(物理)物理浮力解题技巧及练习题(含答案)
一、浮力
1.两个相同的柱形容器置于水平地面,容器中分别盛有相等体积的不同液体甲、乙。取两块相同的橡皮泥,将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中,将另一块捏成球形状放入乙液体中,橡皮泥静止后如图2所示。以下判断正确的是
A.液体的密度ρ甲>ρ乙 B.液体对容器底部的压强 p甲<p乙 C.橡皮泥受到的浮力F甲<F乙 D.容器对地面的压强p地甲>p地乙 【答案】B 【解析】 【详解】
A.将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中处于漂浮状态,浮力等于重力;将另一块捏成球形状放入乙液体中处于悬浮状态,浮力等于重力,由此可知橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同。根据阿基米德公式F浮=?液gV排可得
F浮?液?
V排g
由图可知V排甲>V排乙,所以
ρ甲<ρ乙
故AC错误;
B.液体对容器底的压力等于液体的重力与排开液体的重力之和,因为ρ甲<ρ乙,所以等体积液体甲、乙的质量关系为
m甲<m乙
即
G甲<G乙
橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同,因为F浮=G排,所以
G甲排=G乙排
故有
G甲+G甲排<G乙+G乙排
因此液体对容器底压力
F甲<F乙
由压强公式p=
F
,可知液体对容器底部压强 s
p甲<p乙
故B正确;
C.将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中处于漂浮状态,浮力等于重力;将另一块捏成球形状放入乙液体中处于悬浮状态,浮力等于重力,由此可知橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同,故C错误;
D.容器对地面的压力等于容器重力、液体重力、物体重力之和,因为G甲<G乙,所以
G甲+G物+G容 <G乙+G物+G容
因此容器对地面的压力
F容甲<F容乙
由压强公式p=
F
可知容器对地面的压强 s
p地甲<p地乙
故D错误。
2.下列关于浮力的说法正确的是 A.漂浮的物体浮力大于重力
B.钢铁比水的密度大,所以用钢铁做成的物体放入水中后最终一定处于沉底状态 C.在空中上浮的气球里充满密度小于空气密度的气体
D.悬浮在水中的潜水艇,若水舱中水位在上升,那么潜水艇一定会上浮 【答案】C
【解析】A、根据物体浮沉条件可知,漂浮的物体浮力等于重力,故A错误;
B、钢铁的密度大于水的密度,若卷成团,则其受到的浮力小于重力而下沉。若把它做成空心的,则它的重力没变,由于体积变大,其排开液体的体积变大,所以受到的浮力变大,因此可以浮在水面上。故B错误;
C、气球中气体的密度小于空气密度,气球受到的空气的浮力大于自身重力,所以漂浮在空中。故C正确;
D、原来潜水艇悬浮,浮力等于重力,若水舱中水位在上升,则重力应大于浮力,则潜水艇下沉,故D错误。 故选C。
【点睛】此题主要考查了物体的浮沉条件,关键是力和所受浮力之间的关系(或物体密度与液体密度之间的关系).同时考查了学生对阿基米德原理的应用,空心问题就是通过增大排开的液体,从而增大物体所受到的浮力。
3.三个相同容器里盛有密度不同的三种液休,将同一个小球先后放人三个容器中,静止时位置如图所示,容器中的液面到容器底的距离都相等.下列说法正确的是( )
A.在甲液体中小球所受的重力小于浮力
B.小球在丙液体中所受浮力等于小球在乙液体中所受浮力 C.甲乙丙三种液体对容器底的压强相同 D.丙液体的密度最小 【答案】D 【解析】
由图可知,同一个小球在甲液体中处于漂浮状态,在乙液体中处于悬浮状态,在丙液体中沉底.
A.根据漂浮条件,在甲液体中小球所受的浮力等于其自身重力,故A错误.
B.小球在乙液体中悬浮,所受浮力等于其重力,即F浮乙=G;小球在丙液体中沉底,则F浮
丙
<G,因此F浮丙<F浮乙,故B错误.
