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2020-2021物理浮力类问题的专项培优练习题附答案解析

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2020-2021物理浮力类问题的专项培优练习题附答案分析

一、初中物理浮力类问题

1. 如图一个装有石块的小船飘荡在水面,假如将石头投入水中,容器的水位将

A.高升 C.不变 【答案】 B

B.降低 D.没法确立

【分析】 【剖析】 【详解】

石头在船上,船和石头遇到的浮力:

F

G

G

G

G

V石 g ①,

F 船 加上石头遇到的浮力 F 石 ,

石块放入水中后,船和石头遇到的浮力等于船遇到的浮力

F浮 F船

因为船飘荡:

F石

F

G船 ,

石头沉入水底:

F

gV排 ,

∴ F浮 F船 F石 G船

,∵

gV石 ②,

由①②可得:

F浮 F浮

即:石头在船上时,船和石头遇到的浮力大,由阿基米德原理可知石头在船上时,船和石 头排开水的体积大、水位高,所以把船上的石头投入水中,池内水位降落。故 切合题意, B 项切合题意;

ACD 项不

应选 B 。

2. 盛有液体的圆柱形容器置于水平桌面上,如图甲所示,容器的底面积为 对桌面的压强为 500Pa;用细线拴住一金属球,金属球的密度为 液体中,如图乙所示,容器对桌面的压强为 如图丙所示,容器对桌面的压强为

100cm2, 容器

8g/cm 3,将金属球淹没在

600Pa;将细线剪断,金属球沉到容器底部,

1500Pa。则以下的判断正确的选项是(

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A.金属球所受浮力是 C.液体的密度是 3

6N

B.金属球的体积是 100cm 3

D.金属球对容器底部的压力是 【答案】 C 【分析】

10N

【剖析】

【详解】

A. 由甲、乙两图可得

p1 600Pa 500Pa

F S

F1p1S 100Pa 100

得,对桌面增添的压力为

100Pa

由 p

10 4 m 2 1N

因为对桌面增添的压力

F

则金属球排开液体的重力为

1

G

G排 1N

故金属球遇到的浮力为

F浮 G排 1N

故 A 错误;

B.由甲、丙两图可得

p2 1500Pa

由 p

500Pa 1000Pa

F S

得,对桌面增添的压力为

F2p2S 1000Pa 100 10 4 m 2

10N

因为对桌面增添的压力

F2 G

则金属球质量为

m

G

10N

g 10 N kg

1kg

金属球的体积为

V

m 1000g 125cm 3 8g

cm3

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故 B 错误;

C.因金属球排开液体的体积为

125cm3,由阿基米德原理

F浮

gV排 可得

F浮 Vg 125

1N

10 6 m 3 10 N kg

800 kg m 3

cm 3

故 C 正确;

D.金属球对容器底部的压力

F G F浮 10N 1N 9N

故 D 错误。 应选 C。

3. 如下图,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 迟缓将木块 A 压入液体中到恰巧淹没,以下说法不正确的选项是(

A.不受力 F 作用时,木块在液体中静止时处于飘荡状态

B.木块 A 的密度大于液体的密度

C.将 A 压人液体的过程,容器底遇到液体的压强将增大 D.将 A 压人液体的过程,力 【答案】 B 【分析】

F 不停增大

【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 木块在液体中静止时处于飘荡状态,故

h,则可知:不受力 F 作用时,

A 正确,不切合题意;

A 的

B.不受力 F 作用时,木块在液体中静止时处于飘荡状态,则由浮沉条件可知,木块 密度小于液体的密度,故

B 错误,切合题意;

C.将 A 压入液体的过程,排开液体的体积增大了,液面上涨,深度 知容器底遇到液体的压强将增大,故

C 正确,不切合题意;

h 变大,依据 p=ρ液

gh

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 应选 B。

A 的压力 F,所以力 F 不停增大,故

D 正确,不切合题意。

4. 如图是工人将重 160 N 的物体匀速放下的过程,已知物体降落的距离为 3 m,用时 3

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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 ;假如物体完整淹没水中后滑轮的机械效率为

η2,已知

1∶ 24∶3(物体在水中仍匀速降落,动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦,

F 浮,工人对地面的压力为 F2.

g 取 10 N/kg) 设当物体完整淹没在水中后物体所受的浮力为 则(

A. v1=1 m/s 【答案】 C 【分析】

B. η1=62.5%。 C. F2 =525 N D. F 浮 =120 N

【剖析】

【详解】

A.物体降落速度为

v

h3m

=1m/s

t

3s 4 1m/s

因为有 4 段绳索,所以工人放绳的速度为

v1 4v物

故 A 不切合题意;

