一、初中物理浮力类问题
1.水平桌面上有甲、乙两个相同的溢水杯,装满不同密度的液体。现将小球A分别放入两溢水杯中,小球静止时的情景和溢出的液体如图所示,从甲杯中溢出的液体所受重力为G甲 =0.9N,从乙杯中溢出的液体所受重力为G乙=0.8N,小球在甲杯中所受的浮力为F甲,在乙杯中所受的浮力为F乙。则下列说法中正确的是( )
A.因为A在乙杯中排开的液体体积较大,所以有F乙>F甲 B.A的重力为0.9N,它在乙杯中受到浮力为0.8N C.液体对甲杯底的压强等于液体对乙杯底的压强 D.甲杯对桌面的压力小于乙杯对桌面的压力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
AB.由阿基米德原理可知,浮力等于排开液体的重力,G甲>G乙,因此F甲> F乙,又因为甲中A漂浮,浮力等于重力为0.9N,乙中浮力等于排开液体的重力为0.8N,故A错误,B正确;
C.由图像可知甲中A漂浮,甲>A,乙中A沉底,乙<A,因此甲>乙,由
pgh可知深度相同时,液体对甲杯底的压强大于液体对乙杯底的压强,故C错误;
D.甲杯对桌面的压力为
F甲=G杯G液甲GA
乙杯对桌面的压力
F乙=G杯G液乙GA
由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积,同时甲的密度大于乙的密度,由
GmgVg
可知
G液甲>G液乙
因此可得
F甲>F乙
故D错误。
故选B。
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.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 C.只有①②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pB.只有②④正确 D.只有③④正确
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pF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玻璃杯对桌面的压强相等,④错误; 故选A。
F知,丙、丁两种情况时,丙、丁S
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=gh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=
物V=0.6V 水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
∶3(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,η2,已知∶124g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( )
A.v1=1 m/s 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A.物体下降速度为
B.η1=62.5%。 C.F2 =525 N D.F浮=120 N
vh3m=1m/s t3s因为有4段绳子,所以工人放绳的速度为
v14v物41m/s4m/s
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
s4h43m12m
放绳子的做的有用功
W有用Gh160N3m480J
放绳子的做的总功
W总Fs50N12m600J
滑轮组的效率
1故B不符合题意;
W有用480J100%100%80% W总600JCD.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F1(G动G)可得,动滑轮重力 nG动4FG450N160N40N
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
2180%60%
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
3434W有用F拉物hF拉物260%
W总F拉物hG动hF拉物40N解得F拉物=60N;物体的重力为160N,根据公式可得
F浮=GF拉物=160N-60N=100N
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
4F绳F拉物G动
则人对绳子的拉力
11F绳(F拉物G动)(60N40N)25N
44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
G人m人g50kg10N/kg500N
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
F支G人F绳500N+25N=525N
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。 故选C。
7.甲、乙两种物质的质量和体积关系如图所示,分别用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a和b,放在足够多的水中静止后则( )
A.a漂浮,a受到的浮力大于b受到的浮力 B.a沉底,a受到的浮力大于b受到的浮力 C.b漂浮,b受到的浮力大于a受到的浮力 D.b沉底,b受到的浮力大于a受到的浮力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
AD.由图象可知,当m甲=m乙=4g时,V甲=2cm3,V乙=8cm3,则甲、乙两种物质的密度分别为
