【备考2022】2021中考物理真题分类汇编-压强和浮力-液体压强的计算（计算题-含答案-31题）

这是一份【备考2022】2021中考物理真题分类汇编-压强和浮力-液体压强的计算（计算题-含答案-31题），共28页。试卷主要包含了.印迹示意图如图乙所示等内容，欢迎下载使用。
【备考2022】2021中考物理真题分类汇编 压强和浮力 液体压强的计算（计算题 含答案 31题）

一．计算题（共26小题）
1．（2022•海淀区）如图所示，放置在水平桌面上的柱形容器中装有适量的水，细绳的一端固定在柱形容器的底部，另一端系在质量为200g的木块的下面，使木块浸没在水中。已知容器内底面积为80cm2，当木块静止时细绳对木块竖直向下的拉力为1N，此时容器中水的深度为20cm。取g＝10N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3。求：
（1）木块受到的浮力大小F浮；
（2）水对容器底部的压强大小p；
（3）水对容器底部的压力FN与容器中水所受的重力G水大小是否相等？请写出计算、分析说明的过程。

2．（2021•黄冈）如图所示是某型号水车式增氧机，用于给鱼池（塘）增氧，它由电机、浮船和叶轮等部分组成，工作时，电机带动叶轮转动，搅拌水体使氧气溶入水中.其部分参数如表。求：
型号
总质量（kg）
额定电压（V）
额定功率（W）
增氧效率[kg/（kW•h）]
SC﹣1.5
70
220
1500
≥1.8
（1）正常工作时，若增氧机搅拌水体对水做功的功率为1050W，则增氧机的机械效率为多少？
（2）已知三只浮船的总底面积为0.7m2。工作前，浮船只有一部分浸入水中，则船底受到水的压强为多大？把浮船视为长方体，不计叶轮浸入水中的体积。
（3）依据表中有关数据，计算增氧机正常工作2h增氧的质量至少为多少？

3．（2021•青岛）水平餐桌上有一瓶未开启的矿泉水，瓶身上标有“净含量330ml”的字样，小明拿起瓶子时发现方格桌布上留有环形印迹，他想利用学过的物理知识估算一下压强值。桌布上每个正方形小格的边长为1cm。他先利用方格桌布一角测出了水深，示意图如图甲所示，又数出了印迹占有多少个小格（不满一格时，大于半格的算一格，小于半格的不算）.印迹示意图如图乙所示。瓶子的质量忽略不计。求：
（1）瓶底受到的水的压强；
（2）这瓶水对方格桌布的压强。

4．（2021•西宁）如图所示，是使用滑轮组从水池中打捞物体的简化示意图。某次打捞中将一个体积为0.1m3，密度为2.5×103kg/m3的实心物块匀速提升了2m（物块始终浸没在水中），水面到池底的深度为9m。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）求：
（1）水池底部受到水的压强；
（2）物块受到的浮力大小；
（3）若打捞中实际所用拉力F为1000N，这个滑轮组的机械效率。

5．（2021•遵义）一艘质量为2000t的货轮沉没在主航道60m深的水底。相关部门派出满载排水量为4000t的打捞船进行打捞。经过现场勘探后得知沉船排开水的体积为1500m3，决定采用浮筒打捞法（利用充满水的钢制浮筒靠自重下沉，在水下充气将筒内水排出，借助浮力将沉船浮出水面）进行打捞。若打捞时所用钢制浮筒体积为200m3，浮筒充气排水后的质量为30t。（水的密度为1.0×103kgm3，g取10N/kg）求：
（1）60m深的水底受到水的压强；
（2）打捞船满载时受到的浮力；
（3）要成功打捞沉船，至少需要多少个浮筒？
6．（2021•绵阳）小文同学借助力传感开关为自家太阳能热水器设计向水箱注水的自动控制简易装置。装置示意图如图所示，太阳能热水器水箱储水空间是底面积0.4m2，高0.6m的长方体。考虑既充分利用太阳能又节约用水，小文设计水箱储水量最少不少于0.04m3，最大不超过0.16m3（图中未标注最大和最少水位）。
力传感开关通过细绳在水箱内悬挂一根细长的圆柱形控制棒，并根据受到的细绳拉力大小打开水泵开关向水箱注水，或者断开水泵开关停止向水箱注水，水泵开关状态与细绳拉力大小的关系如表所示。
细绳拉力F
F≥16N
16N＞F＞8N
F≤8N
减小过程中
增大过程中
开关状态
打开
打开
断开
断开
已知控制棒重G＝18N，密度ρ＝1.5×103kg/m3。不计细绳质量与体积，计算储水量时控制棒排水体积忽略不计，水的密度ρ0＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。小文完成设计和安装，自动控制简易装置按照设计正常工作。求：
（1）水箱底受到水的最大压强；
（2）控制棒排开水的最小体积；
（3）控制棒的长度。

7．（2021•德州）如图为我国“奋斗者”号载人潜水器，它于2020年11月10日在马里亚纳海沟成功坐底10909m，创造了中国载人深潜新纪录。已知潜水器搭载的固态锂电池能量密度是500W•h/kg，它在深海作业的平均功率是8000W，完成作业后，通过抛卸舱外的两块压载铁可实现无动力状态下匀速上浮。若潜水器抛卸压载铁前的总质量为25t，抛卸的两块压载铁总质量为1t。（潜水器在海水中上浮时不计海水对它的阻力，ρ海水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）潜水器下潜至10000m时，海水对其产生的压强；
（2）潜水器下潜至10000m时，海水对面积为3×10﹣2m2的观测窗产生的压力；
（3）潜水器在抛卸两块压载铁后，匀速上浮过程中排开海水的体积；
（4）100kg的固态锂电池可以让潜水器在深海作业多少小时。

8．（2021•梧州）如图所示为某载人潜水器的示意图，该潜水器的质量为12t，若它在5min内从水面下潜到1800m深处作业。（g＝10N/kg，ρ海水＝1.0×103kg/m3）求：
（1）潜水器的重力；
（2）潜水器下潜时的平均速度；
（3）潜水器在1800m深处受到海水的压强。

9．（2021•百色）用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示。由此处匀速下放物块，直至浸没于水中并继续匀速下放（物块始终未与容器接触）。物块下放过程中，弹簧测力计示数与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。（已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3）求：
（1）物块完全浸没在水中时受到的浮力；
（2）物块的密度；
（3）物块刚好浸没时，水对物块下表面的压强。

10．（2021•滨州）如图所示，在水平桌面上，有一质量为2kg的实心小球和一薄壁圆柱形容器，容器中装有水。现将小球轻轻放入容器后，小球浸没在水中并静止在容器底部，水未溢出。分别测出小球放入前后水对容器底部的压强p水，小球放入前后容器对水平桌面的压强p桌，如表所示。（ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg）求：

浸入前
浸没后
p水/Pa
2000
2400
p桌/Pa
2500
3500
（1）小球的重力。
（2）小球放入前，容器中水的深度。
（3）小球的密度。

11．（2021•广元）如图所示，图甲是一盛有水的圆柱形容器，置于水平桌面上，容器内水深为0.3m，容器的底面积为0.04m2，图乙是一质量均匀的塑料球，密度为0.2×103kg/m3（g＝10N/kg）。求：
（1）容器中水的质量；
（2）距容器底部0.2m处A点液体的压强；
（3）把塑料球放入该容器中，用了16N的力恰好使其完全浸没在水中（图丙），塑料球的重力多大？

