体A在液体中始终保持竖直),待静止后A漂浮在水中,此时物体A有9cm浸在水面下;再向容器中加油(假设油漂浮在水面上且油、水不会混溶),直到A刚好浸没.已知:水的密度为1g/cm3,油的密度为0.8g/cm3.则下列说法错误的是
加油的质量:
m油=ρ油V油=0.8g/cm3×600cm3=480g=0.48kg,
则液体对容器底部的压力的增加量:
ΔF=G油=m油g=0.48kg×10N/kg=4.8N,
液体对容器底部的压强变化量:
Δp= =240Pa,
故D正确,不符合题意.
5.如图所示,将重为5N的小球挂在弹簧测力计下,当小球的一半体积浸在水中时,测力计示数为2N。下列说法正确的是()
CD.物体未浸入水中时,不计绳重及摩擦,动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力,由 可得,动滑轮重力
已知η1:η2=4:3,则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为
物体完全浸没水中后,滑轮组对物体的拉力做的功为有用功,不计绳重及摩擦,克服动滑轮重力做的功为额外功,则此时滑轮组的机械效率
解得F拉物=60N;物体的重力为160N,根据公式可得
V排′=4×10-4m3=400cm3,
此时物体A浸入水中的深度:
h浸′= =5cm,
物体A排开水体积减少的量:
ΔV排=V排-V排′=720cm3-400cm3=320cm3,
则物体A排开水体积减少导致水面下降的高度:
h下= =1.6cm,
两种情况下液面的变化如图所示
所以,物体A上升的高度:
h上=h浸-h浸′-h下=9cm-5cm-1.6cm=2.4cm=0.024m,
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.34m=3.4×103Pa
故C正确,D错误。
故选D。
7.如图所示,甲容器内只有水,乙容器内有冰块漂浮在水面上,丙容器中悬浮着一个小球,三个相同的容器内水面高度相同.则下列说法正确的是
A.冰块的密度大于球的密度
B.若向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力变小
从加油开始到物体A刚好浸没静止的过程中,物体A克服自身重力做功:
W=GAh上=7.2N×0.024m=0.1728J,
故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D.从加油开始到物体A刚好浸没静止的过程中,加油的体积:
V油=(S-SA)(hA-h浸′)=(200cm2-80cm2)×(10cm-5cm)=600cm3,