甲=乙=m甲4g==2gcm3 3V甲2cmm乙4g==0.5gcm3 3V乙8cm用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a和b,放在水中静止后
甲>水>乙
所以a沉底,b漂浮,故AD不符合题意;
BC.设a、b物体的体积为V,两物体所受浮力分别为
F浮a=水gV排=水gV
F浮b=Gb=mbg=乙Vg
其中水>乙,所以
F浮a>F浮b
故B符合题意,C不符合题意。 故选B。 【点睛】
由图象读出任意一组质量和体积值,根据密度公式求出甲、乙的密度;分别用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a和b,放在水中静止后,比较物体密度与水的密度判断出两物体在水中的状态,物体沉底时排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理表示出受到的浮力,物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据重力公式和密度公式表示出受到的浮力,然后比较判断两物体受到浮力之间的关系。
8.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1.2×103kg/m3,则下列结论正确的是( )
A.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N B.物体A的密度为3.2×103kg/m3
C.实验丁中,容器底部受到的压力等于0.3N D.实验乙中,物体A受到的拉力为10N 【答案】C 【解析】 【详解】
B.实验甲、丙中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N,
由F浮=G﹣F拉可得,F浮=ρ盐水g V排,物体A全部浸没,所以V排等于V物,则:
ρ盐水gV排=G﹣F拉,
GF拉V排=V物= ,
盐水g将ρ盐水=1.2×103kg/m3、G=4N、F拉=2.8N代入上式可得:
V排=V物=1×10﹣4m3,
物体A的质量:
4NGm===0.4kg,
g10N/kg物体A的密度
m0.4kgρ===4×103kg/m3 43V物110m故B错误;
D.物体A在水中受到的浮力:
F浮水=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N,
在乙中物体A受到的拉力:
F=G﹣F浮水=4N﹣1N=3N
故D错误;
A.在实验丙中,弹簧测力计的示数:F丙拉=2.8N,在乙中物体A受到的拉力:F=3N, 弹簧测力计的示数比乙中小3N﹣2.8N=0.2N,故A错误;
C.由甲、丙中可知:
F浮盐水=G﹣F丙拉=4N﹣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浮﹣F丁拉=4N﹣1.2N﹣2.5N=0.3N,
容器底部也受到盐水对它的压力,故压力等于0.3N,故C正确。
9.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。
10.如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中上浮、下潜训练过程,下列对此潜艇分析正确的是( )
A.潜艇下潜过程中浮力不断减小
B.潜艇上浮未露出海面的过程中浮力不断增大 C.潜艇悬浮时所受浮力等于同体积的海水所受的重力 D.潜艇是靠改变自身所受的重力和浮力实现上浮和下潜的 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A.潜艇下潜过程中,排开海水体积不变、海水密度不变,根据F浮液gV排可知浮力不变,故A错误;
B.潜艇上浮时,未露出海面的过程中,排开海水体积不变、海水密度不变,根据
F浮液gV排可知浮力不变,故B错误;
C.潜艇悬浮时完全浸没,排开海水体积等于潜艇的体积,根据阿基米德原理可知,所受浮力等于同体积的海水所受的重力,故C正确;
D.潜艇浸没在海水中时,排开海水体积不变、海水密度不变,故浮力不会变化;根据浮沉条件可知,潜艇要上浮和下潜只能通过改变自身的重力来实现,故D错误。 故选C。
11.如图所示,水平地面上放置着两个底面积不同的轻质圆柱形容器甲和乙(S甲<S乙),分别盛有两种液体A和B,液面高度相同.容器底部用细线拉着相同实心物体C,浸没在液体中(ρC<ρA<ρB).当细线剪断,待物体C静止后,甲和乙容器中液体对容器底部的压强变化量分别为△P甲和△P乙,则下列关系正确的是( )
A.△P甲可能大于△P乙 C.△P甲可能等于△P乙 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
B.△P甲可能小于△P乙 D.以上三种情况都有可能
容器底部用细线拉着相同实心物体C,浸没在液体中后,与没有放物体C时相比,甲液面上升高度为
,乙液面上升高度为
;当细线没有被剪断时,因为ρC<ρA<ρB,所以C
漂浮在甲、乙两种液体中.由公式,与没有放
物体C时相比,甲液面上升高度为,乙液面上升高度为;当细线没有被剪断
后,甲和乙容器中液体深度变化量分别为
△h甲=-=,△h乙=-=
甲和乙容器中液体对容器底部的压强变化量分别为△P甲=
和△P乙=
由于ρC<ρA<ρB,故答案选D。
,同时S甲<S乙,所以△P甲与△P乙无法比较.故
12.质量相等的甲、乙两实心小球,密度之比ρ甲:ρ乙=3:2,将它们分别放入水中静止时,两球所受的浮力之比F甲:F乙=4:5,设水的密度为ρ水。则甲球的密度为( ) A.
4ρ水 3B.
5ρ水 4C.
3ρ水 2D.