12．（2021•德阳）如图所示，圆柱形容器中盛有某种液体，该液体的密度为0.8×103kg/m3。一个体积为103cm3、重力为6N的实心物体被细线系在容器底部，此时液体的深度为60cm。求：
（1）液体对容器底部的压强；
（2）细线对物体的拉力；
（3）剪断细线后，物体最终露出液体表面的体积。

13．（2021•凉山州）一质量为600g，密度为0.6g/cm3的正方体木块用细线系于底面积为400cm2容器的水中，如图所示，求：
（1）木块所受的浮力大小是多少？
（2）将细线剪断后，木块静止时，容器底部受到水的压强变化了多少？

14．（2021•荆门）2021年4月25印度尼西亚的一艘排水量1390吨的潜艇在海下300m处断裂，通过水下搜索发现了海面下850m处的失事潜艇。应印方要求，我国派出排水量为7000吨的军舰协助施救。为了安全打捞一块排水体积为20m3的残骸，须进行相关的数据分析。假设残骸出水前以0.5m/s的速度向上做匀速直线运动，起重机的拉力1.5×106N。已知海水密度为1.03×103kg/m3。求：
（1）此潜艇残骸在海底受到的浮力；
（2）850m深处海水的压强；
（3）残骸在海水中向上做匀速直线运动时起重机的功率。
15．（2021•盘锦）如图所示，容器中水深60cm，电动机以恒定不变的功率，向上匀速提升质量为1kg的石块，石块在水中上升速度为0.25m/s，石块的密度为2.5×103kg/m3。若提升过程中，石块受到水的阻力、绳子自重和摩擦等都不计。（g取10N/kg）请计算：
（1）石块露出水面前，水对容器底的压强；
（2）石块露出水面前受到的浮力；
（3）石块出水后匀速上升的速度。

16．（2021•玉林）如图甲所示，用弹簧测力计拉着一正方体物块处于静止状态，弹簧测力计的示数F为20N，物块的边长为0.1m。A、B两容器分别装有等高的水和酒精，容器液面高度比物块边长高，如图乙、丙所示。现将物块先后缓慢浸入 A、B两容器的液体中，当物块刚好浸没时，A、B两容器中弹簧测力计示数分别为F1和F2，且F1：F2＝5：6。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）求：
（1）物块的质量；
（2）物块浸没在水中时所受浮力大小；
（3）酒精的密度；
（4）已知A容器底面积为B容器底面积的2.5倍。若物块浸没到水中后，水面升高了2cm，此时水对容器底部的压强为1.7×103Pa，则物块浸没到酒精中时，酒精对B容器底部的压强。

17．（2021•鄂州）如图甲所示，一轻质弹簧，其两端分别固定在容器底部和正方体物块上。已知物块的边长为10cm，弹簧没有发生形变时的长度为15cm，弹簧受到拉力作用后，伸长的长度ΔL与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水，直到物块上表面与水面相平，此时水深30cm。
（1）该物块受到水的浮力；
（2）该物块的密度；
（3）打开出水口，缓慢放水，当弹簧恢复原状时，关闭出水口。求放水前后水对容器底部压强的变化量。


18．（2021•湘潭）如图1所示，某打捞船打捞水中重物，A是重为600N的动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，卷杨机拉动钢丝绳通过滑轮组AB竖直提升水中的重物，如图2所示，体积为0.3m3的重物浸没在水中，此时钢丝绳的拉力F的大小为1.0×103N，摩擦、钢丝绳重、重物表面沾水的质量及水对重物的阻力均忽略不计，ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg。问：

（1）当重物底部位于水面下5m深处时，水对重物底部的压强是 　 　Pa；
（2）重物浸没在水中时受到三个力，其中浮力大小为 　 　N，重力大小为 　 　N；
（3）当重物逐渐露出水面的过程中，重物浸入水中的体积不断减小，打捞船浸入水中的体积不断变 　 　；重物全部露出水面和浸没时相比，打捞船浸入水中的体积变化了 　 　m3；
（4）重物全部露出水面后匀速上升了1m，钢丝绳末端移动了 　 　m。此过程中滑轮组的机械效率是多少？
19．（2021•恩施州）如图，柱状容器下方装有一阀门，容器底面积为S＝200cm2，另有一边长为L1＝10cm的正方体木块，表面涂有很薄的一层蜡，防止木块吸水（蜡的质量可忽略），现将木块用细绳固定在容器底部，再往容器内倒入一定量的水，使木块上表面刚好与水面相平，绳长L2＝20cm，木块的密度为ρ木＝0.6×103kg/m3。求：
（1）图中水对容器底的压强？
（2）若从阀门放出m1＝300g的水后，木块受到的浮力多大？
（3）若从阀门继续放出m2＝200g的水后，细绳的拉力多大？

20．（2021•兰州）如图所示，质量为120g的平底烧瓶内装有300ml的水，静止放在水平桌面上，烧瓶底面积为30cm2，测得水的深度为5cm，已知ρ水＝1.0×10³kg/m³，g＝10N/kg。求：
（1）水对烧瓶底部的压强；
（2）烧瓶对水平桌面的压力；
（3）烧瓶对水平桌面的压强。

21．（2021•齐齐哈尔）如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号（武汉舰），它是052B型导弹驱逐舰。其满载时的排水量约为7×103t，当驱逐舰以72km/h的速度匀速直线航行时，受到的阻力是自身总重力的0.01倍。求：（海水密度近似取1.0×103kg/m3）
（1）在水面下3m深处，船体受到的海水的压强是多少？
（2）驱逐舰满载时，受到的浮力是多少？
（3）驱逐舰满载时，排开海水的体积是多少？
（4）驱逐舰满载时以72km/h的速度匀速航行，受到的牵引力是多少？

22．（2021•内蒙古）如图（a）为长方体形状容器的截面图，左右两面AA1、DD1可以抽出，BB1、CC1为轻质薄挡板，将容器均匀分割成3个边长为10cm的正方体密闭容器甲、乙、丙。甲容器中有0.5kg水，乙容器中固定一个质量为1.7kg的金属块，丙容器中有0.5kg盐。（容器壁厚度和质量均不计，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）

（1）求甲容器中，水对容器底部的压强；
（2）将容器放入装有4.5L水的水槽中，如图（b）所示。求容器静止后露出水面的高度；
（3）将AA1、DD1抽出，容器下沉浸没在液体中（设液体混合时，液体体积总量保持不变，盐全部溶于水后液体体积保持不变），求容器最终对水槽底部的压强。
23．（2021•潍坊）如图甲所示，原长x0＝16cm的弹簧，下端固定在容器的底部，上端与一正方体相连，正方体重G＝48N，向容器中慢慢注入某种液体，弹簧的长度x随液体深度h的变化关系如图乙所示，正方体有一半浸没在液体中时，弹簧恰好处于原长。在弹性限度内，弹簧的弹力F与其形变量△x间的关系为F＝k△x，忽略弹簧的质量和体积，g取10N/kg，求

