中考物理专题突破11 称重法测量浮力计算题Word下载.docx

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3．小明有一立方体金属块，他将金属块浸没在某种液体中，如图甲所示，在将金属块缓慢从液体中竖直提出来的过程中，画出了测力计读数F随提起高度h变化的图象，如图乙所示（不考虑液面的变化），则（　　）

A．金属块密度为4.4×

B．桶内液体密度为2.5g/cm3

C．正方体提出水面过程中，容器对桌面的压强是不变

D．正方体上表面接触液面至完全拉出的过程，正方体移动8cm

4．如图甲所示，用弹簧测力计拉着圆柱形物体从水面上方某处缓慢漫入水中，直到把物体放在容器底部后撤去拉力．图乙为弹簧测力计的拉力F随物体移动距离h变化的图象。

容器内底面积为100cm2，下列说法正确的是（　　）

A．物体的高度为6cmB．物体的体积为400cm3

C．物体浸没时受到的浮力为2ND．物体最后静止时对容器底部的压力为6N

二．填空题

5．2020年7月通车的沪苏通长江大桥在施工时，要向江中沉放大量的施工构件。

如图甲所示，假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中，在沉入过程中，其下表面到水面的距离h逐渐增大，构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示（g取10N/kg）。

（1）构件的边长为　　m，密度为　　kg/m3，所受的最大浮力为　N；

（2）当构件的下表面距江面4m深时，构件上表面受到江水的压强为　　Pa。

6．如图甲所示，小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验。

他用弹簧测力计挂着实心圆柱体，圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触，然后将其缓慢拉出水面，弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙，则圆柱体的重力为　N，圆柱体浸没时所受的浮力为　　。

7．如图所示一薄壁圆柱形容器盛有水，弹簧测力计竖直吊着重为10牛的金属块。

将其浸没在水中保持静止，弹簧测力计示数为6牛，此时金属块受到的浮力大小为　牛。

剪断细线后金属块开始下沉，在其下沉过程中水对金属块下表面的压力　，金属块受到的浮力　　（上述两空均选填“变大”、“不变”或“变小”），若不考虑水的阻力，金属块受到的合力大小为　　牛。

三．计算题

8．有一正方体物块A，它的体积为V＝0.4×

10﹣3m3，用弹簧测力计测出此物块A的重力为G＝10N，如图甲所示，然后将物块A浸没在水中，如图乙所示，g取10N/kg，求：

（1）物块A浸没在水中时受到的浮力的大小；

（2）物块A浸没在水中时弹簧测力计的示数。

9．如图甲所示，在弹簧测力计下挂一正方体，从水面开始逐渐浸入直至浸没到水面下某处停止。

此过程中，弹簧测力计读数F随正方体的下表面到水面的距离h的关系图象如图乙所示，不考虑正方体下降引起的液面变化。

（已知g＝10N/kg、ρ水＝1g/cm3）求：

（1）分析乙图中　，可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系。

①AB段②BC段

（2）正方体浸没在水中时，受到的浮力是多大？

（3）正方体的密度是多大？

10．图甲是修建造码头时用钢缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.2m/s的速度匀速下降的情景。

图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象。

求：

（1）长方体A浸没在水中后受到的浮力；

（2）长方体A的体积；

（3）长方体A的密度。

11．如图所示，重为10N，底面积为200cm2的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上，容器内装有40N的某种液体，用弹簧测力计吊着体积为800cm3圆柱体A慢慢浸入该液体中（如图甲），无液体溢出，弹簧测力计的示数与圆柱体A下表面浸入液体中的深度h的关系如图乙所示，g＝10N/kg，求：

