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浮力之——根据图像计算问题
一、选择题
1、如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有正方体木块A,容器侧面的底部有
一个由阀门B控制的出水口,此时木块A刚好完全浸没在水中,接着打开阀门B,缓慢放水,
直至木块A完全离开水面时,再关闭阀门B,这个过程中,弹簧弹力F与木块露出水面的体积
V的关系如图乙所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3,ρ木=0.7×103kg/m3,木块体积为V0,不
计弹簧所受浮力,则下列说法正确的是(
)
A.C点弹簧处于原长
B.CD段弹簧被压缩
C.D点的横坐标d的值为0.3V0
D.点C与点E的纵坐标c、e的绝对值之比为2:3
2、如图(1)所示,边长为10cm的立方体木块A通过细线与圆柱形容器底部相连,容器中液
面与A上表面齐平.从打开容器底部的抽液机匀速向外排液开始计时,细线中拉力F随时间
t的变化图像如图(2)所示.木块密度ρ
=
0.5×103kg/m3,容器底部面积为200cm2,
g=10N/kg.下列说法中正确的是(
)
A.随着液体的排出,木块受到的浮力不断减小
B.容器中的液体是酒精
C.抽液机每秒钟排出液体的质量是10g
D.第
30s时,木块露出液面的高度是2cm
3、面积很大的水池。水面上浮着一边长为a,质量为m的正方体均匀木块,开始时木块静止。如
图甲。现用力F将木块匀速下压,运动时,F随木块底面深度H变化如图乙,则下列正确的是(
)
A.
正方体木块的密度为水的2/3
B.
在木块匀速下沉过程中,F最大值是mg/4
C.
正方体木块的密度为水的3/4
D.在木块匀速下沉过程中,F最大值是3/4ρ水ga3
4、某大桥施工时,要向江中沉放大量的施工构件,假设一正方体构件被缓缓吊入江水中(如图甲所
示),在沉入水中过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,随着h的增大,正方体构件所受浮力
F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示,则下列判断正确的是(
)
A.
浮力F1随h变化的图线是图乙中的②图线
B.
构件的边长为4m
C.
构件所受的最大浮力为1.2×105N
D.
构件的密度为2.5×103kg/m3
二、填空题和计算题
5、如图甲所示,边长为10cm的立方体木块A通过细线与圆柱形容器底部
相连,容器中液面与A上表面齐平。从打开容器底部的抽液机匀速向外
排液开始计时,细线中拉力F随时间t的变化图象如图乙所示。木块密
度ρ=0.5×103kg/m3,容器底部面积为200cm2,g=10N/kg,抽液机每
秒钟排出液体的质量是
g,第30s时,木块露出液面的
高度是
cm。
6、杭州湾大桥目前是世界上最长的跨海大桥,大桥在水下施工时,要向水
中沉放大量的施工构件。现将边长2m的正方体沉入水中,在下沉过程
中,其下表面到水面的距离为h(如图甲),钢绳拉力、物体所受浮力随
着h的增大而变化,如图乙所示。其中反映浮力随h变化图线的是
(填序号),该物体
的重力为
N。(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
7、为了给立方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓
缓地压入油内,如图甲所示,工件的下底面与油面的距离为h,力F与h的大小关系如图乙所
示,小科觉得图中CB的延长线BA段是没有意义的,老师告诉他,力F为负值时,表明它的方
向与原来的方向相反了.
(1)分析BC段:随着h的增大,工件所受的浮力大小将???,
油对工件下底面的压强大小将??????.(选填“变大”、
“变小”或“不变”)
(2)若A点的坐标为(-a,0),则a=?????,从图像分析,
a表示了工件的一个物理量的值,这个量就是工件的????????????.
(3)求C点所对应状态下,工件所受的浮力及油对工件下底面的压强.(不考虑大气压强)
在一个足够深的容器内有一定量的水,将一个长10厘米、横截面积50厘米2的圆柱形实心塑料
块挂于弹簧秤上,当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧秤示数4牛,如图甲所示。已知弹簧的伸长
与受到的拉力成正比。弹簧受到1牛的拉力时伸长1厘米。若往容器内缓慢加水,当所加水的体
积至1400厘米3时,弹簧秤示数恰为零。此过程中水面升高的高度△H与所加水的体积V的关系
如图乙所示。
求:(1)容器的横截面积
(2)塑料块的密度
(3)弹簧测力计示数为1N时,水面升高了多少?
(4)加水400厘米3时,塑料块的浮力是多少?
答案
C
A.
由图乙可知,C点木块A刚好完全浸没在水中,因为ρ水>ρ木,所以此时木块所受的浮力大于木块的重力,即F浮>G木,则弹簧对木块有竖直向下的拉力,弹簧被拉伸,处于伸长状态,故A错误;B.
在D点时,弹簧弹力F=0N,弹簧处于原长,所以CD段弹簧被拉伸,故B错误;D中结果是3:7
2、C
3、C
4、D.
A.
由图可知,构件在浸入水中的过程是排开的水的体积变大,所以浮力逐渐变大;当构件浸没后排开水的体积不变,所以浮力不变,因此浮力F1随h变化的图线是图乙中的②;故A错误;
B.
从乙图中可以看出,当构件完全淹没时下表面到水面的距离为2m,则构件边长为2m,故B错误;
C.
从乙图中可以看出,当构件完全淹没时受到的浮力小于1.2×105N;故C错误;
D.
构件完全淹没时,v排=2m×2m×2m=8m3,拉力F2=1.2×105N;则有:
F浮=G?F2,ρ水gV排=ρgV?F2,1×103kg/m3×10N/kg×8m3=ρ×10N/kg×8m3?1.2×105Nρ=2.5×103kg/m3.故D正确。
5、10
3
6、②
1.6×105
7、(1)变大???变大??(2)400????重力?
(3)4000Pa
8、(1)150平方厘米
(2)0.8克/立方厘米
(3)9厘米
(4)1.14牛
第1题图
第2题图
第3题图
第4题图
第6题图
第5题图
第7题图
第8题图
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精品试卷·第
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