（1）k的值；
（2）正方体的密度；
（3）正方体上表面刚好与液面相平时，容器底部所受液体的压强。
24．（2021•东营）如图是某科技小组设计的打捞装置示意图，已知被打捞的合金块密度为4×103kg/m3，体积为0.01m3。每个滑轮重100N，绳重和摩擦均忽略不计。（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）合金块下表面距水面5m时，求合金块下表面所受水的压强。
（2）合金块未露出水面时，求合金块受到的浮力。
（3）完全露出水面后，合金块在5s内匀速上升了2m，求人的拉力及其功率。

25．（2021•邵阳）由于环境污染，全球气候变暖，导致南极洲冰川开始大面积熔化，海面上出现大量浮冰，现有一块60t的浮冰漂浮在海面上，假设附近海域的海水密度近似为水的密度1.0×103kg/m3，冰的密度为0.9×103kg/m3。请解决下列问题：
（1）水下5米深处海水产生的压强是多少？
（2）浮冰受到的浮力是多少？
（3）如果海面所有浮冰全部熔化后，请分析说明是否会对海平面水位造成影响。

26．（2021•成都）如图甲所示，薄壁圆柱形容器放在水平台上，容器的底面积S容＝100cm2，质量均匀的圆柱体物块上表面中央用足够长的细绳系住，悬挂于容器中。以恒定速度向容器中缓慢注水（每分钟注入100g），直至注满容器为止，细绳的拉力大小与注水时间的关系图像如图乙所示。ρ水＝1g/cm3，常数g＝10N/kg，物块不吸水，忽略细绳体积、液体扰动等其它次要因素。

（1）求注水前圆柱体物块的下表面到容器底部的距离L1；
（2）当细绳的拉力为0.9N时，求水对物块下表面的压强；
（3）若改为以恒定速度向容器中缓慢注入另一种液体（每分钟注入100cm3，ρ液＝1.5g/cm3），直至9.4min时停止。求容器底部所受液体压强p与注液时间tx分钟（0≤tx≤9.4）的函数关系式。
二．综合能力题（共2小题）
27．（2021•柳州）如图所示是甲、乙两个薄壁圆柱形容器，甲的底面积为S1＝0.01m2，盛有质量为m1＝2.4kg的盐水，乙的底面积为S2＝0.012m2，盛有深度为h2＝0.25m的酒精，已知盐水的密度ρ1＝1.2×103kg/m3，酒精的密度ρ2＝0.8×103kg/m3，g取10N/kg。
（1）求甲中盐水的深度h1；
（2）求盐水在甲底部产生的压强p1；
（3）为使两种液体在各自容器底部产生的压强相等，小丁和小刚分别设计了不同的方案（如表），你认为他们的方案可行吗？请通过计算做出判断。
同学
所设计的方法
小丁
分别在甲、乙中抽出相同高度的盐水和酒精
小刚
分别在甲、乙中抽出相同体积的盐水和酒精

28．（2021•无锡）2020年11月10日，中国万米载人深潜器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底，深度达10909m。图甲是“奋斗者”号模型，图乙是它的部分结构示意图。“奋斗者”号总质量为20t，其底部装配有质量为2t的可抛弃压载铁，中部安装有固体浮力材料，载人舱为空心球体。除载人舱及部分电路设施外，其余部分与海水相通。“奋斗者”号在海水中依靠改变自身重力和受到的海水浮力实现无动力下潜和上浮。不考虑海水的流动影响，忽略深潜器部件受到海水压力后的体积变化。（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）

（1）若在10909m深度处，海水产生的压强为1.1×108Pa，此处海水在载人舱外壳2×10﹣4m2的面积上产生的压力为多少？
（2）若固体浮力材料质量为2400kg，密度为600kg/m3。求：
①固体浮力材料的体积为多少？
②固体浮力材料完全浸没在海水中时，受到的浮力和自身重力之差为多少？
（3）“奋斗者”号完全浸没在海水中后匀速下潜，接近海沟底部时，抛掉质量为m的压载铁后悬浮在海水中，待海底科研任务结束后，抛掉剩余的全部压载铁后匀速上浮至海面。若“奋斗者”号只在竖直方向实现下潜和上浮，船身与水平面平行，下潜和上浮过程中所受阻力大小不变、方向与运动方向相反，压载铁的密度为8.0×103kg/m3，则“奋斗者”号在抛掉质量为m的压载铁后所受海水的浮力为 　 　N。
三．解答题（共3小题）
29．（2021•黔东南州）将边长为0.1m均匀、实心的正方体木块投入水中。木块静止时有14的体积露出水面，如图所示。（取g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）求：
（1）木块静止时，受到水的浮力是多少？
（2）该木块的密度是多少？
（3）木块静止时，木块底部受到水的压强是多少？

30．（2021•新疆）一端开口的圆柱形容器的器壁厚度均匀，容器的内底面积S1＝200cm2，外底面积S2＝250cm2，将圆柱形容器（内有质量可忽略的空气）倒扣于水中静止时如图所示。已知容器内外液面的高度差h1＝5cm，容器口与容器外部波面的高度差h2＝8cm，大气压强取1.0×105Pa。求：
（1）外部大气对容器底的压力；
（2）容器口处的水产生的压强；
（3）圆柱形容器所受的重力。

31．（2021•上海）“蛟龙号”悬停时，上表面深度为7000米，重力为2.2×105N。
（1）蛟龙号悬停时，求F浮；
（2）蛟龙号的p很大，相当于手掌上放一辆7×105牛的卡车，手掌面积为0.01m2，求p的估值；
（3）推论p液＝ρ液gh；
（4）已知蛟龙号上表面海水密度随深度增大而增大。设液体压强为p′，海水密度为ρ′，上表面深度为h′，能不能说明p′＝ρ′gh′，并说明理由。