3ρ水 5【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
由于甲、乙两球质量相同,则由G=mg可知两球重力相等,又由=比等于密度的反比,即
V甲:V乙=ρ乙:ρ甲=2:3
若两球均漂浮,由漂浮浮力等于重力可知,浮力应相等,与题目浮力比例冲突,则两球不都漂浮;若两球均浸没,排开液体体积等于物体体积,则由F浮液gV排可知,在液体密度相同的情况下,浮力之比等于排开液体体积之比,即
F甲:F乙=V甲:V乙=2:3
与题目浮力比例不符,则综合可知,两球一个漂浮,一个浸没,根据浮沉条件可知,密度较小的漂浮,密度较大的浸没,即甲球浸没,乙球漂浮;设甲、乙重力均为G,由于乙球漂浮,则乙球所受浮力等于重力,根据甲、乙浮力之比可求甲球所受浮力为
m可知,两球体积之VF浮甲根据F浮液gV排可得
44F浮乙=G 554G=水gV甲 5整理可得
甲=故选B。
G5=水 gV甲4
13.水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球A、B分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,B球有一半体积露出液面,两容器内液面相平。下列分析正确的是:( )
A.两小球所受浮力FAFB B.两种液体的密度甲2乙 C.两种液体对容器底部的压强p甲D.两种液体对容器底部的压力F甲【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A.A小球在甲中悬浮,B小球在乙中漂浮,所受浮力等于各自自身重力,即
FAGA,FBGB
p乙
1F乙 2A、B两球完全相同,所以重力相等。则A、B两球所受浮力相同,即FAFB,故A错误; B.根据F浮水gV排可得,A小球在甲中悬浮,则A所受浮力为
FA甲gV排甲gVA
B小球在乙中漂浮且有一半体积露出液面,则B所受浮力为
'FB乙gV排1乙gVB 2由题意可知,A、B两球体积相等且所受浮力相等,即
FAFBVAVB联立可得甲、乙液体密度的关系为甲C. 由于两容器内液面相平,根据p
1乙,故B错误; 2液gh可得,两种液体对容器底部的压强分别为
p甲甲gh p乙乙gh
由上可知甲、乙液体的密度的关系是
甲乙
所以p甲p乙,故C错误;
F可得,两种液体对容器底部的压力分别为 SD.由于两容器底面积相同的,根据pF甲p甲S甲ghS F乙p乙S乙ghS
由上可知甲、乙液体的密度的关系是
甲两种液体对容器底部的压力关系为F甲故选D。
1乙 21F乙,故D正确。 2
14.如图所示,水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四个完全相同的圆柱形容器。其中甲容器内只有水;乙容器内有木块漂浮在水面上;丙容器内有一个装有铝块的平底塑料盒漂浮在水面上,塑料盒底始终与容器底平行,且塑料盒的底面积等于圆柱形容器底面积的一半;丁容器中用细线悬吊着一个实心的铝球浸没在水中。已知四个容器中的水面一样高,ρ木=0.6×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ铝=2.7×103kg/m3,对于这一情景,有如下一些说法: ①各容器对水平桌面的压强相同;
②向乙容器中倒入酒精后,木块底部受到的压强将增大;
③将塑料盒内的铝块取出放到水平桌面上,塑料盒底距容器底的距离的增大值等于水面下降的高度值;
④将悬吊铝球的细线剪断后,丁容器对水平桌面压力的增大值等于铝球所受重力的大小。 上述说法中正确的一组是( )
A.①② 【答案】D 【解析】 【分析】
B.②③ C.③④ D.①③
①综合分析四个容器的受力情况,利用P=
F可比较它们对桌面的压强大小;②利用物体S漂浮时受到浮力不变,底部受到液体压力不变分析;③利用物体从水中出来的体积等于水在容器中下降的体积可解得;④将悬吊铝球的细线剪断后,丁容器对水平桌面压力的增大值等于铝球所受细线拉力值的大小来判断。 【详解】
①甲、乙 、丙 、丁容器中水面相平,由p液液gh,F=pS又底面积相等,得容器底部受水的压力相等,而容器的底部只受水的压力,又是圆柱形容器,容器壁不承受液体压力,也不因液体作用对底部产生附加压力,故容器底部受到的压力等于容器中所有物体的向下压力,所以四个容器中,各容器中所有物体向下压力相等,而容器又相同,故四个容器对桌面的压力相等;由于四个容器底面积相等,由P=故①正确。
