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1、备战2021年中考物理光、热、力学典型专题各个击破专题 13 浮力相关加水、放水问题a t ft*a t ft*a t ft*a t ft*a t ft*a ft*a ft* * * *0* * * x*0* * * *0* * * w0* * * *0* * * *0* * * *0* * * *0* * * *考点击破题型一 注水、放水问题题型解读：当容器内逐渐加水时，容器底受到的浮力逐渐增大，当浮力等于物体的重力时， 物体恰好处于漂浮状态，再继续加水，物体会随着水面一起上升，因此压强的变化关系是先 快后慢。u.l 啦 I Al 4 nt lCf 甲 由坐标图可知，物体的密度小于水的密度；
2、 当 m=0.6kg 时，物体恰好处于漂浮状态，但此时物体还没有离开容器底，此时容器底所受 压强为300pa，由此可计算出此时水深3cm。h3 根据浮体定比的规律，P =浸P = x103 kg / M3二0.6 x103 kg / m3。物 h 水 5物 当加入水的超过 0.6kg 以后，继续加水，物体随着水一起上浮，离开容器底，此过程中加 入了 0.8kg的水，容器底所受液体压强增量为200pa，因此可根据s = 4x 10-2m2，计算出容器的底面积。容 Ap 200pa 0.6kg的水对应的体积为0.6L，根据这个关系可计算物体的底面积。V =（s -s ）h得水 容器 物 浸V到 s
3、 =s -水 =4x10-2m2 2x10-2m2 = 2x10-2m2物 容器 h浸 可计算物体的重力， G = F =P gV =1x103kg / m3 x10N /kgx2x10-2m2x3x10-2m=6N浮 水 排 可计算任何时刻容器对桌面的压强，例如计算当p =5x102pa时，容器对桌面的压强：水方法一：以容器、水和物体三者为整体进行受力分析， F =G +G +G =14N+1N+6N=21N 支水容物F F21N容器对桌面的压强为p压= = 525 pa固压 s s 4 xlO-2 m 2方法二：以容器底为研究对象受力分析：F =F +G =ps+G = 500pax4x1
4、0-2m2 + 1N = 21N支 水压 容容F F 2l N容器对桌面的压强为p =压= = 525 pa固压 s s4 x10-2 m 2题型击破.选择题（共 5小题）1.如图甲所示为一个浮力感应装置，竖直细杆的上端通过力传感器连在天花板上，传感器可以显示出细 杆的上端受到作用力的大小；下端与物体M相连，水箱的质量为0.8kg，细杆及连接处的重力可忽略不 计，向图甲所示的空水箱中加水直到刚好加满，图乙是力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的 图像，下列说法错误的是（ ）力传感器字甲乙A. 水箱加满水时，水受到的重力为60NB. 物体M的密度为0.2g/cm3C当向水箱中加入质量为2.2
5、kg的水，力传感器的示数变为F0, F0大小为1ND.继续向水箱中加水，当力传感器的示数大小变为5F0时，水箱对地面的压力为39N【解答】解：A、由图乙可知，当水箱加满水时水的质量m ,=6kg，则此时水受到的重力G ,=m 水g水水水= 6kgX10N/kg=60N；故 A 正确；B、由图乙可知，水箱中没有水时（m=0）,压力传感器受到的拉力F = 2N，则物体M的重力G=FX= 2N，所以，物体M的质量：m=G= 0.2kg；g 10N/kg由图乙可知，当M完全浸没时，压力传感器的示数为F2=8N2N，细杆对传感器的作用力为压力，故传感器对细杆有向下的作用力F=F2=8N作用于物体M：此时
6、物体M受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力，处于静止状态，则M受到的浮力F厂G+F=2N+8N=10N,r 浮11-| t.t根据F浮円液gV排可得物体M的体积g厂-十10一3m3,所以，物体 M 的密度：p=0.2X 103kg/m3 = 0.2g/cm3；故 B 正确;V lX10JmJC、综上可知，加水2kg时水面达到M的下表面（此时浮力为0），加水4kg时M刚好浸没（此时浮力 为 10N），该过程中增加水的质量为2kg,浮力增大了 10N，所以，每加1kg水，物体M受到的浮力增加5N,5N当向水箱中加入质量为2.2kg的水时，受到的浮力F7=（2.2kg-2kg）X-=1N2
7、N，由此可 知，此时杆的作用力为压力，物体M受到的浮力F浮2=G+F3 = 2N+5N=7N，此时容器内水的质量m , = 2kg+7NX=3.4kg,水5N把水箱和水、物体M看做整体，受力分析可知，受到竖直向下的总重力和杆向下的压力5F0、水平面的支持力作用处于平衡状态，由整体受到的合力为零可得：F十=（m ,+m ） g+G+F3=（3.4kg+0.8kg）X10N/kg+2N+5N=49N,支持水 2 水箱3此时水箱对水平面的压力F = F =49N；故D错误。压 支持故选： D。2.图甲中圆柱形容器装有适量的水，当水温从0C升到15r时，水的密度p和水温t关系如图乙所示，此过程水的质量
