内容正文:
题型三 力学图表信息题
题型精练
1.(2021广东中考)甲、乙两种物质的质量与体积关系m-V图像如图所示,甲、乙密度之比为 (C)
A.2∶1 B.1∶2 C.3∶1 D.1∶3
解析 分析图像可知,当体积为10 cm3时,甲的质量为30 g,乙的质量为10 g,根据密度公式ρ=,ρ甲===3 g/cm3,ρ乙===1 g/cm3,因此甲、乙密度之比为3∶1,故选C。
2.(2019丰台一模)小杰在高21 cm的圆柱形容器内放入一个体积为120 cm3的实心金属块, 并往容器内注入一定量的水,如图甲所示。在注水过程中她记录了注水体积V和深度h, 并绘制了V和h的对应关系图像,如图乙所示。已知ρ金属=3×103 kg/m3,ρ水=1×103 kg/m3,g=10 N/kg,则下列判断正确的是 (C)
A.金属块受到的最大浮力为3.6 N
B.金属块的高度为 21 cm
C.水对容器底部的最大压强为2.1×103 Pa
D.容器的底面积为 12 cm2
解析 由图乙可知,h从0增加到15 cm的过程中,金属块未完全浸入,h=15 cm时,金属块恰好浸没,则金属块的高度为15 cm,B错误。金属块浸没时受到的浮力最大,此时V排=V物,F浮max=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×120×10-6 m3=1.2 N,A错误;水的最大深度为21 cm,则水对容器底部的最大压强为p=ρ水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.21 m=2 100 Pa,C正确;设金属块的底面积为S1,圆柱形容器的底面积为S2,S1===8 cm2。根据装入水的体积可知,S2-S1==12 cm2;S2 =12 cm2+8 cm2=20 cm2。故本题应选C。
3.(2021海淀一模)(多选)如图甲所示,水平桌面上放着盛有水的柱形容器,在容器上方的弹簧测力计下悬挂着一个实心圆柱体,将圆柱体缓慢浸入水中。记录圆柱体下表面到水面的距离h和弹簧测力计的示数F,并根据记录的数据画出F-h图像,如图乙所示。圆柱体浸入水的过程中,始终不与容器接触且容器中的水未溢出。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。关于该过程下列说法中正确的是 (ACD)
A.圆柱体所受的重力为4 N
B.圆柱体受到的浮力的最大值为2.5 N
C.圆柱体的密度约为2.7 g/cm3
D.h从1 cm增大到6 cm的过程中,桌面受到容器的压力先增大后保持不变
解析 由图乙可知,当h=0时,弹簧测力计示数F=4 N,此时圆柱体刚接触水面,由二力平衡条件可得,圆柱体的重力G柱=F=4 N,A正确;由图乙可知,当h≥5 cm时,弹簧测力计的示数F=2.5 N不变,此时圆柱体浸没在水中,圆柱体受到的浮力最大,则F浮=G柱-F=4 N-2.5 N=1.5 N,B错误;圆柱体的质量m===0.4 kg,圆柱体的体积V===1.5×10-4 m3,ρ==≈2.7×103 kg/m3,C正确;由图乙可知,h从1 cm增大到6 cm的过程中,弹簧测力计的示数先减小后不变,由F浮=G柱-F可知,圆柱体受到的浮力先增大后不变,以容器、水和圆柱体为整体进行受力分析,受到竖直向下的重力,竖直向上的支持力和拉力,则F支=G容+G水+G柱-F=G容+G水+F浮,其中G容、G水不变,F浮先增大后不变,因此h从1 cm增大到6 cm的过程中,桌面受到容器的压力先增大后不变,D正确。故本题应该选A、C、D。
4.(2021朝阳一模)(多选) 如图甲所示,实心正方体物块放入柱形容器底部。逐渐向容器内倒入液体A(液体始终未溢出),物块受到的浮力F浮与容器内液体深度h的图像如图乙实线所示。更换另一种液体B重复上述过程,F浮与h的图像如图乙虚线所示。下列说法中正确的是(g取10 N/kg) (BCD)
甲
乙
A.物块受到的重力等于8 N
B.液体A的密度大于液体B的密度
C.h=10 cm时,物块在液体A中处于漂浮状态
D.倒入液体B的深度为10 cm时,液体对容器底部的压强为800 Pa
解析 根据图乙可知,当液体A加到8 cm时,浮力为9 N,液体B加到10 cm后浮力为8 N ,且再加液体浮力不变,F浮A>F浮B。若物块在液体A、B中都漂浮或者悬浮,则浮力等于物块的重力,所以F浮A=F浮B,和实际情况不符,因此这种状态不可能;若物块在液体A、B中都浸没(悬浮或沉底),浮力最大值都应该在10 cm处出现,与图像不符,因此此状态不可能;综合上面的分析可知物块在液体A中漂浮,在液体B中沉底,漂浮时浮力与物块重力相等,即G= F浮A =9 N,A错误。物块在液体B中沉底,在液体A中漂浮,可知液体A的密度大于液体B的密度,故B正确。当液体A加到8