参考答案与试题解析
一．计算题（共26小题）
1．【解答】解：（1）因木块静止时，受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、绳子的拉力作用处于平衡状态，
所以，木块受到的浮力：F浮＝G+F拉＝mg+F拉＝200×10﹣3kg×10N/kg+1N＝3N；
（2）水对容器底部的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣2m＝2000Pa；
（3）由p=FS可得，水对容器底部的压力：FN＝pS＝2000Pa×80×10﹣4m2＝16N，
由F浮＝ρ液gV排可得，木块排开水的体积：V排=F浮ρ水g=3N1.0×103kg/m3×10N/kg=3×10﹣4m3＝300cm3，
容器内水的体积：V水＝Sh﹣V排＝80cm2×20cm﹣300cm3＝1300cm3＝1.3×10﹣3m3，
由ρ=mV可得，容器内水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×1.3×10﹣3m3＝1.3kg，
则容器中水所受的重力：G水＝m水g＝1.3kg×10N/kg＝13N，
所以，水对容器底部的压力FN与容器中水所受的重力G水大小不相等。
答：（1）木块受到的浮力为3N；
（2）水对容器底部的压强为2000Pa；
（3）水对容器底部的压力FN与容器中水所受的重力G水大小不相等。
2．【解答】解：（1）设增氧机正常工作时间为ts，增氧机做的有用功W有＝P有t＝1050W×ts＝1050t（J）；
增氧机做的总功W总＝P总t＝1500W×ts＝1500t（J）；
增氧机的机械效率η=W有W总×100%=1050tJ1500tJ×100%＝70%；
（2）因为三只浮船都漂浮在水面上，所以三只浮船受到的浮力F浮＝G总＝m总g＝70kg×10N/kg＝700N，
船底受到水的压力F压＝F浮＝700N，
船底受到水的压强p=FS=700N0.7m2=1000Pa；
（3）增氧机正常工作2h消耗的电能W＝P总t′＝1500×10﹣3kW×2h＝3kW•h，
增氧机正常工作2h增氧的质量至少为m氧＝η′W＝1.8kg/（kW•h）×3kw•h＝5.4kg。
答：（1）增氧机的机械效率是70%；
（2）船底受到水的压强是1000Pa；
（3）增氧机正常工作2h增氧的质量至少为5.4kg。
3．【解答】解：（1）由图甲可知，瓶中水的深度：h＝13×1cm＝13cm＝0.13m；
根据p＝ρgh可知，瓶底受到的水的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.13m＝1.3×103Pa；
（2）由图乙可知，方格桌布上的受力面积：S＝15×1cm2＝15cm2＝1.5×10﹣3m2；
根据ρ=mV可知，瓶中水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×330×10﹣6m3＝0.33kg；
瓶子对方格桌布的压力：F＝G水＝m水g＝0.33×10N/kg＝3.3N；
这瓶水对方格桌布的压强：p′=FS=3.3N1.5×10−3m2=2.2×103Pa。
答：（1）瓶底受到的水的压强为1.3×103Pa；
（2）这瓶水对方格桌布的压强为2.2×103Pa。
4．【解答】解：（1）水池底部受到水的压强：
p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×9m＝9×104Pa；
（2）因为金属块浸没在水中，所以排开水的体积：
V排＝V＝0.1m3，
金属块受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.1m3＝1000N；
（3）由ρ=mV得金属块的质量：
m＝ρ铝V＝2.5×103kg/m3×0.1m3＝250kg，
金属块的重力：
G＝mg＝250kg×10N/kg＝2500N；
由图可知n＝2，绳端移动距离：
s＝2h′＝2×2m＝4m，
若实际所用拉力为1000N，则总功为：
W总＝Fs＝1000N×4m＝4000J，
使用滑轮组所做的有用功：
W有＝（G﹣F浮）h＝（2500N﹣1000N）×2m＝3000J，
此时该滑轮组的机械效率：η=W有W总×100%=3000J4000J×100%＝75%。
答：（1）水池底部受到水的压强为9×104Pa；
（2）金属块受到的浮力大小为1000N；
（3）若实际所用拉力为1000N，则这个滑轮组的机械效率为75%。
5．【解答】解：（1）60m深的水底受到水的压强：p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×60m＝6×105Pa；
（2）根据阿基米德原理可得，打捞船满载时受到的浮力：
F浮＝G排＝m排g＝4000×103kg×10N/kg＝4×107N；
（3）沉船受到的重力：
G沉船＝m沉船g＝2000×103kg×10N/kg＝2×107N，
沉船受到的浮力：
F浮沉＝G排沉＝ρgV排沉＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1500m3＝1.5×107N；
则打捞沉船需要的拉力：F＝G沉船﹣F浮沉＝2×107N﹣1.5×107N＝5×106N，
浮筒充气排水后的重力：G0＝m0g＝30×103kg×10N/kg＝3×105N，
浮筒沉入水底受到的浮力：F浮0＝G排0＝ρ水V排0g＝1.0×103kg/m3×200m3×10N/kg＝2×106N，
每个浮筒能提供的向上的拉力：F拉＝F浮0﹣G0＝2×106N﹣3×105N＝1.7×106N，
需要浮筒个数：n=FF拉=5×106N1.7×106N≈2.9，
则最少需要3个浮筒才能把沉船打捞起来。
答：（1）60m深的水底受到水的压强为6×105Pa；
（2）打捞船满载时受到的浮力4×107N；
（3）要成功打捞沉船，至少需要3个浮筒。
6．【解答】解：
（1）当水箱中储水量最大时水最深，由V＝Sh可得，水箱中水的最大深度：
h最大=V最大S水箱=0.16m30.4m2=0.4m，
所以水箱底受到水的最大压强：
p最大＝ρ0gh最大＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m＝4000Pa；
（2）控制棒悬挂在水箱中时，受到细绳拉力、浮力与其重力平衡，所以F+F浮＝G，
控制棒重力一定，当拉力最大为16N时，受到的浮力最小，
F浮最小＝G﹣F最大＝18N﹣16N＝2N，
由F浮＝ρ液gV排可得，控制棒排开水的最小体积：
V排最小=F浮最小ρ0g=2N1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10﹣4m3；
（3）水箱中水的最小深度：h最小=V最小S水箱=0.04m30.4m2=0.1m，
水箱中最大水量和最小水量时水的高度差△h＝h最大﹣h最小＝0.4m﹣0.1m＝0.3m，
细绳拉力F最大时，F最大+F浮最小＝G，
细绳拉力F最小时，F最小+F浮最大＝G，
所以：F最小+F浮最大＝F最大+F浮最小，
即：F浮最大﹣F浮最小＝F最大﹣F最小，
所以：△F浮＝F最大﹣F最小＝16N﹣8N＝8N，
由阿基米德原理可得：△F浮＝ρ0g△V排＝ρ0gS△h，
所以控制棒的横截面积S=△F浮ρ0g△ℎ=8N1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=83×10﹣3m2，
由G＝mg＝ρVg可得，控制棒的体积：
V=Gρg=18N1.5×103kg/m3×10N/kg=1.2×10﹣3m3，