4m/s

B.已知物体降落的距离为 3 m,因为有 4 段绳索,所以绳索运动距离

s 4h

4 3m 12m

放绳索的做的实用功

W用

实Gh 160N 3m

480J 600J

放绳索的做的总功

W总

Fs 50N 12m

滑轮组的效率

1

W实用

W总

100%

480J

100% 80%

600J

故 B 不切合题意;

CD.物体未浸入水中时,不计绳重及摩擦,动滑轮遇到重物对它的拉力、自己的重力、绳

子的拉力,由

F

1 n

(G

G ) 可得,动滑轮重力

G

η

4F

G

4 50N

160N

40N

已知 : η=4: 3,则物体完整淹没水中后滑轮组的机械效率为

1

2

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3

2

3

4 14

80% 60%

物体完整淹没水中后,滑轮组对物体的拉力做的功为实用功,不计绳重及摩擦,战胜动滑轮重力做的功为额外功,则此时滑轮组的机械效率

W

2

实用

F拉物 h F拉物 h G动h

F拉物

W 总 F拉物 40N

60%

解得 F 拉物 =60N;物体的重力为 160N,依据公式可得

F浮 =G

F拉物 =160N-60N=100N

故 D 不切合题意;

完整入水后,动滑轮遇到重物对它向下的拉力、自己向下的重力、 4 段绳索向上的拉力,由力的均衡条件可得

4F

则人对绳索的拉力

F

拉物

G

F绳

1

4

( F拉物 G动 )

1

4

(60N 40N) 25N

因为物体间力的作用是互相的,所以绳索对人的拉力也为

25N;人的重力为

G人 m人 g 50kg 10N/kg

500N

对人进行受力剖析可知,人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力,则人遇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互相的,则人对地面的压力为

525N,故 C 切合题意。

应选 C。

5. 水平桌面上,甲、乙两个同样的烧杯中盛有不一样浓度的盐水。现将两个同样的物块分别

放入烧杯中,待物块静止时,两烧杯中液面恰巧相平,如下图。则(

A.甲烧杯中物块遇到浮力较小

B.甲、乙两烧杯底部遇到液体的压强相等

C.向甲烧杯中迟缓加盐,物块遇到的浮力向来增大

D.向乙烧杯中迟缓加水,物块遇到的浮力向来减小 【答案】 A 【分析】

【剖析】

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【详解】

A.物体在甲中下沉,遇到的浮力小于物体重。在乙中飘荡,物体遇到的浮力等于物体

重;所以甲杯中物块遇到浮力较小,故 B.物体在甲中下沉

A 正确;

物 物 甲

在乙中飘荡

两杯中液面恰巧相平,由

p=ρgh可知,乙杯底部遇到液体的压强较大,故

B 错误;

C.若向甲杯中迟缓加盐,则甲的密度增大,当甲的密度等于物块的密度时,物块悬浮,此时

浮力等于其重力,当甲的密度 .大于物块的密度时,物块飘荡,此时浮力等于其重力,因 此向甲杯中迟缓加盐,物块遇到的浮力不是向来增大,故

C 错误;

D.在乙杯中飘荡时,物体遇到的浮力等于物体重。向乙杯中迟缓加水,盐水的密度不停

减小,物体排开水的体积不停增加,当盐水密度等于物体密度时,物体悬浮,物体遇到的浮力仍等于物体重力。当盐水密度小于物体密度时,物体下沉,物体遇到的浮力小于物体重。物体沉入水底后,盐水密度持续减小,物体排开盐水的重力持续减小,物体遇到的浮

力也持续减小。故物体遇到的浮力先不变后减小,故

D 错误。

应选 A。

6. 甲、乙两种物质的质量和体积关系如下图,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 飘荡, a 遇到的浮力大于 B. a 沉底, a 遇到的浮力大于 C. b 飘荡, b 遇到的浮力大于

D. b 沉底, b 遇到的浮力大于

b 遇到的浮力

b 遇到的浮力

a 遇到的浮力

a 遇到的浮力

【答案】 B 【分析】 【剖析】

【详解】

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AD.由图象可知,当 m 甲 = m 乙 =4g 时, V 甲=2cm 3, V 乙 = 8cm3,则甲、乙两种物质的