（1）圆柱体A浸没时受到的浮力；

（2）液体的密度；

（3）弹簧测力计示数达到最小值瞬间圆柱体A底面受到的液体的压强；

（4）圆柱体A浸没时（未接触底部），容器对桌面的压强。

C．在t1至t2金属块在水中受到的浮力逐渐增大

【解析】

（1）当金属块完全露出液面时，金属块不受浮力，此时拉力等于重力，即为图中的CD段，

则由图可知，该金属块重力为：

G＝F拉＝54N，故D错误；

（2）当金属块未露出水面时，即为图中的AB段，

由图可知，此时绳子的拉力为34N，

则金属块浸没时受到的浮力为：

F浮＝G﹣F拉＝54N﹣34N＝20N，故A正确；

由F浮＝ρgV排可得，金属块的体积：

V金＝V排＝

＝

＝0.002m3，

由G＝mg可得，金属块的质量：

m＝

＝5.4kg，

金属块的密度：

ρ＝

＝2.7×

103kg/m3，故B错误；

（3）由图可知，绳子的拉力在t1至t2时间段内逐渐变大，

由F浮＝G﹣F拉可知，浮力逐渐变小，故C错误。

故选：

A。

（1）当物体

的体积浸入水中时，则排开水的体积为：

V排＝

V，弹簧测力计示数为5N，

根据称重法可知：

F浮＝G﹣F，

即：

ρ水gV排＝G﹣F，

所以，ρ水g×

V＝G﹣5N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；

当物体

的体积浸入水中时，弹簧测力计示数为3N，同理有：

ρ水g×

V＝G﹣3N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②；

由①﹣②得：

ρ水gV＝12N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，

将③代入①得：

G＝ρ水g×

V+5N＝

×

12N+5N＝9N；

由③知，物体浸没受到的浮力为12N＞9N，由物体的浮沉条件，将物体从弹簧测力计上取下放入水中，则该物体静止时处于漂浮状态，由漂浮的特点，物体所受浮力是：

F＝G＝9N；

（2）由③得物体的体积：

V＝

；

该物体的密度为：

ρ水＝

1.0×

103kg/m3＝0.75×

103kg/m3。

【解析】A．当金属块完全露出液面，没有浸入水中时，金属块不受浮力，此时拉力等于重力，即在4cm以上，从图可知，该金属块重力为：

G＝F拉＝0.35N。

根据G＝mg可知金属块的质量为：

＝0.035kg；

由图乙知，测力计拉力F从2～4cm过程中逐渐变小，故可知正方体金属块的边长为：

L＝4cm﹣2cm＝2cm，

正方体金属块的体积：

V金＝L3＝（2cm）3＝8cm3＝8×

10﹣6m3；

ρ金＝

≈4.4×

103kg/m3；

故A正确；

B．由图乙知，金属块浸没在液体中时，F拉′＝0.25N，

根据称重法可知，物体浸没在液体中受到的浮力：

F浮＝G﹣F拉′＝0.35N﹣0.25N＝0.1N，

则根据F浮＝ρ液gV排可得：

桶内液体密度ρ液＝

＝1.25×

103kg/m3＝1.25g/cm3；

故B错误；

C．正方体提出水面过程中，浮力减小，对水的压力减小，容器对桌面的压力减小，压强也减小，故C错误；

D．正方体上表面接触液面至完全拉出的过程，正方体移动的距离为自身的边长，也就是2cm，故D错误．

【解析】A、由图乙可知，圆柱体从刚接触水面到刚好浸没水中，圆柱体移动距离h＝8cm﹣2cm＝6cm，若不考虑水面变化，圆柱体的高等于圆柱体移动距离h，大小为6cm；

但实际上在圆柱体浸入水中的过程中液面在上升，所以圆柱体的高大于6cm，故A错误；

BC、由图乙可知，圆柱体未浸入水中时弹簧测力计读数F1＝6N，圆柱体的重力G＝F1＝6N；

圆柱体浸没在水中后弹簧测力计读数F2＝2N，

圆柱体浸没在水中时所受到的浮力：

F浮＝G﹣F2＝6N﹣2N＝4N；

由F浮＝ρ水gV排得圆柱体的体积：

V＝V排＝

＝4×

10﹣4m3＝400cm3，故B正确、C错误；

D、物体最后静止时对容器底部的压力：

F压＝G﹣F浮＝6N﹣4N＝2N，故D错误。

B。

（1）从乙图中可以看出，当构件完全淹没时的高度为2m，则构件边长为2m。

由图可知，构件在浸入水的过程中排开水的体积逐渐变大，所以浮力也逐渐变大，则钢丝绳的拉力F2逐渐减小；

当构件浸没后排开水的体积不变，所以浮力不变，钢丝绳的拉力F2也不变，因此反映钢丝绳拉力F2随h变化的图线是①，构件所受浮力随h变化的图线是②。

由图线知，构件完全淹没时，拉力F2＝1.6×

105N，

构件体积：

V＝L3＝（2m）3＝8m3，

构件完全淹没时，V排＝V＝8m3，则有：

F浮＝G﹣F2，即：

ρ水gV排＝ρgV﹣F2，

代入数值可得：

1×

103kg/m3×

10N/kg×

8m3＝ρ×

8m3﹣1.6×

解得，构件的密度为：

ρ＝3×

从乙图中可以看出，当构件完全淹没时的高度为2m，则构件边长为2m，构件体积V＝8m3，

由ρ＝

可得，构件的质量：

m＝ρV＝3×

8m3＝2.4×

104kg，

则构件的重力：

G＝mg＝2.4×

104kg×

10N/kg＝2.4×

105N。

当构件完全淹没时受到的浮力最大，从乙图中可以看出，构件所受的最大浮力为：

G﹣F2＝2.4×

105N﹣1.6×

105N＝8×

104N。

（2）当构件的下表面距江面4m深时，构件上表面距江面4m﹣2m＝2m，

构件上表面受到江水的压强为：

p＝ρ水gh＝1×

2m＝2×

104Pa。

故答案为：

（1）2；

3×

103；

8×

104；

（2）2×

104。

（1）由图乙可知，当上升高度在20cm以上，圆柱体脱离水面，弹簧测力计示数F示1＝2.2N，此时圆柱体处于空气中，圆柱体的重力G＝F示1＝2.2N；

（2）由图乙可知，圆柱体上升高度在0～10cm时，圆柱体浸没水中，此时弹簧测力计示数F示2＝1.6N，此时圆柱体受到的浮力最大，其大小为F浮最大＝G﹣F示2＝2.2N﹣1.6N＝0.6N。

