周三提优1：浮力之——图像专题2020.9.16

一．图像变化问题

1、小滨同学看到鸡蛋浮在盐水上面，如图所示，于是，他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉，在此过程中，鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象可能是图中的（     ）

2、如图所示,将一个生鸡蛋放入盛有清水的烧杯中,然后逐渐向水里添加食盐并轻轻搅动,观察发生的现象。图中大致反映鸡蛋所受浮力的大小F浮与液体密度ρ液关系的图象是(   )

3、一枚重力为G的鸡蛋悬浮在盐水中，如图所示．往盐水中继续均匀缓慢加盐，鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图象可能是（　　）

4、将一个生鸡蛋放进盛有清水的杯中，如图所示，鸡蛋沉入水底，鸡蛋重为G，然后逐渐向水中加入食盐并使其溶解，在鸡蛋渐渐浮起到静止的过程中，鸡蛋所受的浮力随时间变化正确的是（　　）

5、如图甲所示，立方体木块下端用一段细线与之相连，细线另一端固定在容器底（容器高比细线与木块边长之和大得多）、现向容器中慢慢加水（如图乙），直到装满容器、细线的拉力用F表示，容器中水的深度用h表示，则拉力F随深度h的变化关系图象是 (   )

6、如图甲所示，在一个圆柱形容器底部放一个边长为250px的正方体物块，向容器中倒水时，容器中水的深度h和物块受到的浮力F浮的关系如图乙所示．当容器中水的深度为300px，物块的状态为______（选填“沉在底部”“悬浮”或“漂浮”）物块的密度为______kg/m³．

7、一个正方体木块,下表面通过一细线与容器底部相连（容器足够高）。现向容器中慢慢加水,木块位置随加水深度的变化如图甲所示。用F浮表示木块受到的浮力,用h表示容器中水的深度。则图乙可以正确描述F浮随深度h变化的关系图象.(g取10N/kg)

(1)当F浮=6N时,木块处于___(填“漂浮”、“悬浮”或“下沉”)状态。

(2)木块的密度为              千克/米³

二．根据图像计算问题

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250px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5000px²，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50px

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

5、如图甲所示,边长为250px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5000px²，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）

8、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

1、D

2、C

3、A

4、B

5、B

6、漂浮； 0.8×10³．

7、（1）漂浮   （2）600

答案

1、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/m^3.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