②向乙容器中倒入酒精后,使水的密度减小,但木块还漂浮,木块受到浮力不变,上表面没有水,所以木块受到水向上压力大小没变,等于浮力,木块底面积也没变,故木块底部受到的压强不变,故②错误;
③将塑料盒内的铝块取出放到水平桌面上,由于前、后都漂浮,塑料盒的总重力减小,受到浮力减小,造成排开水的体积减小,设为V排 ,盒底相对水面上升为h升,由题意有
F 可知各容器对水平桌面的压强相同SV排=S盒h升=S容器h降
1S盒=S容器
2h升=2h降
又塑料盒底距容器底的距离的增大值为
hh升h降=2h降h降=h降
故③正确;
④将悬吊铝球的细线剪断后,丁容器对水平桌面压力的增大值等于铝球所受细线拉力的大小,因为拉力小于重力。故④错误。 故选D。
15.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
A.木块A的质量mA与m1之比为1:3 B.在丁图中,液体的密度为0.9×103kg/m3
C.在丁图中,液体对容器底部的压强比图甲水对容器底部的压强增加了360 Pa D.在图丙中,木块A露出水面的体积与木块A的体积之比是1:5 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
AD.设A的体积为V、容器的底面积为S, A在水中漂浮, 所以:
F浮=ρ水V排g=ρ水
甲图和乙图比较,容器底受到的压力差:
△F=GA,
比较甲乙两图,
3Vg=GA, 53GA水gV排水gV==△p=5=300Pa,−−−−① SSS同理,比较甲丙图,
'GAm1g水gV排==400Pa,−−−−② △p′=
SS比较甲丁图,
△p″=
GAm2g−−−−③ S①得: ②3水gVGA5300PaS=300Pa,S=,
GAm1g'400Pa400Pa水gV排SS解得:
mA:m1=3:1, V′排=
此时木块A露出水面的部分占自身体积是1:5,故A错误,D正确. C.②−①得:
4V; 51,即木块A露出水面的体积与木块A的体积之比5m1g=100Pa, Sm1=
③−①得:
100PaS, gm2g=△p″−300Pa, Sm1:m2=5:1,
所以:
m2=
解得:
△p″=320Pa,
故C错误.
B.在丙图中,由于m1和A漂浮,可得:
ρ水g
则:
m1=ρ水
在丁图中,
ρ液g
所以,
m2=ρ液
已知m1:m2=5:1, 所以,
(ρ水
解得:
ρ液=0.8ρ水=0.8×1.0×103kg/m3=0.8×103kg/m3.
20PaS, g43V=GA+m1g=ρ水gV+m1g, 551V, 543V= GA +m2g=ρ水gV+ m2g, 5543V-ρ水V , 55143V):(ρ液V-ρ水V)=5:1, 555故B错误.
16.小李把同一个物体依次放人装有不同液体的三个相同的容器内,待物体静止后液面高度相同,如图所示,则下列四种说法正确的是( )
A.三个容器中,木块受到的浮力关系是:F丙>F甲>F乙 B.三个容器内的液体质量相等
C.三个容器中,甲容器内的液体密度最小
D.三个容器中,容器对水平桌面的压强关系是:P丙>P乙>P甲 【答案】C 【解析】 【详解】
由于丙悬浮,故丙物;乙漂浮,故乙>物;甲下沉,故甲<物;由于物体的密度相同,所以乙液体的密度最大,其次是丙,再次是甲,即甲<丙<乙;
A.由于甲下沉,所以甲的浮力小于重力,B、C悬浮和漂浮,所以其所受的浮力与其自身的重力相等,故
F浮A<F浮BF浮C
故A错误;
BC.且据图可知,乙浸入液体的深度最少,而此时液面相平,所以若将物体取出后,乙中液体的体积最大,且由于乙的密度最大,所以据mV可知,乙液体中的液体的质量最大,故B错误,C正确;
D.由于物体的重力相同,乙液体的质量最大,所以乙容器总的重力最大,由于杯子的底面积相同,所以据p故选C。
F可知,乙容器对水平桌面的压强最大,故D错误。 S
17.如图所示,水平桌面上放置有甲、乙两个完全相同的圆柱形烧杯,分别装入适量的密度不同但质量相等的盐水,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中,鸡蛋在甲烧杯中处于悬浮状态,在乙烧杯中处于漂浮状态。下列判断正确的是( )
