中考物理必考重难点压轴专题精炼(高分突破)专题03选择填空题里的浮力(含压强)综合计算问题(原卷版+解析)
展开A. 木块的密度为 B. 木块漂浮时排开水的质量为
C. 浸没水中时细线对木块的拉力为 D. 甲、乙两图所示情况,容器对水平桌面的压强相等
2.如图所示,有两个完全相同的物体 A 和 B,A 的下端与物块甲通过轻质细绳相连,B 的上面放着物块乙,A、B 都刚好浸没于水中。则下列说法正确的是( )
A. 物体 A 和 B 受到的浮力相等B. 绳的拉力大于乙的重力
C. 甲的重力大于乙的重力D. 甲的密度大于乙的密度
3. 某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是( )
A. 石块在水中受到的浮力方向竖直向下
B. 石块在水中受到的浮力大小为
C. 石块浸没在水中时,排开水的体积为
D. 丙图中盐水的密度为
4.如图,体积相同的两物体A、B用不可伸长的细线系住,放入水中后,A有四分之一体积露出水面,细线被拉直。已知A重4N,B受到的浮力为8N,A、B密度之比为2∶5,那么( )
A. A、B所受的重力之比为5∶2B. A、B所受的浮力之比为1∶2
C. 细线对A的拉力大小为1ND. B对容器底部的压力为零
5. 如图所示,将一体积为的质量分布均匀的正方体木块轻轻放入一盛满某种液体的溢水杯中,溢出液体的体积为;若将木块从中间锯掉一半,将剩余部分再次轻轻放入装满该液体的溢水杯中,则该液体会溢出( )
A. B. C. D.
6. 一个边长为10cm的实心正方体(不吸水)重15N,将其悬挂在弹簧测力计上并完全浸没在水中静止时,烧杯内水的深度为25cm,如图所示。烧杯内的水对杯底的压强为_________Pa,弹簧测力计的示数为_________N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
7. 如图所示,一个底面积为800cm2的薄壁圆柱形容器中装有某种液体,将一边长为10cm的正方体木块轻放入该容器中,木块静止时露出液面的高度为2cm,液体对容器底部的压强变化了80Pa。则该木块底部受到的液体压强为______Pa,木块受到的浮力为______N。
8. 一个实心金属球密度为,体积为,其质量为______kg。把它做成空心球放入底面积为的圆柱体水槽中,球漂浮在水面上,浸入水中的体积为其总体积的,此时水对槽底的压强增大了150Pa,则球体空心部分的体积为______。(,g取10N/kg)
9. 甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如下表所示,将它们浸没在水中释放,在其稳定后,三个小球所受的浮力分别为、和。下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示,水平桌面上放置两个相同的容器,甲中有一小物块悬浮于水中,乙中有一个小球漂浮在水面上,此时容器内水面高度相同。则下列说法正确的是( )
A. 两个容器对桌面的压强关系:p甲<p乙
B. 水对两个容器底部的压力关系:F甲>F乙
C. 如果向甲中加入酒精并搅拌均匀,小物块受到的浮力变小
D. 如果向乙中加入盐水并搅拌均匀,小球受到的浮力变大
11. 如图所示,三个相同的柱形容器中盛有体积相同的水或盐水,将重为3.0N的圆柱体依次放入这三个容器中。下列说法错误的是( )
A. 图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差大于0.7N
B. 图丙和图乙中容器底上表面受到的压力之差等于0.1N
C. 图丙中盐水的密度是1.1×103kg/m3
D. 圆柱体的密度是3.0×103kg/m3
12. 一个装有水的圆柱形容器(容器壁厚度忽略不计)放在水平桌面上。往容器中放入一个正方体和一个球体(假设两物体都不沾水),两物体静止后状态如图所示。此时容器对桌面的压强为3000Pa,已知正方体和球体的体积比为2∶1。现将正方体取出,液面下降了4cm。再把球体取出,液面又下降了2.5cm。此时容器底对桌面的压强为2200Pa。则正方体的密度是________kg/m3,球体的密度是________kg/m3。(g取10N/kg)