C.因ρ物>ρ液时下沉、ρ物=ρ液时悬浮、ρ物<ρ液时漂浮,所以,三液体的密度关系为ρ甲>ρ物=ρ乙>ρ丙,因容器中的液面到容器底的距离都相等,所以,由p=ρgh可知,甲乙丙三种液体对容器底的压强为p甲>p乙>p丙,故C错误.
D.根据漂浮条件,ρ物>ρ液时下沉、ρ物=ρ液时悬浮、ρ物<ρ液时漂浮,所以,三液体的密度关系为ρ甲>ρ物=ρ乙>ρ丙,即丙液体的密度最小,故D正确为答案.
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.测量液体密度的仪器叫密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度
值(如图甲所示).图乙和图丙的容器中是同一个自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,它会竖直立在液体中,由图中现象可以判断( )
A.密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大 B.密度计在丙烧杯液体中受到的浮力较大 C.乙烧杯中液体的密度较大 【答案】D 【解析】
试题分析:由于两个密度计在两种液体中都处于漂浮状态,浮力等于重力,而密度计本身的重力是一定的,所以在两种液体中所受的浮力是相等的,故A、B都错;当浮力相等时,排开液体的体积越小,液体的密度就越大,由图示可知,排开丙液体的体积小,所以丙液体的密度大,故C错,D正确;应选D. 【考点定位】密度计的应用
D.丙烧杯中液体的密度较大
6.如图所示物体A由大小两个圆柱体组成悬浮于水中,已知VA=1dm3,大圆柱体上表面受水向下压力5N,小圆柱体下表面受到水向上压力8N,下列说法正确的是
A.物体A受浮力3N B.物体A受浮力13N
C.大圆柱体下表面受向上压力7N D.大圆柱体下表面受向上压力10N 【答案】C 【解析】 【详解】
由题可知,物体A由大、小两个圆柱体组成悬浮于水中,已知VA=1dm3,则物体A排开水的体积:
V排=VA=1dm3=1×10﹣3m3,
根据阿基米德原理,物体A所受的浮力:
,
根据浮力产生原因可得:F浮=F向上小+F向上大﹣F向下,
所以大圆柱体下表面受向上的压力:F向上大=F浮﹣F向上小+F向下=10N﹣8N+5N=7N。 故ABD错误,C正确为答案。
7.当轮船从大海驶往长江的过程中(海水的密度大于江水的密度),下列说法正确的是 A.它受到的浮力变大 B.它受到的浮力变小 C.它下沉了一些 D.它上浮了一些 【答案】C 【解析】 【分析】
轮船从大海驶往长江的过程中,处于漂浮状态,根据漂浮条件得到浮力的变化;海水的密度大于江水的密度,根据阿基米德原理得到排开液体体积的变化。 【详解】
当轮船从大海驶往长江的过程中,处于漂浮状态,轮船的重力不变,受到的浮力不变,海水的密度大于江水的密度,根据阿基米德原理沉一些。 故选C。
得到
,所以轮船下
8.2013年2月,中国海监在钓鱼岛海域放置浮标以监测我国领海的水文变化.监测发现,从春季至夏季,海水温度上升、体积膨胀导致密度下降.此过程中,若浮标体积保持不变,则
A.浮力变大,露出海面体积变小 B.浮力变小,露出海面体积变大 C.浮力不变,露出海面体积变大 D.浮力不变,露出海面体积变小 【答案】D 【解析】
试题分析:因为浮标从春季至夏季始终漂浮,漂浮物浮力等于重力,浮标重力从春季至夏季不变,所以浮力大小不变;因为海水密度减小,由F浮=ρgV排可知,浮标排开海水的体积变大,则露出海面体积变小.答案选D. 考点:物体的浮沉条件及其应用
9.如图所示,将一个小球先后放入甲、乙两个盛满不同液体的溢水杯中,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中沉底,甲、乙两杯中溢出液体的重力分别为0.5N和0.4N,则下列说法正确的是: