初中物理浮力试题经典及解析
一、浮力
1.如下图所示,某工程队在一次施工作业中,以恒定速度沿竖直方向将一圆柱形工件从深水中吊起至距水面某一高度.已知绳子自由端移动的速度是v ,在空气中绳子自由端拉力的功率为P 1 , 完全在水中时绳子自由端拉力的功率为P 2 , 工件高度h ,若不计滑轮和绳重,摩擦以及水的阻力则
A .工件的重力为 1+1
3P v
B .工件完全在水中时受到的浮力为
12
3P P v
- C .工件的密度 112
P P P ρ-水
D .工件的底面积是 123P P v h
ρ-水()
【答案】C 【解析】 【详解】
A .由P 1=Fv 可得,在空气中绳子自由端拉力:F =
1
P v
, 不计滑轮和绳重,摩擦以及水的阻力,对滑轮组进行受力分析,F =1
3
G , 工件的重力:G =
1
3P v
,故A 错误; B .由P 2=F ′v 可得,完全在水中时绳子自由端拉力:F ′=2
P v
, 不计滑轮和绳重,摩擦以及水的阻力, 对滑轮组进行受力分析,F ′=
1
3
(G ?F 浮),3F ′=G?F 浮, 工件完全在水中时受到的浮力:F 浮=G ?3F ′=13P v ?23P v =123P P v
-(),故B 错误; C .由F 浮=ρ液gV 排=ρ水gV 物,
工件的体积:V 物=
F g
浮
水ρ=123P P v g
ρ-水()=123P P v g
ρ-水()
工件的质量,m=G
g
=
1
3P
v
g
=
1
3P
vg
;
由ρ=
m
V
可得,工件的密度:ρ=
m
V
物
=
1
12
3
3
P
vg
P P
v g
ρ
-
水
() =
1
12
P
P P
ρ
-
水
,故C正确;
D.由V=Sh可求工件的底面积,
S=
V
h
=
12
3P P
v g
h
ρ
-
水
()
=12
3P P
v gh
ρ
-
水
()
,故D错误。
2.如图所示是小明同学在探究“浮力大小”的实验,实验中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,下列等式正确的是
A.F浮=F2–F1B.F浮=F4–F3C.F浮=F2–F3D.F浮=F2–F4
【答案】C
【解析】
如图所示探究“浮力大小”的实验,F2为物体在空气中时,测力计的示数,即物体的重;
F3为物体浸没在水中时,测力计的示数,根据称重法测浮力的原理,23
F F F
浮
-
=,故C 正确;
图中,F4为排出的水加上空桶的重,F1为空桶的重,根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重,所以41
F F F
=
浮
-,故ABD都不正确.
选C.
3.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:V a<V b=V c
B.它们的重力关系是:G a=G b>G c
C.它们的密度关系是:ρa>ρb>ρc
D.它们所受的浮力关系是:F a=F b=F c
【答案】C
【解析】
【分析】
(1)当物体的重力大于受到的浮力时物体下沉,当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,当物体的重力小于受到的浮力时物体上浮;根据阿基米德原理结合图判断三球的体积关系;
(2)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.
【详解】
(1)由图可知,a漂浮,b悬浮,则V排a<V a,V排b=V b,
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F a=G a,F b=G b;
因为a与b质量相等,则物体的重力相等,所以浮力F a=F b;
因为F浮=ρgV排,所以V排a=V排b,
所以V a>V b,
由题干可知:V b=V c,所以V a>V b=V c,故A错误;
(2)因为b悬浮,c沉入底部,
所以F b=G b,F c<G c;
因为b与c体积相同,
所以根据F浮=ρgV排可知:F b=F c,所以G b<G c;则G a=G b<G c,故B错误;
(3)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:ρa<ρb<ρc,故C错误;
(4)由上分析可知:浮力F a=F b=F c,故D正确.
故选D.