所以控制棒的长度：
L=VS=1.2×10−3m383×10−3m2=0.45m。
答：（1）水箱底受到水的最大压强为4000Pa；
（2）控制棒排开水的最小体积为2×10﹣4m3；
（3）控制棒的长度为0.45m。
7．【解答】解：（1）潜水器下潜至10000m时，海水对其产生的压强：p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10000m＝1.0×108Pa；
（2）由p=FS 可知，观测窗受到的压力：F＝pS＝1.0×108Pa×3×10﹣2m2＝3×106N；
（3）潜水器在抛卸两块压载铁后总质量：m＝25t﹣1t＝24t，
则此时潜水器的总重力：G＝mg＝23×103kg×10N/kg＝2.4×105N，
因为此时潜水器做匀速直线运动，又不计海水对它的阻力，所以潜水器受到的浮力：F浮＝G＝2.4×105N，
由F浮＝ρ液gV排可知，潜水器排开海水的体积：V排=F浮ρ海水g=2.4×105N1×103kg/m3×10N/kg=24m3；
（4）100kg的锂电池储存的电能：
W＝500W•h/kg×100kg＝50000W•h＝50kW•h，
由P=Wt可得，让潜水器在深海作业时间：
t=WP=50000W⋅ℎ8000W=6.25h。
答：（1）潜水器下潜至10000m时，海水对其产生的压强为1.0×108Pa；
（2）潜水器下潜至10000m时，海水对面积为3×10﹣2m2的观测窗产生的压力为3×106N；
（3）潜水器在抛卸两块压载铁后，匀速上浮过程中排开海水的体积为24m3；
（4）100kg的固态锂电池可以让潜水器在深海作业6.25h。
8．【解答】解：（1）潜水器的重力：G＝mg＝12×103kg×10N/kg＝1.2×105N；
（2）潜水器下潜时的平均速度：v=st=1800m5×60s=6m/s；
（3）潜水器在1800m深处受到海水的压强：p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1800m＝1.8×107Pa。
答：（1）潜水器的重力为1.2×105N；
（2）潜水器下潜时的平均速度为6m/s；
（3）潜水器在1800m深处受到海水的压强为1.8×107Pa。
9．【解答】解：
（1）由图像可知，弹簧测力计的最大示数F最大＝8N，此时物块未浸入水中，则物块重力G＝F最大＝8N；
物块全浸入时弹簧测力计的示数F示＝4N，
受到的浮力：
F浮＝G﹣F示＝8N﹣4N＝4N；
（2）由F浮＝ρ水gV排得物块的体积：
V＝V排=F浮ρ水g=4N1×103kg/m3×10N/kg=4×10﹣4m3，
物块的质量：
m=Gg=8N10N/kg=0.8kg，
物块的密度：ρ物=mV=0.8kg4×10−4m3=2×103kg/m3；
（3）由图乙可知，h＝4cm＝0.04m时物块刚好浸没水中，
物块刚好浸没时物块下表面受到水的压强：p＝ρ水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.04m＝400Pa。
答：（1）物块完全浸没在水中受到的浮力为4N；
（2）物块的密度2×103kg/m3；
（3）物块刚好浸没时，水对物块下表面的压强为400Pa。
10．【解答】解：（1）小球的重力：G＝mg＝2kg×10N/kg＝20N；
（2）由表中数据可知，小球浸入前，水对容器底的压强p水1＝2000Pa，
由p＝ρgh可知容器中水的深度：
h水=p水1ρ水g=2000Pa1×103kg/m3×10N/kg=0.2m；
（3）小球浸入前和浸没后容器对水平桌面的压强差：
△p桌＝p桌2﹣p桌1＝3500Pa﹣2500Pa＝1000Pa，
由p=FS可得受力面积（容器底面积）：
S=△F△p桌=G△p桌=2kg×10N/kg1000Pa=0.02m2，
小球浸入前和浸没后水对容器底的压强差：
△p水＝p水2﹣p水1＝2400Pa﹣2000Pa＝400Pa，
由p＝ρgh可知容器中水的深度变化：
△h水=△p水ρ水g=400Pa1×103kg/m3×10N/kg=0.04m，
因为小球浸没，所以小球的体积：
V＝V排＝S×△h水＝0.02m2×0.04m＝8×10﹣4m3，
小球的密度：
ρ=mV=2kg8×10−4m3=2.5×103kg/m3。
答：（1）小球的重力为20N；
（2）小球放入前，容器中水的深度为0.2m；
（3）小球的密度为2.5×103kg/m3。
11．【解答】解：
（1）容器中水的体积：
V水＝Sh＝0.04m2×0.3m＝0.012m3，
由ρ=mV可得水的质量：
m水＝ρ水V水＝1×103kg/m3×0.012m3＝12kg；
（2）距容器底部0.2m处A点液体的压强：
p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×（0.3m﹣0.2m）＝1000Pa；
（3）设塑料球的体积为V，
塑料球完全浸没在水中时受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV，
塑料球的重力为：G＝m球g＝ρ球Vg，
使塑料球完全浸没在水中时，F+G＝F浮，
16N+ρ球Vg＝ρ水gV，
16N+0.2×103kg/m3×10N/kg×V＝1×103kg/m3×10N/kg×V，
解得塑料球的体积：
V＝0.002m3，
塑料球的重力：
G＝m球g＝ρ球Vg＝0.2×103kg/m3××0.002m3×10N/kg＝4N。
答：（1）容器中水的质量是12kg；
（2）距容器底部0.2m处A点水的压强是1000Pa；
（3）把塑料球放入该容器中，用了16N的力恰好使其完全浸没在水中，塑料球的重力是4N。
12．【解答】解：（1）液体的深度为60cm，即h＝60cm＝0.6m，
液体对容器底部的压强为：p＝ρgh＝0.8×103kg/m3×10N/kg×0.6m＝4800Pa；
（2）物体体积为10cm3，即V物＝103cm3＝0.001m3，物体全部浸没在液体中，所以V排＝V物＝0.001m3，
物体受到的浮力为：F浮＝ρ液V排g＝0.8×103kg/m3×0.001m3×10N/kg＝8N，
细线对物体的拉力为：F拉＝F浮﹣G物＝8N﹣6N＝2N；
（3）剪断细线后，物体处于漂浮状态，所以此时受到的浮力为：F浮′＝G物＝6N，
此时物体排开液体的体积为：V排′=F浮′gρ液=6N10N/kg×0.8×103kg/m3=0.00075m3，
物体最终露出液体表面的体积为：V露＝V物﹣V排′＝0.001m3﹣0.00075m3＝0.00025m3。
答：（1）液体对容器底部的压强为4800Pa；
（2）细线对物体的拉力为2N；
（3）剪断细线后，物体最终露出液体表面的体积为0.00025m3。
13．【解答】解：（1）正方体木块的体积：
V=m1ρ1=600g0.6g/cm3=1000cm3＝1×10﹣3m3，
木块浸没在水中时受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N；
（2）由G＝mg可得，木块的重力：
G1＝m1g＝0.6kg×10N/kg＝6N，
将细线剪断后，木块静止时，木块漂浮，此时木块受到的浮力F浮＝G1＝6N；
由F浮＝ρ液gV排得，木块漂浮时排开水的体积：
V排=F浮ρ水g=6N1.0×103kg/m3×10N/kg=6×10﹣4m3；
所以液面下降的深度为：
△h=△V排S=V−V排S=1×10−3m−6×10−4m3400×10−4m2=0.01m；
则容器底部受到水的压强减少量：
△p＝ρ水g△h＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m＝100Pa。