13. 小明在研究物体的浮沉问题时,制作了一个空腔“浮沉子”,将其放入一个底面积为S、水深为h0的薄壁柱形容器内。刚放入水中时,浮沉子恰好悬浮,此时水深为h1,如图所示;一段时间后,由于渗漏空腔内开始进水,最后空腔充满了水,浮沉子沉底且完全浸没,此时水的深度降为h2。已知水的密度为ρ0,则所制作的浮沉子( )
A. 质量为ρ0(h1-h0)SB. 质量为ρ0(h2-h0)S
C. 材料的密度为D. 材料的密度为
14. 如图甲所示,水平桌面上的薄壁圆柱形容器中盛有某种液体,一个质量分布均匀的物体所受的重力为G,密度为0.8g/cm3,它由一根固定在容器底部的细线拉住并浸没在液体中静止。当将细线剪断后,物体最终漂浮在液面上,且有的体积露出液面,如图乙所示,此时容器中的液面下降了3cm(g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A. 细线受到的拉力F=GB. 液体的密度为1.2×103kg/m3
C. 容器底受到液体的压强减小了300PaD. 容器对桌面的压强减小
15. 如图所示,水平桌面上的容器底部放有一个边长为10cm,质量为900g的正方体物块,则物块对容器底的压强为______Pa;逐渐向容器内倒水使物块漂浮,物块受到的浮力是______N。(g取10N/kg)
16. 如图是我国首艘10万吨级智慧渔业大型工船“国信1号”。它的排水量为1.3×105t,满载时排开海水的体积为 _______m3;满载时工船所受的浮力为 _____N;海面下2m深处海水的压强为 ______Pa(g取10N/kg,ρ海水取1.0×103kg/m3)
小球
甲
乙
丙
m/g
30
40
54
V/cm3
60
50
20
2023年中考物理必考重点难点压轴题25个小微专题精炼(全国通用)
专题03 选择题里的浮力(含压强)综合计算问题
1. 放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器(容器质量不计)底面积为,将一体积为的木块放入水中静止时,有体积露出水面,如图甲所示;用一根质量和体积不计的细线把容器底和木块底部中心连接起来,如图乙所示。下列说法中错误的是(已知:水的密度为,)( )
A. 木块的密度为
B. 木块漂浮时排开水的质量为
C. 浸没水中时细线对木块的拉力为
D. 甲、乙两图所示情况,容器对水平桌面的压强相等
【答案】C
【解析】A.木块的浮力
木块的密度
故A正确,不符合题意;
B.木块漂浮时排开水的重力
木块漂浮时排开水的质量为
故B正确,不符合题意;
C.浸没水中时,木块受到重力、浮力、拉力三个力平衡,细线对木块的拉力为
故C错误,符合题意;
D.甲、乙两图所示情况,容器对水平桌面的压力都等于木块的重力加水的重力,容器底面积不变,故容器对水平桌面的压强相等,故D正确,不符合题意。
2.如图所示,有两个完全相同的物体 A 和 B,A 的下端与物块甲通过轻质细绳相连,B 的上面放着物块乙,A、B 都刚好浸没于水中。则下列说法正确的是( )
A. 物体 A 和 B 受到的浮力相等B. 绳的拉力大于乙的重力
C. 甲的重力大于乙的重力D. 甲的密度大于乙的密度
【答案】AC
【解析】A.两种情况下A 和 B物体排开水的体积相同,由F浮=ρ水V排g可知,A 和 B受到的浮力相同,故A正确;
B.左边A受到水的浮力F浮=G+F拉
右边B物体受到水的浮力F浮=G+G乙
由于A 和 B受到的浮力相同,所以F拉=G乙
故B错误;
CD.因为A和甲悬浮,所以,它们受到的浮力
因为B和乙漂浮,所以,它们受到的浮力
左图中,两物体均受浮力作用,则
F1=F浮+F甲浮
右图中,只有大物体受到浮力作用,则
F2=F浮,
所以
结合①②两式可知
G甲>G乙
故C正确;
由于甲乙的体积未知,所以无法比较密度大小;故D错误。
3. 某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是( )
A. 石块在水中受到的浮力方向竖直向下
B. 石块在水中受到的浮力大小为
C. 石块浸没在水中时,排开水的体积为