密度分别为

m甲甲 = =

4g 3 =2g cm3

V甲 2cm

乙乙

=

m = 4g

=0.5g cm 3 V乙 8cm3

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

所以 a 沉底, b 飘荡,故 AD 不切合题意;

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= mb g= 乙Vg

此中

乙 ,所以

F浮 a F浮 b

故 B 切合题意, C 不切合题意。应选 B。 【点睛】

由图象读出随意一组质量和体积值,依据密度公式求出甲、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己的体积相等,依据阿基米德原理表示出遇到的浮力,物体飘荡时遇到的浮力和自己的重力相等,依据重力公式和密度公式表示出遇到的浮力,而后比较判断两物体遇到浮力之间的关系。

7. 如下图,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

计示数为 2N。以下说法正确的选项是(

A.小球的体积为 400cm3 B.小球的密度为 1. 25g/cm 3

C.剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳准时遇到的浮力为

5N

D.慢慢向下挪动弹簧测力计,小球对测力计的拉力最小可达到 1N

【答案】 C 【分析】

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【剖析】

【详解】

A.由题知,小球遇到的浮力

F浮 G F示 5N 2N

3N

由 F浮

gV排 得,小球排开液体的体积

VF浮

3N

4 3

3 10 m

300cm3

g 1 103 kg / m3

10N / kg 小球的体积

V

2 300cm3

600cm3

故 A 错误;

B.由 G mg 得,小球的质量是

mG 5N

0.5kg 500g

g

10N/kg

小球的密度

m

500g 3

0.83 103 kg/m 3

V

600cm3

故 B 错误;

C.因为小球的密度小于水的密度,所以当剪断悬吊小球的细线后,小球最后飘荡,此时小球遇到的浮力等于重力等于 5N,故 C 正确;

D.慢慢向下挪动弹簧测力计,当小球所有淹没时遇到的浮力

F浮'

gV排 1 103 kg/m3 10N/kg 6 10 4 m3 6N

因为此时遇到的浮力大于小球的重力,所以物体将上调,小球对测力计的拉力最小为

故 D 错误。 应选 C。

8. 甲、乙、丙三个同样的柱形容器分别盛有不一样液体,均放在水平桌面。将同—正方体物体先后放入这三个容器中,所处的地点如下图。则下边判断正确的选项是()

A.比较物体所遇到的浮力,则

F 浮甲 p 甲 >p 乙 >p 丙 。

C.比较容器底部遇到液体的压力,则 F′甲D.比较物体下表面所受的压强,则 p′甲【答案】 B

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0N,

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【分析】

【详解】

A .依据题图可知,物体分别处于飘荡和悬浮状态,此时浮力都是等于重力的,因为是同一物体,所以所受浮力应相等, A 不切合题意;

B.依据图示的状态甲容器露出液面最多,丙为悬浮,则甲中液体密度最大,乙次之,丙中最小,因为液面高度同样,所以甲液体体积最大,丙液体体积最小,所以甲液体重力最

大,丙液体重力最小,所以甲对桌面压力最大,丙对左面压力最小,所以

p 甲 >p 乙 >p 丙 , B

切合题意;

C.甲密度最大,深度同样,所以甲对容器底部压强最大,则甲对容器底部压力也最大,

C

不切合题意;

D.依据浮力产生原由可知,甲、乙下表面所受压力相等,则其下表面所受压强也相等,

D

不切合题意。

9. 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.若将金属块所有浸入水中且未遇到容器底部,测力计的示数为(

A.2 牛 【答案】 A

B. 4 牛

C. 6 牛

D. 8 牛

【分析】

【剖析】

【详解】

当金属块三分之一浸入水中静止时,它遇到重力、拉力、浮力的作用,处于均衡状态,浮力大小为

F

G F测 8N 6N 2N

依据阿基米德原理

F

gV1 可知,排开水的体积为

V1

F浮

g

若将金属块所有浸入水中,那么它排开水的体积为

V2 3V1 ,此时它遇到水的浮力为

F浮 '

测力计的示数为

水 gV2

g 3V1 3F浮 6N

F测

'

G F浮 ' 8N 6N 2N

应选 A.