答：（1）木块所受的浮力大小10N；
（2）将细线剪断后，木块静止时，容器底部受到水的压强变化了100Pa。
14．【解答】解：（1 ）此潜艇残骸在海底受到的浮力：
F浮＝ρ海水Vg＝1.03×103kg/m3×20m3×10N/kg＝2.06×105N，
（ 2 ） 850m深处海水的压强：
p=ρ海水gℎ=1.03×103kg/m3×10N/kg×850m＝8.755×106Pa.
（3 ）起重机的功率：
P＝Fv＝1.5×106N×0.5m/s＝7.5×105W。
故答案为：（1 ）此潜艇残骸在海底受到的浮力为2.06×105N；
（ 2 ） 850m深处海水的压强为8.755×106Pa；
（3 ）残骸在海水中向上做匀速直线运动时起重机的功率为7.5×105W。
15．【解答】解：（1）根据液体压强公式p＝ρgh可得石块露出水面前，水对容器底的压强为
p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6m＝6000Pa；
（2）根据密度公式ρ=mV变形公式V=mρ可得物体的体积
V=m物ρ物=1kg2.5×103kg/m3=4×10﹣4m3；
在石块露出水面前石块排开水的体积就等于自身体积，V排＝V，
根据浮力公式F＝ρV排g可得石块露出水面前受到的浮力
F＝ρV排g＝1.0×103kg/m3×4×10﹣4m3×10N/kg＝4N；
（3）石块重力G＝m物g＝1kg×10N/kg＝10N，当石块完全浸没在水中时，因其匀速运动，故绳子拉力F拉与石块受到的浮力之和等于石块的重力，
即F拉+F＝G，代入数据得F拉+4N＝10N，故F拉＝6N。
此时根据P＝Fv可计算出电动机的功率P＝F拉v＝6N×0.25m/s＝1.5W。
当石块出水后，只受绳子拉力F′与重力，因其匀速上升，故F′＝G＝10N；
由题干可知电动机功率不变，则P＝F′v′＝10N×v′＝1.5W，故v′＝0.15m/s。
答：（1）石块露出水面前，水对容器底的压强为6000Pa；
（2）石块露出水面前受到的浮力为4N；
（3）石块出水后匀速上升的速度为0.15m/s。
16．【解答】解：（1）如图甲，物块的重力是20N，则物块的质量m=Gg=20N10N/kg=2kg。
（2）物块的边长为a＝0.1m，则物块的体积V＝a3＝（0.1m）3＝0.001m3，
物块浸没在水中受到的浮力F浮水＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3＝10N。
（3）物块浸没在水中弹簧测力计示数F1＝G﹣F浮水＝20N﹣10N＝10N，
物块浸没在水中弹簧测力计示数F2＝G﹣F浮酒＝20N﹣F浮酒，
因为F1：F2＝5：6，
则，10N20N−F浮酒=56，
则物块浸没在酒精中受到的浮力F浮酒＝8N，
由阿基米德原理得，F浮酒＝ρ水gV排＝ρ水gV，
8N＝ρ酒×10N/kg×0.001m3，
酒精的密度ρ酒＝0.8×103kg/m3。
（4）若物块浸没到水中后，此时水对容器底部的压强为1.7×103Pa，
根据液体压强公式得，则此时容器中水的深度h=pρ水g=1.7×103Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=0.17m，
物块浸没到水中后，水面升高了△h水＝2cm＝0.02m，
则A容器中原来水的深度h0＝h﹣△h水＝0.17m﹣0.02m＝0.15m，
A和B容器中液体深度相同，则酒精深度为h0＝0.15m。
已知A容器底面积为B容器底面积的2.5倍，设B容器的底面积是S，则A容器底面积是2.5S，
设物块浸没在酒精中，酒精升高的高度是△h酒，
则，2.5S×△h水＝S×△h酒，
则，2.5S×0.02m＝S×△h酒，
则，酒精升高的高度是△h酒＝0.05m，
B容器中酒精深度h'＝h0+△h酒＝0.15m+0.05m＝0.2m，
酒精对B容器底的压强p'＝ρ酒gh'＝0.8×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝1.6×103Pa。
答：（1）物块的质量是2kg；
（2）物块浸没在水中时所受浮力是10N；
（3）酒精的密度是0.8×103kg/m3；
（4）酒精对B容器底部的压强是1.6×103Pa。
17．【解答】解：（1）物块刚好完全浸没在水中，则V排＝V物＝（0.1 m）3＝1×10﹣3m3，
物体所受的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N；
（2）由图甲可知，当物体上表面与液面齐平时，物体上表面距容器底的距离为h＝30cm，弹簧伸长的长度：ΔL＝30cm﹣15cm﹣10cm＝5cm，
由图乙可知，此时弹簧对物体的拉力为F拉＝5N，
木块的重力：G物＝F浮﹣F拉＝10N﹣5N＝5N，
木块的质量：m物=G物g=5N10N/kg=0.5kg，
物体的密度：ρ物=m物V物=0.5kg1×10−3m3=0.5×103kg/m3；
（3）当弹簧处于没有发生形变的自然状态时，L弹簧＝15cm，
此时物体受的浮力：F浮'＝G物＝5N，
V排'=F浮′ρ水g=5N1.0×103kg/m3×10N/kg=5×10﹣4m3，
可得：h浸=V排′S=5×10−4m30.1×0.1m2=0.05m；
此时水的深度：h'＝L弹簧+h浸＝0.15m+0.05m＝0.2m；
放水前后水对容器底部压强的变化量△p＝p﹣p'＝ρ水g（h﹣h'）＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.3m﹣0.2m）＝1000Pa。
答：（1）物体受到的水的浮力为10N；
（2）物体的密度为0.5×103kg/m3；
（3）打开出水孔，缓慢放水，当弹簧处于没有发生形变的自然状态时，关闭出水孔。求放水前后水对容器底部压强的变化量为1000Pa。
18．【解答】解：（1）水对汽车底部的压强：
p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5m＝5×104Pa；
（2）图2中重物浸没在水中时受到重力、浮力和拉力的作用，
则V排＝V物＝0.3m3，受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10 N/kg×0.3m3＝3×103N，
由于绳子的股数n＝3，摩擦、钢丝绳重、重物表面沾水的质量及水对重物的阻力均忽略不计，
根据F=1n（G+G动）可得，动滑轮对重物的拉力：F拉＝nF﹣G动＝3×1.0×103N﹣600N＝2.4×103N，
由于重物受力平衡，所以，重物的重力：G＝F拉+F浮＝2.4×103N+3×103N＝5.4×103N；
（3）打捞船和重物为一个整体，由于打捞船和重物一直处于漂浮状态，根据漂浮条件可知：打捞船和重物受到的浮力与打捞船和重物的总重力相等，
由于打捞船和重物的总重力不变，所以，打捞船和重物受到的浮力不变；
根据F浮＝ρ水gV排可知排开水的总体积不变，
所以，当重物逐渐露出水面的过程中，重物浸入水中的体积不断减小，打捞船浸入水中的体积不断变大；
由于排开水的总体积不变，所以重物全部露出水面和浸没时相比，打捞船浸入水中的体积变化量：ΔV浸＝V物＝0.3m3；
（4）重物全部露出水面后，钢丝绳末端移动的距离s＝nh′＝3×1m＝3m；
由于摩擦、钢丝绳重、重物表面沾水的质量及水对重物的阻力均忽略不计，则根据η=W有用W总=W有用W有用+W额外=GℎGℎ+G动ℎ=GG+G动可得：
滑轮组的机械效率η=GG+G动×100%=5.4×103N5.4×1×103N+600N×100%＝90%。
故答案为：