A.甲杯中盐水密度为ρ甲,乙杯中盐水密度为ρ乙,则ρ甲>ρ乙 B.鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力分别为F浮和F′浮,则F浮>F′浮 C.放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯对桌面的压力分别为F甲和F乙,则F甲>F乙 D.放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯底部受到的压强分别为p甲和p乙,则p甲=p乙 【答案】D 【解析】 【分析】
(1)同一只鸡蛋无论漂浮或悬浮,其浮力都等于排开盐水的重,也等于自身的重力;在浮力相同时,排开的液体体积越大,说明液体的密度是越小的;
(2)水平面上物体的压力和自身的重力相等,据此可知甲、乙两烧杯对桌面的压力关系; (3)粗细均匀容器底部受到的压力等于液体的重力和漂浮(或悬浮)物体的重力之和,根据
F判断甲、乙两烧杯底部受到的压强关系。 S【详解】 pAB.因为鸡蛋在甲中悬浮、乙中漂浮,所以浮力都等于自身的重力,即鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力相等,根据F浮液gV排可知,在浮力相同时,甲杯中的V排大,则ρ甲小于ρ乙,故AB错误;
C.因甲、乙两个烧杯完全相同,装入密度不同但质量相等的盐水,且鸡蛋一样,根据水平面上物体的压力和自身的重力相等和Gmg可知,放入鸡蛋后甲、乙两烧杯对桌面的压力相等,故C错误;
D.烧杯粗细均匀,装入密度不同但质量相等的盐水,且鸡蛋一样,所以甲、乙两烧杯底部受到的压力相等,因两烧杯底面积S相同,根据p压强相同,故D正确。 故选D。
F可知,两只杯子底部受到液体的S
18.甲、乙两容器分别装有密度为ρ甲、ρ乙的两种液体,现有A、B两个实心小球,质量分别为mA、mB,体积分别为VA、VB,密度分别为ρA、ρB,已知它们的密度大小关系为ρ甲>ρA>ρB>ρ乙,下列判断正确的是( )
A.若VA=VB,将两球都放入甲容器中,静止时两球所受浮力之比为1:1 B.若VA=VB,将两球都放入乙容器中,静止时两球所受浮力之比为ρA:ρB
C.若mA=mB,将A、B两球分别放入乙、甲容器中,静止时两球所受浮力之比为1:1 D.若mA=mB,将A、B两球分别放入甲、乙容器中,静止时两球所受浮力之比为ρB:ρ乙 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A.当VA=VB时,mA>mB,将两球都放入甲容器中,两球都将漂浮,浮力等于各自的重力,所以A受到的浮力大于B受到的浮力,故A错误;
B.当VA=VB时,将两球都放入乙容器中,两球都将下沉,由公式F浮=ρ液gV排可知,两球排开液体的体积相同,两球所受浮力相等,故B错误;
C.若mA=mB时,将A、B两球分别放入乙、甲容器中,A在乙中下沉,所受浮力小于自身重力,B在甲中漂浮,浮力等于自身的重力,所以两球所受浮力不相等,故C错误; D.若mA=mB时,将A、B两球分别放入甲、乙容器中,A在甲中漂浮,浮力等于自身的重力,
F浮A=GA=mAg=mBg,
B在乙中下沉,所受的浮力
F浮B=ρ乙gVB,F浮A:F浮B=ρB:ρ乙,
故D正确; 应选D。
19.如图所示,a、b、c是三个实心小球,其中a与b质量相等,b与c体积相同;放入水中后,a球漂浮、b球悬浮、c球沉底,则下列判断中正确的是
A.它们的体积关系是:VaVbVc B.它们的重力关系是:GaGbGc C.它们的密度关系是:abc D.它们所受的浮力关系是:FaFbFc 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A.由题图可知,a漂浮,b悬浮,则
V排aVa,V排bVb
因为当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,所以
FaGa,FbGb
因为a与b质量相等,则物体的重力相等,所以浮力FaFb;因为F浮gV排,所以
V排aV排b
所以
VaVb
由题干可知
VbVc
所以
VaVbVc
故A错误;
B.因为b悬浮,c沉入底部,所以
FbGb,FcGc
因为b与c体积相同,所以根据F浮gV排可知FbFc,所以GbGc;则
GaGbGc
故B错误;
C.因为当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮,所以根据a漂浮、b悬浮、c沉入底部可知
abc
故C错误;
D.由上分析可知:浮力大小关系为
FaFbFc
故D正确。 故选D。
20.相同的柱形容器内分别盛有不同液体。将两个完全相同的物体浸入液体中,当物体静止后两液面刚好相平,如图所示,则下列判断中正确的是
