力学之浮力的计算利用阿基米德原理、二力平衡条件预测题(含解析)
力学中浮力部分是力学部分的重点,也是难点。在中考中多以选择题、填空题、实验题、计算题为主,是中考的重点,也是难点。浮力与压强、功、功率和机械效率的综合性计算题常作为中考中的压轴题。
1.已知铁的密度小于铜的密度,质量相同的实心铜球和铁球沉在水底,它们所受浮力大小( )
A.都等于零 B.铜球的大 C.铁球的大 D.一样大
【答案】C
考点:阿基米德原理
2.一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛有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,如图已给出整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的实验图像,已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg.则下列说法中错误的是( )
A.圆柱体在刚浸没时下表面受到的液体压强是700Pa
B.圆柱体的重力为12N
C.圆柱体所受的最大浮力为8N
D.圆柱体的密度为1.5×103kg/m3
【答案】A
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3.如图所示,在容器中放一个上、下底面积均为10cm2、高为5cm,体积为80cm3的均匀对称石鼓,其下底表面与容器底部完全紧密接触,石鼓全部浸入水中且其上表面与水面齐平,则石鼓受到的浮力是(g取10N/kg)( )
A.0
B.0.3N
C.0.5N
D.0.8N
【答案】B
【解析】
试题分析:石鼓的下表面与容器底部完全紧密接触,故以它的底面积为底的圆柱体部分不受浮力的作用,实际受浮力部分排开水的体积为鼓体凸出的部分:V排=V总-V圆柱=80cm3-10cm2×5cm=30cm3,F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×30×10-6m3=0.3N.
考点:阿基米德原理
4.一物体(长方体)漂浮在液面上,如图(甲)所示,对物体施加力的作用,使物体下降至图中的虚线位置。已知物体的下表面到水面的高度为h,水对物体下表面的压强为p,物体受到的浮力为F浮,p、F浮与
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h的关系如图(乙)所示。其中正确的是 ( )
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
【答案】A
【解析】
试题分析:用图像可以直观反映两个物理量之间的变化关系,但需要明确两物理量之间相互影响的关系,例如液体压强只与液体的密度与深度有关,在液体的密度不变时,液体压强与深度成正比;浮力只与液体的密度与物体排开液体的体积有关,在液体的密度不变时,浮力与V排成正比。
考点:液体的压强;阿基米德原理
5.如图所示,水平面上的圆柱形容器中分别盛有甲、乙两种液体,且甲液体对容器底部的压力等于乙液体对容器底部的压力。现在两容器中各放入一个物体,漂浮在液面上且液体不溢出。下列说法中正确的是
A.若两物体的质量相等,甲对容器底部的压强可能大于乙
B.若两物体的质量相等,甲对容器底部的压强一定小于乙
C.若两物体的体积相等,甲对容器底部的压强一定等于乙
D.若两物体的体积相等,甲对容器底部的压强一定大于乙
【答案】B
【解析】
试题分析:甲液体对容器底部的压力等于乙液体对容器底部的压力,甲容器的底面积大于乙容器的底面积,根据压强公式可以得到甲对容器底部的压强小于乙对容器底部的压强,若两物体的质量相等,重力相等,漂浮在液面上,浮力等于重力,它们受到的浮力相等,排开液体的重力相等,得到甲液体对容器底部的压力等于乙液体对容器底部的压力,甲容器的底面积大于乙容器的底面积,根据压强公式可以