D. 丙图中盐水的密度为
【答案】B
【解析】A.石块浸没在水中后,弹簧测力计对石块的拉力变小了,说明石块受到竖直向上的浮力,故A错误;
B.由图甲可知,物体的重力G=2N,由图乙可知,石块浸没在水中时弹簧测力计的示数,则石块在水中受到的浮力为
故B正确;
C.石块浸没在水中时,根据阿基米德原理可知,排开水的体积为
故C错误;
D.物体的重力G=2N,由图丙可知,石块浸没在盐水中时弹簧测力计的示数,则石块在盐水中受到的浮力为
根据阿基米德原理可知,盐水的密度为
故D错误。故选B。
4.如图,体积相同的两物体A、B用不可伸长的细线系住,放入水中后,A有四分之一体积露出水面,细线被拉直。已知A重4N,B受到的浮力为8N,A、B密度之比为2∶5,那么( )
A. A、B所受的重力之比为5∶2B. A、B所受的浮力之比为1∶2
C. 细线对A的拉力大小为1ND. B对容器底部的压力为零
【答案】D
【解析】ACD.AB的体积相同,B受到的浮力为8N,由阿基米德原理可知物体A和B的体积
VA=VB=
A的密度
A、B密度之比为2∶5,B的密度
B的重力
GB=mBg=ρBVBg=1.25×103kg/m3×8×10-4m3×10N/kg=10N
A、B所受的重力之比为
GA∶GB=4N∶10N=2∶5
AB受力情况如图所示:
由力的平衡可知F浮A=F+GA
=6N
F=2N
GB=F+F浮B+N
GB=2N+8N+N=10N
N=0N
B受到支持力为零,由力的作用相互性可知B对容器底部的压力为零,故AC错误,D正确。
B.A、B所受的浮力之比为F浮A∶F浮B=6N∶8N=3∶4 故B错误。
5. 如图所示,将一体积为的质量分布均匀的正方体木块轻轻放入一盛满某种液体的溢水杯中,溢出液体的体积为;若将木块从中间锯掉一半,将剩余部分再次轻轻放入装满该液体的溢水杯中,则该液体会溢出( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】将一体积为的方体木块放入一盛满某种液体的溢水杯中,溢出液体的体积为,因为,说明木块最终在液体中处于漂浮状态,木块受力平衡,则此时木块浮力等于重力大小,即。根据阿基米德原理可得
得出木块密度与液体密度关系为
若将木块从中间锯掉一半,密度不变,木块依然处于漂浮状态,此时浮力依然等于重力大小
此时木块体积变成原来一半,为,则排开液体的体积为
故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
6. 一个边长为10cm的实心正方体(不吸水)重15N,将其悬挂在弹簧测力计上并完全浸没在水中静止时,烧杯内水的深度为25cm,如图所示。烧杯内的水对杯底的压强为_________Pa,弹簧测力计的示数为_________N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】 2500 5
【解析】由题意可知,烧杯内水的深度h=25cm=0.25m
所以烧杯内水对杯底的压强为
因为正方体的边长为10cm,所以该正方体的体积为
V=(10cm)3=1000cm3=1.0×10-3m3
因为正方体浸没在水中,所以正方体排开水的体积为
V排=V=1.0×10-3m3
所以正方体浸没在水中时,受到的浮力为
由称重法可知,弹簧测力计的示数为
F=G-F浮=15N-10N=5N
7. 如图所示,一个底面积为800cm2的薄壁圆柱形容器中装有某种液体,将一边长为10cm的正方体木块轻放入该容器中,木块静止时露出液面的高度为2cm,液体对容器底部的压强变化了80Pa。则该木块底部受到的液体压强为______Pa,木块受到的浮力为______N。
【答案】 640 6.4
【解析】木块静止时露出液面的高度为2cm,则木开排开液体的体积
则液面升高的高度为
则该液体的密度
则该木块底部受到的液体压强为
木块受到的浮力为
8. 一个实心金属球密度为,体积为,其质量为______kg。把它做成空心球放入底面积为的圆柱体水槽中,球漂浮在水面上,浸入水中的体积为其总体积的,此时水对槽底的压强增大了150Pa,则球体空心部分的体积为______。(,g取10N/kg)
【答案】 0.3 350