A.容器对地面的压力F甲>F乙 B.液体密度ρ甲<ρ乙
C.液体对容器底部的压强p甲=p乙 【答案】A 【解析】 【详解】
AB.因为物体在甲液体中漂浮,所以
D.物体排开液体的质量m甲 物体在乙液体中悬浮,所以 ρ乙=ρ物, 所以 ρ甲>ρ乙, 由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积,且甲液体的密度大于乙液体的密度,根据m=ρV可知甲液体的质量大于乙液体的质量,根据G=mg可知,甲液体的重力大于乙液体的重力,又因为容器的重力相等、物体重力相等,且在水平面上压力大小等于重力大小,所以 F甲>F乙, 故A正确,B错误; C.因为p=ρgh,h相同,ρ甲>ρ乙,所以对容器底部的压强p甲>p乙,故C错误; D.物体在甲液体中漂浮,物体受到的浮力等于物体重力;在乙液体中悬浮,物体受到的浮力等于物体重力,所以物体受到的浮力相等,即 F甲=F乙; 根据阿基米德原理可知, G甲排=G乙排, 根据G=mg可知物体排开液体的质量 m甲=m乙, 故D错误。 21.如图所示,在盛有水的圆柱形容器内,体积为100cm3实心物块甲放在实心木块乙上,木块乙漂浮在水面上,木块受的浮力为F1,水对容器底部的压强为p1;现将甲取下并浸没水中,静止时,容器对甲的支持力为N,木块静止时受的浮力为F2,水对容器底部的压强为p2,水面深度变化5cm。已知木块乙的质量为400g,圆柱形容器的底面积为200cm2(g取10N/kg),则下列说法中正确的是( ) A.p1 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A.甲和乙漂浮可知 G甲G乙F1 将物块甲取下并沉入水中静止时,木块乙仍漂浮,可知 甲水乙 此时乙所受浮力 F乙G乙m乙g0.4kg10N/kg=4N 此时甲所受浮力 33-63F甲110kg/m10N/kg10010m=1N 甲浮水gV甲放在实心木块乙上是排开液体的体积 V排1G甲G乙F1 水g水g甲取下并浸没水中,静止时排开液体的体积 V排2V甲V乙排比较两个式子可得 G甲G乙 甲g水gV排1V排2 故水面下降,根据p=ρgh可知,水对容器底部的压强 p1p2 故A选项错误; B.排开液体体积的变化量 V排1V排2Sh200cm25cm=1000cm=110-3m3 即 G甲G乙水g因此 GGG-甲乙甲-V甲1103m3 ggg水水甲G甲水gV甲110-3m3=1103kg/m310N/kg10010-6m3+110-3m3=11N 甲静止容器底时容器对甲的支持力为 FNG甲-F浮甲11N-1N=10N 故B选项错误; C.甲的密度为 故C选项错误; D.F1与F2的差值 G甲11N33=1110kg/m V甲g1001-6m310N/kgF1F2G甲G乙G乙G甲11N 故D选项正确。 故选D。 22.如图所示,两个相同的柱形容器置于水平地面,容器中分别盛有相等体积的不同液体甲、乙。取两块质量相同的橡皮泥,将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中,将另一块捏成球形状放入乙液体中,橡皮泥静止后如图所示。以下判断正确的是( ) A.橡皮泥受到的浮力 F甲=F乙 C.液体的密度ρ甲>ρ乙 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 B.液体对容器底部的压强 p液甲<p液乙 D.容器对地面的压强 p地甲>p地乙 A.橡皮泥在甲液体中漂浮,橡皮泥受到的浮力F甲=G,橡皮泥在乙液体中悬浮,橡皮泥受到的浮力F乙=G,所以F甲=F乙,故A符合题意; B C.两个相同的柱形容器置于水平地面,容器中分别盛有相等体积的不同液体甲、乙,当放入橡皮泥后,液面仍然相平,说明橡皮泥排开甲、乙两种液体的体积是相同的,由于橡皮泥受到的浮力F甲=F乙,则 甲V甲排g=乙V乙排g 甲=乙 液体甲、乙对容器底部的压强分别为 p液甲=甲gh甲 p液乙=乙gh乙 由于甲=乙,h甲=h乙所以p液甲=p液乙,故B、C错误; D.容器对面的压强分别为 p地甲F甲G液甲G容 SSp地乙F乙G液乙G容 SS由于液体甲、乙的体积相同,密度相同,所以液体甲、乙的质量相同,重力也相同,所以 p地甲p地乙 故D错误。 故选A。
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