（1）5×104；（2）3×103；5.4×103；（3）大；0.3；（4）3；此过程中滑轮组的机械效率是90%。
19．【解答】解：（1）由题意可知，图中水的深度：h水＝L1+L2＝10cm+20cm＝30cm＝0.3m，
水对容器底的压强：p＝ρ水gh水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m＝3×103Pa；
（2）由ρ=mV和G＝mg、V＝L3可得，木块的重力：G木＝m木g＝ρ木V木g＝ρ木L13g，
设从阀门放出m的水后，木块恰好漂浮，
此时木块受到的浮力：F浮＝G木，
由F浮＝ρ水gV排＝ρ水gL12h浸可得：ρ木L13g＝ρ水gL12h浸，
解得：h浸=ρ木ρ水L1=0.6×103kg/m31.0×103kg/m3×10cm＝6cm，
此时放出水的体积：V＝（S﹣L12）（L1﹣h浸）＝[200cm2﹣（10cm）2]×（10cm﹣6cm）＝400cm3，
此时放出水的质量：m＝ρ水V＝1.0g/cm3×400cm3＝400g，
若从阀门放出m1＝300g的水后，由m1＜m可知，木块受到的浮力大于自身的重力，
此时放出水的体积：V1=m1ρ水=300g1.0g/cm3=300cm3，
此时水面下降的高度△h1=V1S−L12=300cm3200cm2−(10cm)2=3cm，
木块排开水的体积：V排1＝L12（L1﹣△h1）＝（10cm）2×（10cm﹣3cm）＝700cm3＝7×10﹣4m3，
木块受到的浮力：F浮1＝ρ水gV排1＝1.0×103kg/m3×10N/kg×7×10﹣4m3＝7N；
（3）若从阀门继续放出m2＝200g的水后，
由m1+m2＝300g+200g＝500g＞400g可知，木块早已漂浮，细绳处于松弛状态，所以细绳的拉力为0N。
答：（1）图中水对容器底的压强为3×103Pa；
（2）若从阀门放出m1＝300g的水后，木块受到的浮力为7N；
（3）若从阀门继续放出m2＝200g的水后，细绳的拉力为0N。
20．【解答】解：（1）5cm＝5×10﹣2m，由液体压强公式p＝ρ液hg可得水对烧瓶底部的压强p＝ρ水hg＝1.0×10³kg/m³×5×10﹣2m×10N/kg＝500Pa；
（2）120g＝0.12kg，ρ水＝1.0×10³kg/m³＝1g/cm3，300ml＝300cm3；30cm2＝30×10﹣4m2；
烧瓶的重力G1＝m1g＝0.12kg×10N/kg＝1.2N，由密度公式ρ=mV变形可知水的质量m2＝ρ水V水＝1g/cm3×300cm3＝300g＝0.3kg，水的重力G2＝m2g＝0.3kg×10N/kg＝3N，
则烧杯与水总重G＝G1+G2＝1.2N+3N＝4.2N。
静止在水平面上的烧杯受到总重力G和水平面的支持力F，由二力平衡可知F＝G＝4.2N；
由作用力与反作用力可知，烧瓶对水平桌面的压力等于水平桌面对烧杯的支持力，即F′＝F＝4.2N；
（3）由压强公式p=FS可得烧瓶对水平桌面的压强p=F′S=4.2N30×10−4m2=1400Pa。
答：（1）水对烧瓶底部的压强为500Pa；
（2）烧瓶对水平桌面的压力为4.2N；
（3）烧瓶对水平桌面的压强为1400Pa。
21．【解答】解：（1）船体受到的海水的压强：
p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3m＝3×104Pa；
（2）满载时，驱逐舰受到浮力：
F浮＝G排＝m排g＝7×103×103kg×10N/kg＝7×107N；
（3）由F浮＝ρ海水V排g驱逐舰排开海水的体积：
V排=F浮ρ海水g=7×107N1.0×103kg/m3×10N/kg=7×103m3；
（4）驱逐舰匀速直线航行时，水平方向受到的牵引力、阻力是一对平衡力，大小相等；竖直方向受到的重力、浮力是一对平衡力，大小相等。
驱逐舰的重力：
G＝F浮＝7×107N，
牵引力F＝f＝0.01G＝0.01×7×107N＝7×105N。
答：（1）在水面下3m深处，船体受到的海水的压强是3×104Pa；
（2）驱逐舰满载时，受到的浮力是7×107N；
（3）驱逐舰满载时，排开海水的体积是7×103m3；
（4）驱逐舰满载时以72km/h的速度匀速航行，受到的牵引力是7×105N。
22．【解答】解：（1）在正方体甲中，水对容器底的压力F＝G水＝m水g＝0.5kg×10N/kg＝5N，
受力面积为：S＝10cm×10cm＝100cm2＝0.01m2，
水对容器底部的压强为：p=FS=5N0.01m2=500Pa；
（2）容器漂浮时，容器受到的浮力为：F浮＝G总＝m总g＝2.7kg×10N/kg＝27N，
容器浸入水中的体积为：V浸＝V排=F浮ρ水g=27N1.0×103kg/m3×10N/kg=2.7×10−3m3，
容器的底面积为：S容＝30cm×10cm＝300cm2＝0.03m2，
容器浸入水中的高度为：ℎ浸=V浸S容=2.7×10−3m30.03m2=0.09m，
容器露出水面的高度为：h露＝h﹣h浸＝0.1m﹣0.09m＝0.01m；
（3）甲中水的体积为：V水=m水ρ水=0.5kg1.0×103kg/m3=0.5×10−3m3，
容器沉底时，水槽中原有水的质量为：m水′＝ρ水V水′＝1.0×103kg/m3×4.5×10﹣3m3＝4.5kg；
盐水的总质量为：m盐水＝m水+m水′+m盐＝0.5kg+4.5kg+0.5kg＝5.5kg，
盐水的总体积为：V盐水＝V水+V水′＝0.5×10﹣3m3+4.5×10﹣3m3＝5×10﹣3m3，
盐水的密度为：ρ盐水=m盐水V盐水=5.5kg5×10−3m3=1.1×103kg/m3，
容器的重力为：G容＝G金＝m金g＝1.7kg×10N/kg＝17N，
容器排开盐水的体积为：V排′＝V乙＝1000cm3＝10﹣3m3，
容器在盐水中受到的浮力为：F浮′＝ρ盐水gV排′＝1.1×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3＝11N，
容器对水槽底部的压力为：F压＝F支＝G容﹣F浮′＝17N﹣11N＝6N，
容器对水槽底部的压强为：p=FS=F压S容=6N0.03m2=200Pa。
答：（1）甲容器中，水对容器底部的压强为500Pa；
（2）容器静止后露出水面的高度为0.01m；
（3）容器最终对水槽底部的压强为200Pa。
23．【解答】解：（1）由乙图可知，液体深度h＝0时，弹簧的长度x＝6cm，弹簧压缩的长度：△x＝16cm﹣6cm＝10cm，此时F＝G＝48N，
k=F△x=48N10cm=4.8N/cm；
（2）正方体的质量：m=Gg=48N10N/kg=4.8kg，
当水深为26cm时，弹簧长度为16cm，正方体浸入水中的深度为：26cm﹣16cm＝10cm，正方体的边长为20cm，正方体体积为：V物＝（20cm）3＝8000cm3＝8×10﹣3m3；
正方体的密度：ρ=mV=4.8kg8×10−3m3=0.6×103kg/m3；
（3）正方体有一半浸没在液体中时，V排=12V物，弹簧恰好处于原长，此时F浮＝G＝48N，由ρ液gV排＝ρ物gV物，ρ液＝2ρ物＝2×0.6×103kg/m3＝1.2×103kg/m3，
正方体上表面刚好与液面相平，正方体全部浸没在水中，此时F′浮＝ρ液gV物＝1.2×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣3m3＝96N，对正方体受力分析得：F′浮＝G+F′，F′＝F′浮﹣G＝96N﹣48N＝48N，弹簧伸长的长度为：△x′=F′k=48N4.8N/cm=10cm，此时弹簧的长度为：16cm+10cm＝26cm，则液体的深度为：26cm+20cm＝46cm＝0.46m；