4.甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同一个鸡蛋先后放入其中.当鸡蛋静止时,两个杯子中液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示.则
A.甲杯底部所受的液体压力较大
B.乙杯底部所受的液体压强较大
C.鸡蛋在甲杯里排开液体的质量较大
D.鸡蛋在乙杯中受到液体的浮力较大
【答案】B
【解析】
【详解】
A.由于两杯完全相同,所以F甲小于F乙,A错误;
B.甲杯中的V排大,所以ρ液小,根据p=ρ液gh,深度相同,甲液体的密度小于乙液体的密度,所以p甲小于p乙.B正确;
C.根据浮力的公式F浮=ρ液gV排,在浮力相同时,排开液体的质量也相同,C错误;D.因为鸡蛋在甲、乙两杯中处于悬浮和漂浮状态,所以,浮力都等于自身的重力,是相等的,D错误.
5.如图所示,一鸡蛋在盐水中处于静止状态,后用手指将鸡蛋向下按压一下松手后,(若盐水足够深)下列说法正确的是
A.鸡蛋向下加速运动,受到盐水的压强变大,受到盐水的浮力变小
B.鸡蛋向下做减速运动直至停止,鸡蛋受到盐水的压强变大,受到盐水的浮力不变C.鸡蛋先向下、后向上运动并回到原位,鸡蛋受到盐水的压强、浮力先变大后变小D.鸡蛋始终向下做匀速直线运动,鸡蛋受到盐水的压强变大,受到盐水的浮力不变
【答案】B
【解析】
【详解】
鸡蛋在盐水中处于静止状态,浮力等于重力,用手指将鸡蛋向下按压一下松手后,鸡蛋向下运动时受到向上的阻力,速度会越来越小;鸡蛋在下降时随着深度的增加,压强会越来越大,由于排开盐水的体积不变所以浮力不变;应选B.
6.如图所示,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态,在乙杯中处于悬浮状态.下列判断正确的是
A.鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力
B.鸡蛋在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力
C.甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度
D.甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度
【答案】C
【解析】
【详解】
AB.鸡蛋在甲中漂浮,所以浮力等于重力,在乙中悬浮,所以浮力等于重力,所以甲乙中受到的浮力相等,则AB错误;
CD.同一个鸡蛋在甲中漂浮,所以鸡蛋的密度小于甲盐水的密度;在乙中悬浮,所以鸡蛋
的密度等于乙盐水的密度,所以甲盐水的密度大于乙盐水的密度,故C正确,D错误.
7.弹簧测力计下挂一长方物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图(甲),图(乙)是弹簧测力计示数F与物体下降高度h 变化关系的图象,则下列说法中正确的是
A.物体的体积是500cm3
B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是2.25×103kg/m3
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
【答案】C
【解析】
由图象知道,当物体完全浸没时,G=9N,当完全浸没时拉力F=5N,所以浮力为F浮 =G-
F=9N-5N=4N,此时物体完全浸没,所以浮力最大,故B错误;由F浮 =ρ液gV排得,V=V排=F
浮/ρ
水
g=4N/1.0×103kg/m3×10N/kg=4×10-4 m3,故A错误;物体的质量
m=G/g=9N/10N/kg=0.9kg;所以物体密度为ρ=m/V=0.9kg/4×10?4m3=2.25×103 kg/m3,故C正确;物体刚浸没时,下表面受到的压力F下=F浮=4N,故D错误,故选C.
8.如图所示,在三个相同的容器中装有质量相同的水,将木块A、金属块B按不同的方式放入水中,待A、B静止时,三个容器的底部所受的水的压强相比较,正确的是()
A.p甲>p乙>p丙B.p甲=p乙>p丙
C.p甲
【答案】B
【解析】
【详解】
由图可知,木块A和金属块B在甲、乙两图中都是处于漂浮状态,图丙中木块A处于漂浮状态,所以A、B两物体受到的浮力