2020-2021中考物理与浮力类问题有关的压轴题.docx
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1、一、初中物理浮力类问题1 如图甲,圆柱形薄壁玻璃杯AB在柱形容器的水中处于静止状态,此时细线、实心物体拉直(细线不可伸长且质量体积忽路不计),已知A 的底面积为 50cm2 ,重力为 3N,物体B 的体积为 50cm 3,柱形容器的底面积为100cm2;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;t1 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333 10kg/mC从 t1 时刻到 t 2时刻容器对桌面的压强变化了50PaD若 t1 时刻停止放水,将物体A 竖直向上提 1cm ,那么容器
2、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 GmggV 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pgh 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pgh 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FA浮GAF拉3N 1N4N ,故 A 正确,不
3、符合题意;B对物体 B 进行受力分析,则有GBFB浮 F拉水 gVBF拉1.0103kg/m3 10N/kg 50 10-6m 3 1N1.5N ,根据 GmggV 可知,物体 B 的密度:BGB10N/kg1.5N-633 103 kg/m 3,gVB5010m故 B 正确,不符合题意;C由图乙可知t1 时刻到 t2 时刻浮力的变化:F浮1N 0.5N 0.5N ,由 F浮液 gV排 得玻璃杯 A 减少的浸没水中体积:VV排F浮0.5N5 10-5 kg/m350cm3 ,水 g10N/kg1.0 103 kg/m3水面降低的高度:hV50cm31cm 0.01m ,SA50cm2则减少的压
4、强:p水 gh1.0103 kg/m 310N/kg0.01m100Pa,故 C 错误,符合题意;D若 t1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:VSAh 50cm 2 1cm50cm3,水面降低的高度:hV50cm30.5cm0.005m ,S容器100cm 2则减少的压强:p水 gh1.0103 kg/m310N/kg0.005m50Pa,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 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AB分别、放在甲、乙烧
5、杯中,小球静止时如图所示,A、 B 两个小球的密度分别为A 和B ,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FA 和 FB,容器对桌面的压力分别为 F1 和 F2,下列判断中正确的是()AA BB F1F2C FA 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,水A ; B 小球在乙杯中沉底,则水B ,所以有 AB ,故 A 错误;B A 小球受到的重力为GAmA gAVgB 小球受到的重力为GBmB gBVg因为 ,所以 GAGBAB因为 A 漂浮在水面上,以及阿基米德原理,所以有FAGAG排A放入 A 小球后,原来满杯
6、水的重力等于排开水的重力和剩余在烧杯中水的重力,即G总水G排 A G水 GA G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F1G容 G水 GA G容 G总水同理容器乙对桌面的压力为F2G容G水GB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G总水G排 B G水根据阿基米德原理,所以有FBG排 B ,因为 B 小球沉在容器底,所以有GBFBG排B所以有F2 G容G水GBG容G水G排B即F2G容G总水综上分析得, F2F1,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V
7、A VB ,由 F浮水 gV排 得, FAFB ,故 C 正确;D由图可知,甲乙两杯水面高度相等,根据杯底的压强,故 D 错误。p gh 知,水对甲杯底的压强等于水对乙故选 C。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( )甲、乙两种情况时,甲玻璃杯底受到雪碧的压强大丙、丁两种情况时,丁玻璃杯中桃汁内的柑橘受到的浮力大丙、丁
8、两种情况时,丁玻璃杯中桃汁对玻璃杯底的压强大丙、丁两种情况时,丙玻璃杯对桌面的压强大A只有正确B只有正确C只有正确D只有正确【答案】A【解析】【详解】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、F乙两个圆柱形玻璃杯完全相同,则内底面积相同,由p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,错误;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,正确;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
9、的压力F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知,丁玻璃杯中桃S汁对玻璃杯底的压强大,正确;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F个圆柱形玻璃杯完全相同,则外底面积相同,根据p知,丙、丁两种情况时,丙、丁S玻璃杯对桌面的压强相等,错误;故选 A。4 将浸没在水中的鸡蛋由静止释放,鸡蛋开始下沉,下列说法中正确的是()A鸡蛋由静止释放后只受重力作用B鸡蛋所受到的浮力大于重力C在水中越深,鸡蛋受到的浮力越大D鸡蛋受到
10、的浮力方向始终竖直向上【答案】 D【解析】【分析】本题考查浮力的大小及方向,利用阿基米德原理及物体的浮沉条件。【详解】A浸没在水中的鸡蛋除了受到重力外,还受到水的浮力,故A 不正确;B鸡蛋由静止释放后,是下沉的,所以是浮力小于重力,故B 不正确;C鸡蛋浸没在水中后,排开水的体积不变,根据阿基米德原理,其浮力也保持不变,故C不正确;D浮力的方向是竖直向上的,故D 正确。故选 D。5 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
11、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
12、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;F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FpS ,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。故选 A。6 用图中实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入溢水杯时,水会流入空桶中。下列说法正确的是()A实验
13、前溢水杯未装满水,对实验结果没有影响B溢水杯装满水后进行实验,物块从接触液面至浸入水中任一位置,两侧弹簧测力计变化量总相等C物块浸入水中越深,左侧弹簧测力计的示数越大D通过计算可知实验所用物块的密度为331.5 10kg/m【答案】 B【解析】【分析】【详解】A物体放入水中前,溢水杯应该是装满水的,否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积。所以实验前溢水杯未装满水,对实验结果有影响,故A 错误;B根据称重法可知:左边的弹簧秤示数F G- F 浮则弹簧秤变化量F F 浮右边的弹簧秤示数F G 桶 G 排则弹簧秤变化量F G 排根据阿基米德原理可知F 浮 =G 排所以物块从接触液面至浸入水中任一位
14、置,两侧弹簧秤变化量总相等,故B 正确;C左侧实验中,在物块完全浸没水中前,随着物块浸入水中深度的增加,排开水的体积增大,溢出去的水增多,故弹簧测力计的示数变大;物块完全浸没水中,排开水的体积不变,弹簧测力计的示数不再变化,故C 错误;D由测力计的示数可知,物体的重力G 2N物体的质量G2.00Nm0.2kgg10N/kg物体浸没水中后的浮力F 浮 G- F 2N-1N=1N由阿基米德原理F浮 =液 gV排 可得,物体的体积F浮1N10 4 m3V V排 =水 g1 103 kg/m310N/kg物体的密度m0.2kg2 103 kg/m 3V10 4 m3故 D 错误。故选 B。7 如图所示
15、,浸入某液体中的物体恰好悬浮。物体的上、下表面积S1 和 S2 ,并且S1 S2 ;此时物体下表面与上表面受到液体的压力差为F ;现用手将物体缓慢下压一段距离,松手后 ()A物体保持悬浮,因为F 不变B物体保持悬浮,但F 变大C物体将上浮,因为F 变大D物体将下沉,因为F 变小【答案】 B【解析】【详解】物体悬浮在液体中,说明其密度等于液体的密度;现用手将物体缓慢下压一段距离后,物体和液体的密度均不变,该物体仍然悬浮。根据F浮液 gV排 知,用手将物体缓慢下压一段距离后,液体密度不变,排开液体的体积不变,浮力不变;因为浮力产生的原因:上下表面所受的压力差,此时浮力=下表面压力 -上表面压力 -
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