【解析】一个实心金属球的质量为
水对槽底的压力增大了
浮力等于增大的压力,则排开水的体积为
则总体积为
空心部分的体积为
9. 甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如下表所示,将它们浸没在水中释放,在其稳定后,三个小球所受的浮力分别为、和。下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由表格数据可知,甲球的密度为
乙球的密度为
丙球的密度为
由于甲球和乙球密度小于水的密度,所以甲球和乙球最终会漂浮在水面,甲球漂浮时,浮力为
乙球漂浮时,浮力为
由于丙球密度大于水的密度,所以丙球最终会沉底,由可知,浮力为
综上所述,,故B正确,ACD错误。故选B。
10. 如图所示,水平桌面上放置两个相同的容器,甲中有一小物块悬浮于水中,乙中有一个小球漂浮在水面上,此时容器内水面高度相同。则下列说法正确的是( )
A. 两个容器对桌面的压强关系:p甲<p乙
B. 水对两个容器底部的压力关系:F甲>F乙
C. 如果向甲中加入酒精并搅拌均匀,小物块受到的浮力变小
D. 如果向乙中加入盐水并搅拌均匀,小球受到的浮力变大
【答案】C
【解析】A.甲容器对桌面的压力为
F甲=G水+G杯+G物块
乙容器对桌面的压力为
F乙=G水+G杯+G小球
物块悬浮,所以
F物块浮=G物块=G物块排
小球漂浮,所以
F小球浮=G小球=G小球排
因为容器内水面高度相同,且底面积相同,所以p甲=p乙,故A错误;
B.由题意可知,水的密度ρ和深度h都相同,根据p=ρgh可得,水对两个容器底部的压强关系为p甲=p乙,根据F=pS可得,水对容器底部的压力关系为F甲=F乙,故B错误;
C.物块悬浮在甲容器中,ρ物块=ρ水,如果向甲容器中加入酒精,则液体密度减小, 由
F浮= pgV排可知,物块受到的浮力变小,故C正确;
D.小球漂浮在乙容器中,向乙容器中加入盐水,液体密度增大,小球仍然漂浮在液面上,那么小球受到的浮力等于自身的重力,小球的重力没变,小球受到的浮力不变,故D错误。
故选C。
11. 如图所示,三个相同的柱形容器中盛有体积相同的水或盐水,将重为3.0N的圆柱体依次放入这三个容器中。下列说法错误的是( )
A. 图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差大于0.7N
B. 图丙和图乙中容器底上表面受到的压力之差等于0.1N
C. 图丙中盐水的密度是1.1×103kg/m3
D. 圆柱体的密度是3.0×103kg/m3
【答案】B
【解析】A.图甲中,还没有浸没,甲上表面的压力为0,故图甲下表面的压力为
图乙中,物体浸没,则
图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差
在图乙中,上表面的压力大于0,故图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差大于0.7N,故A正确,A不符合题意;
B.丙图中,物体所受的浮力为
乙图中,物体所受的浮力大小为
图丙中物体上表面的压力为
同理,图乙中物体上表面的压力为
和图乙中容器底上表面受到的压力之差
由于未知,故图丙和图乙中容器底上表面受到的压力之差未知,故B错误,B符合题意;
C.圆柱体在乙和甲中都浸没,排开液体体积相同,且与圆柱体体积相同。在图乙中,圆柱体所受的浮力为1N,则圆柱体的体积为
图丙中,圆柱体所受的浮力为1.1N,则盐水的密度是
故C正确,C不符合题意;
D.圆柱体的质量为
圆柱体的密度是
故D正确,D不符合题意。故选B。
12. 一个装有水的圆柱形容器(容器壁厚度忽略不计)放在水平桌面上。往容器中放入一个正方体和一个球体(假设两物体都不沾水),两物体静止后状态如图所示。此时容器对桌面的压强为3000Pa,已知正方体和球体的体积比为2∶1。现将正方体取出,液面下降了4cm。再把球体取出,液面又下降了2.5cm。此时容器底对桌面的压强为2200Pa。则正方体的密度是________kg/m3,球体的密度是________kg/m3。(g取10N/kg)
【答案】
