【物理】物理浮力提高训练及解析
一、浮力
1.甲、乙两球放在液体中静止,甲球在水面以上和水下部分的体积比为1:4,如图所示,则下列说法正确的是
A.若甲、乙体积相同,因为甲球漂浮,乙球悬浮,所以F浮甲>F浮乙 B.若甲、乙体积相同,G甲=3/4G乙
C.若甲、乙休积相同、均为实心,则甲、乙由不同物质构成,ρ甲:ρ乙:ρ液=4:5:5 D.若甲、乙质量相等,则甲的体积较大,若由同种物质构成,则甲一定是空心的,且空心部分体积为甲球体积的1/5,乙可能是实心 【答案】C 【解析】 【详解】
A.若甲、乙体积相同,由题意知甲排开水的体积小于乙排开水的体积,根据
F浮??液gV排可知,
F浮甲<F浮乙,
故A错误不符合题意;
B.若甲、乙体积相同,甲球漂浮,则:
4G甲?F浮甲??水V排甲g??水Vg,
5乙球悬浮,则:
G乙=F浮乙=ρ水V排乙g=ρ水Vg;
综合两式:
4G甲?G乙。
5故B错误不符合题意;
C.乙球悬浮,根据浮沉条件可得:
ρ乙=ρ液;
甲球漂浮,根据浮沉条件可得:
?甲Vg??液Vg,?甲??液;
可得:
4545ρ甲:ρ乙:ρ液=4:5:5,
故C正确符合题意;
D.若甲、乙质量相等,因为浮力都等于重,所以浮力相等,排开液体的体积相等,结合题意知,甲的体积较大;
若由同种物质构成,质量相等,甲的体积较大,可知甲球一定是空心的,球材料的密度不确定,则乙球可能是空心的,也可能是实心的; 则浮沉条件结合阿基米德原理可得:
V甲排=V乙排=V乙,
又知:
4V排甲?V甲,
5可得:
4V乙?V甲,
5当乙球是实心时,甲球空心部分:
41V甲空?V甲?V甲?V甲;
55当乙球空心时,甲球空心部分体积当然不是甲球体积的
1,D说法不成立。 5
2.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.
3.如图所示,装有一定量水的圆柱形容器(容器足够高)置于水平地面上,把甲、乙两个等体积实心小球分别放入水中,水对容器底部压强的增加量依次为Δp甲、Δp乙,下列判断正确的是
A.若Δp甲>Δp乙,则F浮甲>F浮乙 B.若Δp甲>Δp乙,则m甲
已知甲、乙两个实心小球等体积,根据水对容器底部压强的增加量的大小关系利用p=ρgh得出水的深度变化,然后得出小球浸入的体积变化;即可根据阿基米德原理判断得出小球所处的状态,根据物体的浮沉条件判断出小球的浮力和重力、密度的关系。 【详解】
A、若△p甲>△p乙,由于实心小球是放入同一个圆柱形容器里的水中,根据p=ρgh可知:△h甲>△h乙,根据V排=S△h可知:V甲排>V乙排;根据F浮=ρgV排可知:F浮甲>F浮乙;故A正确;
B、由于甲、乙两个实心小球等体积,V甲排>V乙排;则说明甲球浸没水中(悬浮或下沉),乙球漂浮,根据物体的浮沉条件可知:G甲≥F浮甲,G乙=F浮乙;所以m甲>m乙;故B错误;
C、若△p甲<△p乙,由于实心小球是放入同一个圆柱形容器里的水中,根据p=ρgh可知:△h甲<△h乙,根据V排=S△h可知:V甲排<V乙排;由于甲、乙两个实心小球等体积,V甲排<V乙排;则说明甲球漂浮,乙球浸没水中;根据物体的浮沉条件可知:ρ甲<ρ水,ρ乙≥ρ水;所以ρ甲<ρ乙;故C错误;
D、由于甲、乙两个实心小球等体积,根据G=mg=ρVg可知:G甲<G乙;故D错误。 故选A。
4.如图所示,将一圆柱体从水中匀速提起,直至其下表面刚好离开水面。用p表示圆柱体底部受到水的压强,F浮表示圆柱体受到水的浮力,它们随时间t变化的大致图象正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】 【分析】
将一圆柱体从水中匀速提起至下表面刚好离开水面,分为两个过程:一是圆柱体露出水面前,二是露出水面后至下表面刚好离开水面。 【详解】
AB、由于圆柱体被匀速提起,故而深度h与时间t成一次函数关系,由p=ρgh可得:圆柱体底受到水的压强随时间成一次函数关系,故而A正确,B错误;
CD、圆柱体露出水面前,排开水的体积不变,水的密度不变,由F浮=ρ水gV排 知道,圆柱体受到水的浮力不变;在圆柱体刚露出水面至下表面刚好离开水面过程中,排开水的体积变小,水的密度不变,由F浮=ρ水gV排知道,圆柱体受到水的浮力变小,所以,整个过程中圆柱体受到水的浮力先不变、后变小,故C、D错误,故选A。
5.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
6.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 C.p甲
B.p甲=p乙>p丙 D.p甲
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
F甲AB=GA+GB, F乙AB=GA+GB, F丙AB=GA+FB浮,
因为金属块B在水中会下沉,所以,GB>FB浮,所以
F甲AB=F乙AB>F丙AB;
F浮根据阿基米德原理可知V排=,则
?水gV甲AB=V乙AB>V丙AB,
则水面上升的高度关系为:
h甲升=h乙升>h丙升
在三个相同的容器中装有质量相同的水,原来水面高度相同,故待A、B静止时,水面高度的大小关系为:
h甲=h乙>h丙,
根据p=ρgh可知水对容器底部压强的关系为:
p甲=p乙>p丙,
故B符合题意,ACD不符合题意.
7.如图所示,利用弹簧测力计将一处于容器底部的物块缓慢上提,在物块从上提到离开水面的过程中,下列图象能正确表示弹簧测力计的读数F与物块底部离容器底的高度h的关系是( )
A. B. C.
D.
【答案】B 【解析】 【详解】