10. 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 块 A,容器中水的深度为

0. 1m 的正方体物

40cm 时,物块 A 恰巧完整淹没在水中,容器侧面的底部有一个

B,使水慢慢流出,当物块

A 有 2/5 的体积露出水面

由阀门 B 控制的出水口,翻开阀门 时,弹簧恰巧处于自然伸长状态 拉力 F 跟弹簧的伸长量

(即恢还原长没有发生形变 ),此时封闭阀门 B 弹簧遇到的

A 不吸水 )则以下分

L 关系如下图 (不计弹簧所受的浮力,物块

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析不正确的选项是( )

A.翻开阀门前物块 A 遇到的浮力 10N

3

3

B.物块 A 的密度 0. 6× 10kg/m

C.物块 A 恰巧完整淹没在水中时,弹簧伸长了2cm D.弹簧恰巧处于自然伸长状态时水对容器底部的压强 【答案】 D

3. 6× 10Pa

【分析】

【剖析】

【详解】

A. 翻开阀门前,物块 A 恰巧完整淹没在水中,则

V 排= VA=(0.1 m)3= 1×10-3 m3

所以

F

故 A 正确;

浮 = ρ水 gV 排= 1.0 ×10

33

-3 3

kg/m × 10N/kg × 1×m10

= 10N

B. 当弹簧恰巧处于自然伸长状态,物块

所以

A 是处于飘荡状态,故 F 浮 = G 得 水 gV 排 = ρ ρ AgVA

ρ水 × VA= ρAVA

3

5

V排

A

ρ=

ρ

3V

5

A

ρ

3

3

3 =

×10

3 3

VA

VA

5 × 1.0 ×kg/m10

kg/m

故 B 正确;

CD. 飘荡时,物块受均衡力,由题意知

G= F′

浮 =ρ水 gV′=排 1.0 ×10

33

kg/m × 10N/kg

3 5

× (1-) × 1× 10m = 6N

-3 3

所有淹没时,依据物块 A 受均衡力作用可知:弹力

F= F 浮 - G= 10N-6N = 4N

由图象可知此时弹簧伸长了

L= 2cm,所以弹簧处于自然状态时水深 h= 40cm-25 × 10cm-2cm= 34cm=

水对容器底部压强

水 gh=1.0 ×10

3

3 3

p= ρ

故 C 正确, D 错误。

kg/m × 10N/kg

×=3.4 × 10Pa

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应选 D。

11. 重为 5 牛的小球轻放入盛有水的烧杯中,溢出重为

4 牛的水。若将该小球轻放入盛有

酒精的烧杯中,已知 ρ酒< ρ水 ,则溢出酒精的重力大小( A.必定小于 4 牛

B.可能等于 5 牛 D.可能大于 5 牛

C.必定等于 4 牛 【答案】 B 【分析】

【详解】

假定烧杯的水是满的,溢出重为

4 牛的水,那么依据阿基米德原理可知,小球遇到的浮力

4 牛的水,那么可知小球排开水的重力大于

4

是 4 牛;假定烧杯的水不是满的,溢出重为

牛,小球遇到的浮力大于

4 牛;假定小球的密度小于水的,那么小球会飘荡,小球遇到的

浮力等于 5 牛,由上述可知,小球的密度小于水的这类状况有这个可能;若将该小球轻放入盛有酒精的烧杯中,已知 ρ酒 < ρ水,假定烧杯的酒精是满的,而且小球的密度小于酒精的,那么小球会飘荡,溢出酒精的重力大小等于小球遇到的浮力,而这个浮力等于小球的

重力 5 牛,所以说溢出酒精的重力大小可能等于 牛,那么小球在酒精中遇到的浮力应当大于

5 牛;假定溢出酒精的重力大小大于

5 牛,可是小球自己的重力不过

5

5 牛而已,小

5 牛,

球在酒精中飘荡、悬浮、沉底,遇到的浮力都是小于或等于 所以说溢出酒精的重力大小不行能大于

5 牛,浮力不行能大于

5 牛;应选 B 。

12. 重为 5N 的小球轻放入装满水的烧杯中,溢出重为 精的烧杯中,已知 A.必定小于 4 牛 C.必定等于 4 牛 【答案】 A 【分析】 【剖析】

4N 的水 ?若将该小球轻放入盛有酒

ρ酒 <ρ水,则溢出酒精的重力大小( )

B.可能等于 5 牛 D.可能大于 5 牛

【详解】

因为小球轻放入装满水的烧杯中,溢出重为 中遇到的浮力为

4 牛的水,则由阿基米德原理可知,小球在水

F 浮 =G 排 =4N

小球的重力 G=5N,则 G>F 浮 ,所以由浮沉条件可知,小球在水中会下沉到烧杯的底部,

小球的密度 ρ球 >ρ水,依据 F 浮 =ρ水 gV 排 可知小球的体积为

V V

F 浮

g

因为

ρ酒 < ρ水, ρ球 > ρ水

则 ρ球>ρ酒 ;依据物体的浮沉条件可知,该小球轻放入盛有酒精的烧杯中,必定会下沉;则小球此时遇到浮力

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F浮

酒 gV

g

F

g

F浮

因为 ρ酒 <ρ水 ,所以

F 浮′< F 浮=4N

依据阿基米德原理可知,溢出酒精的重力大小必定小于 4N。

应选 A。

13. 如下图,水平桌面上搁置有甲、乙两个完整同样的圆柱形烧杯,分别装入适当的密

度不一样但质量相等的盐水,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,在乙烧杯中处于飘荡状态。以下判断正确的选项是(

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、乙两烧杯中遇到的浮力分别为F 浮 和 F′,则 F > F′

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、乙两烧杯底部遇到的压强分别为 p 甲和 p 乙 ,则 p 甲=p 乙

【答案】 D

【分析】

【剖析】

(1)同一只鸡蛋不论飘荡或悬浮,其浮力都等于排开盐水的重,也等于自己的重力;在浮力同样时,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己的重力相等,据此可知甲、乙两烧杯对桌面的压力关系; (3)粗细平均容器底部遇到的压力等于液体的重力和飘荡(或悬浮)物体的重力之和,依据

p

F S判断甲、乙两烧杯底部遇到的压强关系。

【详解】

AB.因为鸡蛋在甲中悬浮、乙中飘荡,所以浮力都等于自己的重力,即鸡蛋在甲、乙两烧 杯中遇到的浮力相等,依据 F浮

gV排 可知,在浮力同样时,甲杯中的

V 排 大,则于 ρ乙,故 AB 错误;

C.因甲、乙两个烧杯完整同样,装入密度不一样但质量相等的盐水,且鸡蛋同样,依据水平 面上物体的压力和自己的重力相等和 G mg 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.烧杯粗细平均,装入密度不一样但质量相等的盐水,且鸡蛋同样,所以甲、乙两烧杯底

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甲小

ρ

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部遇到的压力相等,因两烧杯底面积

S 同样,依据 p

F S

可知,两只杯子底部遇到液体的

压强同样,故 D 正确。

应选 D。

14. 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 B AB AB

、m ,体积分别为 V 、 V ,密度分别为 ρ、 ρ,已知它们的密度大小关系为

乙,以下判断正确的选项是( ) A B

>ρ> ρ> ρ

A.若 V =V

ρ

,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 V =V ,将两球都放入乙容器中,静止时两球所受浮力之比为

A B

AB

ρ: ρ

AB

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 D.若 m =m ,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

1: 1

ρ: ρ

【答案】 D

【分析】

【剖析】

【详解】

A.当 V =V 时, m >m ,将两球都放入甲容器中,两球都将飘荡,浮力等于各自的重

AB

A B

力,所以 A 遇到的浮力大于 B 遇到的浮力,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 排开液体的体积同样,两球所受浮力相等,故

B 错误;

F 浮 =ρ液 gV 排 可知,两球

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,所受浮力小于自己

重力, B 在甲中飘荡,浮力等于自己的重力,所以两球所受浮力不相等,故 C 错误;

D.若 m =m 时,将 A、 B 两球分别放入甲、乙容器中, A 在甲中飘荡,浮力等于自己的重

A

B

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。

15. 如下图,两只完整同样的盛水容器放在磅秤上,用细线悬挂质量同样的实心铅球和

铝球,所有淹没入水中,此时容器中水面高度同样,设绳的拉力分别为

T1 和 T2 ,磅秤的示

数分别为 F1 和 F2 ,则( )

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2020-2021物理浮力类问题的专项培优练习题附答案分析

A. F1

F2 T1 T2 F2 T1 T2

B. F1 D. F1

F2 T1 T2 F2 T1 T2

C. F1

【答案】 C 【分析】

【详解】

关于悬吊在水中的球来说,它遇到自己的重力

G、水对它的浮力 F 和悬线对它的拉力 T 三

个力的作用而处于均衡,则此三力间应相关系为:

T G F

以题述的铅球和铝球对比较,因为二者是质量相等的实心球,故:

G1 G2

因为铅的密度大于铝的密度,则铅球的体积小于铝球的体积,因为二者均淹没于水中,所

以铅球所受水的浮力

F浮1 小于铝球所受水的浮力 F浮 2 ,即:

F浮1 F浮 2

故:

T1>T2

把容器、水和小球看作一个整体,整体遇到向上的支持力、向上的拉力和向下的总重力,依据力的均衡条件可得:

F支 T G容器 G水 G球

压力和支持力是一对互相作使劲,则磅秤遇到的压力:

F压 F支 G容器 G水 G球 T ①

以小球为研究对象,则绳索向上的拉力:

T G球

F浮 ②

由①②联合阿基米德原理可得:

V水

因为液面高度同样、容器完整同样,则容器中的水和排开水的整体积相等,依据③式可

F压

容器

G

G水 F浮

G

容器

G水

G

排水

G

容器

gV

gV

排水

G

容器

g V

排水 )

知,磅秤遇到的压力(即磅秤的示数)同样,即:

F1 F2

故 C 项切合题意; ABD 项不切合题意 ;

3,体积为

16. 如图甲所示,圆柱形容器装有适当的液体,将密度为

40cm3 物体 B

B,使物体 B 的体积刚

放入液体中时,经过磅秤测得其总质量为 150g .用一细绳提起物体

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2020-2021物理浮力类问题的专项培优练习题附答案分析

好有一半露出液面且保持静止不动时,磅砰示数为

66g,如图乙所示.( g 取

10N/kg ).以下判断正确的选项是

A.两次台秤示数的变化等于物体 B 两次所受浮力的变化

B.图乙中物体 B 下表面遇到的液体压力为 C.图甲中物体 B 对容器底部的压力为 D.物体 B 遇到细绳的拉力为 【答案】 C 【分析】

【剖析】

【详解】

A.第一次物体沉底,经过磅秤测得总质量 150g,则容器对磅秤的压力:

F G杯 G水 GB m1 g 0.15kg 10N/kg

1.5N ----①

第二次用一细绳提起物体

B,使物体 B 的体积恰巧有一半露出液面,此时磅秤示数为

66g,则此时容器对磅秤的压力:

F G杯

由① -②得 :

G水

1

2 F浮

m2 g

10N/kg

0.66N ----②

1

GB 2 F浮 0.84N ----③

A 项错误;

其实不是物体 B 两次所受浮力的变化,故

B.物体 B 的质量:

B

mB

V

3

40cm3 100g

物体 B 的重力:

GB mB g

10N/kg

1N

由③可得,图乙中物体

B 遇到的浮力:

1 2

F浮

GB

1N

则:

F浮 2

即图甲中物体 B 遇到的浮力为 ;依据浮力产生的原由可知:

F向上 F向下 F浮 ,当 B 一半浸入液体中时, B 下表面遇到的液体压力等于浮力

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2020-2021物理浮力类问题的专项培优练习题附答案分析

1

2

故 B 项错误;

C.在甲图中物体所有淹没,物体

F浮

B 受重力、浮力、和支持力,物体遇到的支持力为:

F支 GB F浮

因为容器底对物体 B 的支持力和物体 B 对容器底的压力是一对互相作使劲,大小相等,所以图甲中物体 B 对容器底部的压力为 0.68N ,故 C 项正确;

D.在乙图中物体一半淹没,物体

B 受重力、浮力、和拉力,则物体 B 遇到细绳的拉力

为:

F拉 GB

1

2

F

故 D 项错误.

17. 如下图,弹簧测力计上端固定,将挂在弹簧测力计下端高为 200cm2 的柱形物块迟缓放入底面积为

10cm、横截面积为

400cm 2,质量为 200g 且足够高的圆柱形容器内的水

4cm,弹簧测力计的示数为

16N, 已知

中。当柱形物块直立静止时,物块浸入水中深度为 弹簧测力计的称量范围为

0~30N,刻度盘上 0~30N 刻度线之间的长度为 30cm,则以下说

法中正确的选项是

A.柱形物块所受重力大小为 16N

7.2kg 时,物块刚淹没

B.向容器中加水, 注入水的质量为

C.物块刚淹没时,相关于如图状态,容器对桌面的压强的变化量为 D.向容器中加水, 当注入水的质量为 【答案】 D 【分析】

1200Pa

6N

5kg 时弹簧测力计的示数为

【剖析】

此题考察浮力,压强等知识,综合性强,依据浮力压强公式求解。需要注意的是灌水时物

体地点也会上涨。注入水的体积不等于排开水的体积。

【详解】

A.物块浸入水中深度为 4cm,排开水的体积

V排 S物 h浸 200cm2 4cm 800cm3

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2020-2021物理浮力类问题的专项培优练习题附答案分析

物块遇到的浮力

F浮

gV排

1.0 103kg m3 10N kg

800 10 6 m3 8N

物块遇到的重力

G

F浮 F拉 8N 16N

24N

故 A 项错误;

B.物块刚淹没时排开水的体积

V排 S物 h物 200cm2 10cm 2000cm3

物块遇到的浮力

F浮

物块遇到的拉力

gV排

103 kg m3 10N kg 2000 10 6 m3

20N

F拉 G

F浮 24 N 20N

4N

弹簧测力计拉力的变化量

F拉 F拉 F拉

16N 4N 12N

弹簧测力计刻度盘上 0~30N 刻度线之间的长度为

30cm,弹簧测力计的遇到的拉力和伸长

量成正比,伸长 1cm,拉力增大 1N,所以弹簧缩短

l 12 1cm 12cm

则物体在本来地点向上挪动 12cm,所以注入水的的体积是弹簧缩短距离乘以容器的底面积与物体增添浸入深度乘以容器和物体的底面积的之差的和。

物块刚淹没时注入水的体积

V注 S容 l + S容 S物 h露 400cm2 12cm+ 400cm2

00cm2 6cm 6000cm3

注入水的质量

m注 V注 1 103 kg/m 3 6000 10 6 m3 6kg

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2020-2021物理浮力类问题的专项培优练习题附答案分析

故 B 项错误;

C.物块刚淹没时,容器增添水的重力

G增添 m注 g 6kg 10N/kg

60N

同时弹簧测力计拉力减小了

12N,则容器对桌面的压力的变化量

F压 =60N+12N=72N

容器对桌面的压强的变化量

p=

F压 S容

=

72N

400 10 m-42

1800Pa

故 C 项错误;

D.倒水以前弹簧测力计对物块的拉力是 6N,拉力减小了

16N,假定倒水以后弹簧测力计的对物块的拉力是

F拉 =16N 6N

10N

则物体所受浮力减小

10N,则排开水的体积增添

V排

F = g

10N

1.0 103kg m 3

=1 10 3 m3

10N kg

弹簧缩短 10cm ,物块被向上拉动 10cm,注入水的体积

V注

1

S容 l1 400cm2 10cm 4000cm3

4 10 3cm3

注入水的整体积为

V注 =V注1 + V排 =4 10 3 m3 1 10 3 m3 5 10 3 m3

注入水的总质量为

m注

故 D 项正确。 应选 D。

V注 1 103 kg/m 3 5000 10 6 m3

5kg ,

18. A、 B 两个实心球的质量相等,密度之比

A

=1∶ 2.将它们分别放入足够的酒精

B

3

3

酒精 =0.8 ×10kg/m ) 和水中,它们遇到浮力,其浮力的比值不行能的是(

A.1∶ 1 B. 8∶5 C. 2 A∶ 水 D. 2

酒精 ∶

B

【答案】 D 【分析】 【剖析】 【详解】

由题目我们能够推出 ,mA= mB, 择以下几种状态进行剖析: ①A、B 均飘荡, <

A

A∶

B= ,则 VA=VB=

A∶ B= 2∶ 1。我们能够选

酒精

B

,与已知不矛盾,这时

F

= 1∶1, A 选项可能.

浮 A

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F甲浮2020-2021物理浮力类问题的专项培优练习题附答案分析

②设 A、 B 都沉底,

= = × =

, B 选项可能.

③设 A 飘荡, B 沉底,这时

A<

酒精

, B<

, = = =

, C

选项可能.

④设 A 沉底, B 飘荡,

A 应 <

酒精

,∵

B= 2 A 应有 B>

酒精

, B 不行能漂

浮.上述状态不行能,而这时的

. D 选项不行能.

19. 如下图,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,

木块乙飘荡在水面上,木块受的浮力为 F1,水对容器底部的压强为 p1 ;现将甲取下并淹没

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F

2 ,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

200cm 2( g取 10N/kg ),则以下说法中正确的选项是( )

A. p 1

2

B.容器对甲的支持力 N 为 2N

3

3

C.甲的密度为 2.1 × 10kg/m D. F1 与 F2 的差值为 11N 【答案】 D 【分析】

【剖析】

【详解】

A.甲和乙飘荡可知

G甲 G乙 F1

将物块甲取下并沉入水中静止时,木块乙仍飘荡,可知

此时乙所受浮力

F乙 G乙 m乙 g

0.4kg 10N/kg=4N

此时甲所受浮力

gV甲 1 103kg/m 3 10N/kg 100 10-6 m3 =1N

甲放在实心木块乙上是排开液体的体积

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2020-2021物理浮力类问题的专项培优练习题附答案分析

GV

F1

排 1

G甲

g

甲取下并淹没水中,静止时排开液体的体积

g

V

比较两个式子可得

排 2

V甲

V

G甲

乙排

G乙

g

水 g

V

故水面降落,依据

排1

V

排2

p=ρgh可知,水对容器底部的压强

p1 p2

故 A 选项错误;

B.排开液体体积的变化量

V排1 V排 2

S h 200cm2 5cm=1000cm=1 10-3m3

G甲

所以

G乙 - G甲

g

G乙

G甲

-V甲 1 103m 3

g

gg

G甲

g V甲 1 10-3 m3 =1 103kg/m 3 10N/kg

100 10-6 m3 +1 10-3m3 =11N

甲静止容器底时容器对甲的支持力为

FN G甲 - F浮甲 11N-1N=10N

故 B 选项错误;

C.甲的密度为

G甲

11N

=11

10N/kg

3

10 kg/m

3

V甲 g 100 1-6 m3

故 C 选项错误; D. F1 与 F2 的差值

F1 F2 G甲 G乙 G乙 G甲 11N

故 D 选项正确。应选 D。

20. 如图甲,将金属球和木球用细绳相连放入某种液体中时,木球露出液面的体积为它自 身体积的

1

4

,当把细绳剪断后

,金属球沉底,木球露出液面的体积是它自己体积的一半,这

2N,如图乙,若已知金属球和木球的体积之比是

时金属球遇到池底对它的支持力为 则

1:8,

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2020-2021物理浮力类问题的专项培优练习题附答案分析

A.金属球的重力为

2N

8N

3

3

B.绳索剪断前,木球所受的浮力为

C.金属球的密度为 3× 10kg/m

D.绳索剪断前后,两球所受的总浮力相差 【答案】 C 【分析】

1N

【详解】

ABC.把绳索剪断后,木球飘荡,金属球沉底,此时金属球处于均衡状态,遇到竖直向上的支持力、浮力和竖直向下的重力作用,由力的均衡条件可得:

F 支持 +F 浮金 =G 金-------- ①

由物体飘荡条件可得:

G 木=F 浮木 ---------------- ②

绳索剪断前,金属球遇到竖直向上绳索的拉力 竖直向上的浮力和竖直向下的重力、绳索的拉力

F、浮力和竖直向下的重力作用,木球遇到

F,由力的均衡条件可得:

F+F 浮金 =G 金------③ ,

F 浮木 ′=G木 +F------④

由①③ 可得: F=F 支持 =2N-------⑤

由②④⑤ 可得:

F 浮木 ′-F 浮木 =2N,

因绳索剪断前木球排开水的体积

V 排 ′=(1- ) V 木 = V 木,

1

3

4

绳索剪断后木球排开水的体积

4

V 排 =( 1- )V 木= V 木

11

2

由阿基米德原理可得绳索剪断前后木球的浮力变化量:

2

ρ水 g× V 木 -ρ水 g× V 木=2N,

3

1

4

解得: ρ水 gV 木 =8N--------------- ⑥ 则绳索剪断前,木球所受的浮力:

2

F 浮木 ′=ρ水 g(1- ) V 木= ρ水 gV 木 = × 8N=6N,

1

33

4 4 4

把 G=mg =ρVg和 F 浮金 =ρ水 gV 金 代入 ① 式可得:

F 支持 +ρ水 gV 金=ρ金 gV 金 ,

整理可得:

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2020-2021物理浮力类问题的专项培优练习题附答案分析

( ρ -ρ ) gV

=F

支持

=2N------- ⑦

由⑥⑦

、金属球和木球的体积之比是

1: 8 可得:

金 =3ρ水 =3×1.0 ×10

3

3

ρ

3

3

kg/m =3× 10kg/m

G 木 =F 浮木 ′-F=6N-2N=4N,

已知 V 金: V 木=1: 8,则金属球遇到的浮力

F 金浮 =ρ水 gV 金 =ρ水 g×

1

V 木 = 1 × 8N=1N;

8 8

金属球的重力

G 金 =F 金浮 +F=1N+2N=3N,

故 C 切合题意, AB 不切合题意;

D.绳索剪断前,木球和金属球整体飘荡,则总浮力

F 浮前 =G 木+G 金 ,

绳索剪断前后,两物体所受的总浮力之差为:

F 浮前 -F 浮后 =( G 木+G 金 )-( G 木 +F 金浮 ) =G 金 -F 金浮 =F=2N,

故 D 不切合题意.

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