【解析】设圆柱形容器的底面积是S,两次液面下降的高度分别是h1和h2,则正方体和球体排开水的体积分别是
①
②
正方体和球体受到的浮力分别是
③
④
由①③知道
⑤
由②④知道
⑥
又因为正方体和球体的体积比为2:1,所以结合⑤⑥得
解得正方体的密度是
[2]根据题意知道,正方体和球体取出后减小的压强是由于两者的重力产生的,即
故解得球体的密度是
13. 小明在研究物体的浮沉问题时,制作了一个空腔“浮沉子”,将其放入一个底面积为S、水深为h0的薄壁柱形容器内。刚放入水中时,浮沉子恰好悬浮,此时水深为h1,如图所示;一段时间后,由于渗漏空腔内开始进水,最后空腔充满了水,浮沉子沉底且完全浸没,此时水的深度降为h2。已知水的密度为ρ0,则所制作的浮沉子( )
A. 质量为ρ0(h1-h0)SB. 质量为ρ0(h2-h0)S
C. 材料的密度为D. 材料的密度为
【答案】AD
【解析】AB.刚放入水中时,排开水的体积为
刚放入水中时,浮沉子恰好悬浮,浮力等于浮沉子的重力,等于排开水的重力,故浮子的重力为
经整理可知
故A符合题意,B不符合题意;
CD.一段时间后,空腔充满了水,浮沉子沉底且完全浸没,此时水的深度降为h2,则空腔部分的体积为
实心部分的体积为
材料的密度为
故C不符合题意,D符合题意。故选AD。
14. 如图甲所示,水平桌面上的薄壁圆柱形容器中盛有某种液体,一个质量分布均匀的物体所受的重力为G,密度为0.8g/cm3,它由一根固定在容器底部的细线拉住并浸没在液体中静止。当将细线剪断后,物体最终漂浮在液面上,且有的体积露出液面,如图乙所示,此时容器中的液面下降了3cm(g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A. 细线受到的拉力F=GB. 液体的密度为1.2×103kg/m3
C. 容器底受到液体的压强减小了300PaD. 容器对桌面的压强减小
【答案】ABC
【解析】B.物体漂浮在液体中时,根据浮沉条件可知,物体受到的浮力
F浮乙=G
ρ液V排g=ρ物V物g
漂浮时有的体积露出水面,则
ρ液V物g=ρ物V物g
ρ液=ρ物=×0.8g/cm3=1.2 g/cm3=1.2×103kg/m3
故B正确;
A.物体浸没时,受到的浮力
F浮甲=ρ液V排g=ρ物V物g=G
细线受到的拉力
F拉=F浮甲-G=G-G=G
故A正确;
C.容器底部受到液体的压强减小量
p=ρ液gh=1.2×103kg/m3×10N/kg×3×10-2m=360Pa
故C正确;
D.甲、乙两图中,容器对桌面的压力
F=G容器+G液+G
故容器对桌面的压力不变,受力面积也不变,所以容器对桌面的压强不变,故D错误。故选ABC。
15. 如图所示,水平桌面上的容器底部放有一个边长为10cm,质量为900g的正方体物块,则物块对容器底的压强为______Pa;逐渐向容器内倒水使物块漂浮,物块受到的浮力是______N。(g取10N/kg)
【答案】 900 9
【解析】物块对容器底的压力为
F=G=mg=900×10-3kg×10N/kg=9N
正方体物块与容器底的接触面积为
S=(10×10-1m)2=0.01m2
物块对容器底的压强为
根据物体的浮沉条件可知,当物块漂浮,物块受到的浮力为
F浮=G=9N
16. 如图是我国首艘10万吨级智慧渔业大型工船“国信1号”。它的排水量为1.3×105t,满载时排开海水的体积为 _______m3;满载时工船所受的浮力为 _____N;海面下2m深处海水的压强为 ______Pa(g取10N/kg,ρ海水取1.0×103kg/m3)
【答案】 1.3×105 1.3×109 ③. 2×104
【解析】满载时排开海水的体积为
满载时工船处于漂浮状态,所受的浮力为
F浮=G排=m排g=1.3×105×103kg×10N/kg=1.3×109N
海面下2m深处海水的压强为
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m×10N/kg×2m=2×104Pa
小球
甲
乙
丙
m/g
30
40
54
V/cm3
60
50
20
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