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得到甲对容器底部的压强小于乙对容器底部的压强;若两物体的体积相等,它们的重力大小不能确定,甲对容器底部的压强可能小于乙、可能大于乙、可能等于一。
考点:液体压强公式的应用;浮力的应用
6.将一个小瓶的口朝下,使其漂浮在塑料瓶内的水面上,塑料瓶口密封,就做成了一个“浮沉子”.当用力压塑料瓶的侧面,可以看到小瓶缓慢下降,在这一过程中,下列说法正确的是( )
A.小瓶下降过程中,只受重力的作用
B.小瓶下降过程中,压强和浮力一直在增加
C.小瓶原来浮在水面上是因为它所受到的浮力大于重力
D.小瓶下降过程中,它所受到的重力大于受到浮力
【答案】D
【解析】
试题分析:A.浸入水中的物体受浮力的作用,小瓶下降过程中,受重力和浮力的作用;
B.小瓶下降过程中,由于距离水面的深度增大,压强一直在增加,但排开水的体积先变大后不变,浮力先增大后不变;
C.小瓶原来浮在水面上是因为它所受到的浮力等于重力,合力为零;
D.小瓶下降过程中,它所受到的重力大于受到浮力,合力向下。故选D
考点:受力分析;力的平衡;力与运动;压强与浮力
7.如图所示,在三个相同的容器中分别盛有甲、乙、丙三种液体;将三个完全相同的铜球,分别沉入容器底部,当铜球静止时,容器底部受到铜球的压力大小关系是,则液体密度相比较( )
A.甲的最小 B.乙的最小 C.丙的最小 D.一样大
【答案】A
【解析】
试题分析: 容器底部受到铜球的压力大小上等于铜球所受重力和浮力之差,当铜球静止时,容器底部受到铜球的压力大小关系是,所以甲受到的浮力最小,丙受到的浮力最大,由
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可知液体密度相比较甲的最小。
考点:阿基米德原理的应用
8.某学生做以下实验:先在一只玻璃水槽中注入一定量的水,后将盛有一些小石子的塑料小船放入水里(如图所示),测得船底到液面的距离为h,再每隔一定时间向水里加食盐并搅动,直至食盐有剩余.问在他所绘制的吃水线至船底距离h随加盐量而变化的图象中(如图所示)正确的是:
A B C D
【答案】D
【解析】
试题分析:由于塑料小船在水中始终处于漂浮状态,由二力平衡可知,塑料小船受到的浮力不变。在向水里加食盐并搅动,直至食盐有剩余的过程中,盐水的密度越来越大,最后不变。由V排=F浮/ρ液g可知,塑料小船排开水的体积越来越小,最后不变。塑料小船的吃水线至船底距离h也越来越小,最后不变。故选D
考点:二力平衡;阿基米德原理
9.将一实心小物块轻轻放入装满水的烧杯中,物块漂浮在水面上,有的体积露出水面,从烧杯中溢出的水重为1N.则物块漂浮时与未放入物块时相比较,烧杯中的水对烧杯底部的压力将____________(减小/不变/增大);若用与物块相同材料制成一个1m3 的实心物体,其质量为____________kg。
【答案】不变 750
【解析】
试题分析:由于放入物体后,物体漂浮,杯中仍是滿的,所以杯底受到水的压强是不变的,所以水对杯底部的压力也是不变的;由溢出的水重可求出溢出水的体积,就可求出物块的体积,根据浮力的定义可知物块的重为1N,可求出物块的密度,所以根据密度公式可算出实物体的质量。因为漂浮所以
F浮=G =ρ水V排g=mg,ρ水V排g =ρ物V物g,所以ρ物=ρ水,m物=ρ物V物=0.75×10³kg/m³×1m³=750kg。
考点:浮力;密度的计算
10.一个重30N、体积为0.002m3的物体用绳子悬挂着,现将
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物体浸没在烧杯的水中,水未溢出,物体受到的浮力是_ _N.物体浸入水后,水对杯底的压强_ _(增大/不变/减小),释放绳子后,物体将_ _.(g=10N/kg)
【答案】20,增大,下沉
【解析】
试题分析:物体受到的浮力是F浮=G排=ρ液gV排=1.0×103㎏/m3×10N/kg ×0.002m3=20N;物体浸入水后,液面升高,水对杯底的压强增大;由于F浮