8、不变，不考虑圆柱形容器的热胀冷缩，如图丙，把测力计下悬挂的实心金属块M （体积不变）浸没在水中，M处于静止状态，下列选项中能正确反映测力计示数F和水温t关系的是（）圜柱形容器测力计羽*【解答】解：由图乙可知，当水温从Oc升到15C时，水的密度p先变大后变小；实心金属块M (体积不变)浸没在水中时，根据F浮=卩液gV排可知，金属块受到的浮力先变大后变小; 浮液排金属块 M 受到本身重力、水对它的浮力、弹簧测力计对它的拉力三个力的作用处于静止状态，弹簧测力计示数F即弹簧测力计对它的拉力，三者之间关系F、_ = G-F,由于水的密度p受水温影响，金属块浮在水中浸没时受到的浮力先变大后变小，所以测力计
9、示数F先变小后变大，故C正确，ABD错误。 故选： C。3如图所示，底端装有电子阀门的圆柱形容器放在水平桌面上，容器中装有适量的水，一木块漂浮在水面上。控制阀门，使容器中相同时间内流出的水量相等。下列表示木块的重力势能Ep、木块所受浮力 大小F、木块下表面处水的压强p1和容器对桌面的压强p2随时间t变化的关系图线中，可能正确的是 ()【解答】解：在容器内水流出的过程中，水面下降，木块也随水面向下运动，木块仍然处于漂浮状态； 当木块接触到容器底时，木块不再运动，水继续流出；A、在容器内的水流出后，木块的质量不变，高度减小，则木块的重力势能减小，当木块沉底时，木块 的重力势能不再变化，即木块的重力
10、势能先变小后不变，故A错误；B、根据图示可知，当水位在一定高度时，木块处于漂浮状态，即浮力等于重力；当木块接触到容器底 时，水继续流出，木块排开水的体积减小，浮力减小；所以木块受到浮力先不变后减小；故B正确。C、根据图示可知，在容器内水流出的过程中，并且当水位在一定高度时，木块下表面处水的深度不变， 由p= pgh可知，木块下表面受到水的压强不变；故C错误D、由题意知，控制阀门，使容器中相同时间内流出的水量相等，所以，相同时间内水减少的重力相同，F容器对桌面减小的压力相同，由p=寻可得，容器对桌面的压强p2随时间均匀减小，故D错误；I1故选：B。4如图甲所示，左上方装有电子阀门的圆柱形容器放在
11、水平桌面上，用细线将木块底部与容器底面相连， 控制阀门，使容器中相同时间内流入的水量相等，注水直至图乙所示状态，下列表示容器对桌面的压强P、木块所受浮力大小巧、细线对木块的拉力大小F2和木块的重力势能Ep随时间t变化的关系图线中，【解答】解：A、由题意知，控制阀门，使容器中相同时间内流出的水量相等，所以，相同时间内水增F加的重力相同，容器对桌面增加的压力相同，由p=令可得，容器对桌面的压强p2随时间均匀增加，故11A错误;B、由题意知，控制阀门，使容器中相同时间内流出的水量相等，所以，相同时间内排开水的体积逐渐增加，根据F、_ = pgV排知，浮力逐渐增加，当水位在一定高度时，木块处于漂浮状态
12、，即浮力等于重 浮排力，浮力不再变化，到完全浸没后浮力又逐渐增大，故B错误；C、在绳子伸直之前，绳子没有拉力，即拉力为零，绳子伸直后，随着时间变长，拉力均匀增大，完全浸没后，浮力不再变化，拉力也不再变化，故C正确；D、在木块浮起来之前，木块的重力势能不变化，且为零，浮起来后，浮力逐渐增加，重力势能逐渐增力口，绳子伸直后，物体不再升高，重力势能不再变化，故D错误。故选：Co5如图甲，左上方装有电子阀门的圆柱形容器放在水平桌面上。控制阀门，使容器中相同时间内流入液体的质量相等，注入液体直至图乙状态。下列表示液面上升的速度v随时间t变化的关系、液面上升的 速度v随液面到容器底部高度h的关系、容器和液
13、体的总质量m随液体的体积V变化的关系、液体的 密度p随液体的体积V变化的关系图线中，可能正确的（ ）【解答】解：Av 0AB.容器中相同时间内流入液体的质量Am相等，则相同时间内液面上升的高度!=，则液面上升的速度v不随时间t和深度h的变化而变化，故AB错误；C. 容器中相同时间内流入液体的质量相等，则容器和液体的总质量m=m宀+AmXt可知，m与t容的关系为一次函数，故C正确；D. 因液体的密度是物质本身的一种特性，与液体的体积和质量无关，所以液体密度不随其体积的变化而变化，故D错误。故选：Co 二多选题（共 1小题）6. 如图所示，电源电压恒定不变，R0为定值电阻，物体M悬挂于P点放入容器
14、中，保持静止状态，打开 阀门T,使相同时间内注入容器的水量相等。已知物体M的密度大于水的密度，弹簧电阻忽略不计， 下列表示物体M所受浮力做的功W、弹簧的拉力F、电流表示数I和滑动变阻器消耗的功率P随容器AB、由图可知，物体M没有与容器的底部接触，有一定的高度，所以，控制阀门后流出的水，在水面 升高到物体M下表面接触之前，物体M没有受到浮力作用，弹簧的拉力F保持不变；当物体M开始浸入水之后，物体M受到浮力的作用，由于使容器中相同时间内流出的水量相等，所以， 相同时间内排开水的体积逐渐增加，根据F 浮 = pgV排知，浮力逐渐增加；浮排已知物体M的密度大于水的密度，当水位在一定高度时，物体M处于浸没状态；排开水的体积不变， 根据F ff = pgV排知浮力不变；在物体浸没之前，由于受浮力作用，根据物体受力平衡可知弹簧的拉力F减小，则弹簧的伸长量变小， 所以物体会上升，根据W=Fs可知浮力做功：当物体浸没之后，由于物体浮力保持不变，则弹簧的拉力F也保持不变，物体M的高度不再发生变化， 根据W=Fs可知浮力做功为0；由上