2.2；

0.6N。

【解析】物块所受浮力F浮＝G﹣F示＝10N﹣6N＝4N；

剪断细线后金属块开始下沉，在其下沉过程中，下表面所处的深度增加，由p＝ρgh可知，下表面受到水的压强变大，受力面积不变，由F＝pS可知，水对金属块下表面的压力变大；

当剪断连接物体与测力计的细线时，金属块排开水的体积不变，水的密度不变，由F浮＝ρ水gV排可知，其受到的浮力不变；

在金属块下沉过程中，不考虑水的阻力，金属块只受到向下的重力和向上的浮力，则它受到的合力F合＝G﹣F浮＝10N﹣4N＝6N。

4；

变大；

不变；

6。

（1）物块A浸没在水中时排开水的体积：

V排＝V＝0.4×

10﹣3m3，

则物块A浸没在水中时受到的浮力：

F浮＝ρ水gV排＝1.0×

0.4×

10﹣3m3＝4N；

（2）由F浮＝G﹣F示可得，物块A浸没在水中时弹簧测力计的示数：

F示＝G﹣F浮＝10N﹣4N＝6N。

答：

（1）物块A浸没在水中时受到的浮力为4N；

（2）物块A浸没在水中时弹簧测力计的示数为6N。

（1）探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系时，应控制液体密度与物体排开液体的体积不变，改变物体浸没在液体中的深度，

由图乙可知，AB段排开水的体积变化，BC段排开水的体积不变，故应分析BC段得出结论；

（2）由图乙可知，正方体从开始与水面接触到完全浸没时下降的高度h＝5cm，

不考虑正方体下降引起的液面变化时，正方体的边长L＝h＝5cm，

则正方体浸没在水中时排开水的体积：

V排＝V＝L3＝（5cm）3＝125cm3＝1.25×

10﹣4m3，

则正方体受到的浮力：

1.25×

10﹣4m3＝1.25N；

（3）由图乙可知，正方体浸没时弹簧测力计的示数F′＝8.75N，

由F浮＝G﹣F′可得，正方体的重力：

G＝F浮+F′＝1.25N+8.75N＝10N，

由G＝mg可得，正方体的质量：

＝1kg，

则正方体的密度：

＝8×

（1）②；

（2）正方体浸没在水中时，受到的浮力是1.25N；

（3）正方体的密度是8×

（1）由图乙可知，前10s钢绳的拉力不变，等于物体A的重力，此时物体在水面以上，所以拉力与重力是一对平衡力，则G＝F＝3×

104N，

10～15s，钢绳的拉力减小，是物体A从与水面接触到完全浸没，由图可知，当A完全浸入水中时，拉力F′＝1×

104N

所以长方体A浸没在水中后受到的浮力F浮＝G﹣F′＝3×

104N﹣1×

104N＝2×

（2）根据F浮＝ρ水gV排可得，长方体A的体积

＝2m3；

（3）长方体A的质量m＝

＝3×

103kg，

长方体A的密度ρ＝

＝1.5×

103kg∕m3。

（1）长方体A浸没在水中后受到的浮力2×

104N；

（2）长方体A的体积2m3；

（3）长方体A的密度1.5×

（1）由图乙可知，圆柱体未浸入液体中时弹簧测力计读数F1＝10N，圆柱体浸没液体中时弹簧测力计读数F2＝2N，

由称重法可得，圆柱体浸没在水中时所受到的浮力：

F浮＝F1﹣F2＝10N﹣2N＝8N；

（2）由于圆柱体浸没液体中，则V排＝V＝800cm3＝8×

根据F浮＝ρ液gV排可得：

液体的密度ρ液＝

＝1×

（3）弹簧测力计示数达到最小值瞬间液体的速度h＝8cm＝0.08m，

则此时液体对容器底部的压强：

0.08m＝800Pa；

（4）圆柱体浸没时（未接触底部），将容器、液体、圆柱体看作一个整体，则容器对桌面的压力：

F总＝G液+F浮+G容＝40N+8N+10N＝58N，

所以，圆柱体A浸没时（未接触底部），容器对桌面的压强：

p＝

＝2.9×

103Pa。

（1）圆柱体A浸没时受到的浮力为8N；

（2）液体的密度为1×

（3）弹簧测力计示数达到最小值瞬间圆柱体A底面受到的液体的压强为800Pa；

（4）圆柱体A浸没时（未接触底部），容器对桌面的压强为2.9×