液体的压强为：p＝ρ液gh＝1.2×103kg/m3×10N/kg×0.46m＝5520Pa。
答：（1）k的值为4.8N/cm；
（2）正方体的密度为：0.6×103kg/m3；
（3）液体的压强为：5520Pa。
24．【解答】解：（1）合金块下表面所受水的压强p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5m＝5×104Pa；
（2）因为合金块浸没水中，所以合金块排开水的体积：
V排＝V金＝0.01m3；
合金块所受的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3＝100N；
（3）由ρ=mV可得，合金块的质量m金＝ρ合金V金＝4×103kg/m3×0.01m3＝40kg，
G金＝m金g＝40kg×10N/kg＝400N，
完全露出水面后，人所用拉力F=1n（G金+G动）=12（400N+100N）＝250N，
绳子自由端移动的距离s＝2h＝2×2m＝4m，
人的拉力做功W＝Fs＝250N×4m＝1000J，
拉力的功率P=Wt=1000J5s=200W。
答：（1）合金块下表面所受水的压强为5×104Pa；
（2）合金块受到的浮力为100N。
（3）人的拉力为250N，其功率为200W。
25．【解答】解：（1）p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5m＝5×104Pa；
（2）浮冰的重力：
G冰＝mg＝60×103kg×10N/kg＝6×105N；
由于浮冰漂浮：
则：F浮＝G冰＝6×105N；
（3）因为浮冰漂浮于水面上，
所以F浮＝ρ水gV排＝G冰，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
又因为冰熔化成水后，其质量不变，重力不变，
所以G水＝ρ水gV水＝G冰，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：ρ水gV排＝ρ水gV水，
所以V排＝V水，
即：浮冰熔化为水的体积等于浮冰排开水的体积。
所以浮冰全部熔化后，海平面水位不会发生变化。
答：（1）水下5米深处海水产生的压强是5×104Pa；
（2）浮冰受到的浮力是6×105N；
（3）因为冰漂浮于水面上，
所以F浮＝ρ水gV排＝G冰，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
又因为冰熔化成水后，其质量不变，重力不变，
所以G水＝ρ水gV水＝G冰，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：ρ水gV排＝ρ水gV水，
所以V排＝V水，
即：冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积。
所以浮冰全部熔化后，海平面水位不会发生变化。
26．【解答】解：（1）分析图象可知，第4min时，水面刚好接触物块下底面。注水质量为400g，水的体积V1=m水ρ水=400g1g/cm3=400cm3，水的深度L1=V1S容=400cm3100cm2=4cm；
（2）物块的重力等于开始时的拉力，即：G物＝2.4N，则m物=G物g=2.4N10N/kg=0.24kg，
第7min时水面刚好与物块的上表面相平，则F浮＝G物﹣F＝2.4N﹣0.4N＝2N，
根据阿基米德原理可知：V物＝V排=F浮ρ水g=2N103kg/m3×10N/kg=2×10﹣4m3＝200cm3，
从第4min到第7min注水质量为300g，根据密度公式可知注水体积V2=m水ρ水=300g1g/cm3=300cm3，
细绳拉力不为零，说明细绳一直处于拉直状态，物块位置没有移动，
V物+V2＝S容h物，代入数据得：h物＝5cm，
S物=V物ℎ物=200cm35cm=40cm2＝4×10﹣3m2，
当细绳拉力为0.9N时，F浮＝G物﹣F＝1.5N，即为水对物块底面的压力F压。
p=F压S物=1.5N4×10−3m2=375Pa；
（3）从注水时的图象看，第7min至第9min注水质量为200g，注水体积V3＝200cm3，物块的上表面距容器口距离：L3=V3S容=200cm3100cm2=2cm，
容器的高度：h容＝L1+h物+L3＝4cm+5cm+2cm＝11cm，
由于每分钟注水和注液的体积是相同的，所以第4min时液体刚好接触物块底面。
当0≤tx≤4时，p=F压S容=G液S容=m液gS容=ρ液gV液S容=1.5×103kg/m3×10N/kg×100×10−6m3tx100×10−4m2=150txPa，
第4min时，p＝600Pa，
ρ物=m物V物=0.24kg2×10−4m3=1.2×103kg/m3，
由于ρ液＞ρ物，所以继续注液到某一时刻，物块刚好漂浮。
此时：V排=F浮ρ液g=G物ρ液g=2.4N1.5×103kg/m3×10N/kg=1.6×10﹣4m3＝160cm3，
物块底面浸入深度：h浸=V排S物=160cm340cm2=4cm，
从第4min到这一时刻的注液体积：V＝（S容﹣S物）h浸＝240cm3，
则注液时间为2.4min，
当4＜tx≤6.4时，p＝600Pa+△p＝（250tx﹣400）Pa，
6.4min时，p＝1200Pa，
6.4min至9.4min，物块漂浮并随液面一起上升。
这段时间注液体积V5＝300cm3，假设无液体溢出，液面上升3cm。
9.4min时，液体深度为4cm+4cm+3cm＝11cm＝h容，所以假设成立。
当6.4＜tx≤9.4时，p＝1200Pa+△p'＝（150tx+240）Pa。
故答案为：（1）注水前圆柱体物块的下表面到容器底部的距离L1为4cm；
（2）当细绳的拉力为0.9N时，水对物块下表面的压强为375Pa；
（3）当0≤tx≤4时，p＝150txPa，当4＜tx≤6.4时，p＝（250tx﹣400）Pa，当6.4＜tx≤9.4时，p＝（150tx+240）Pa。
二．综合能力题（共2小题）
27．【解答】解：（1）由ρ=mV可得，盐水的体积：V1=m1ρ1=2.4kg1.2×103kg/m3=2×10﹣3m3，
所以盐水的深度：h1=V1S1=2×10−3m30.01m2=0.2m；
（2）盐水对甲容器底部产生的压强：p1＝ρ1gh1＝1.2×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2400Pa；
（3）酒精的体积：V2＝S2h2＝0.012m2×0.25m＝3×10﹣3m3，
①小丁的方案：分别在甲、乙中抽出相同高度的盐水和酒精，
则甲容器中剩余盐水的深度h1'＝0.2m﹣Δh，乙容器中剩余酒精的深度h2'＝0.25m﹣Δh，
假设此时两种液体在各自容器底部产生的压强相等，
则有p1'＝p2'，即ρ1gh1'＝ρ2gh2'，化简得：ρ1h1'＝ρ2h2'，
代入数据有：
1.2×103kg/m3×（0.2m﹣Δh）＝0.8×103kg/m3×（0.25m﹣Δh），
解得：Δh＝0.1m＜0.2m，所以假设成立，即小丁的方案可行；
②小刚的方案：分别在甲、乙中抽出相同体积的盐水和酒精，
由V＝Sh可知，抽出液体的高度：Δh=ΔVS，
则甲容器中剩余盐水的深度h1''＝0.2m−ΔVS1，乙容器中剩余酒精的深度h2''＝0.25m−ΔVS2，
假设此时两种液体在各自容器底部产生的压强相等，
则有p1''＝p2''，即ρ1gh1''＝ρ2gh2''，化简得：ρ1h1''＝ρ2h2''，
代入数据有：
1.2×103kg/m3×（0.2m−ΔV0.01m2）＝0.8×103kg/m3×（0.25m−ΔV0.012m2），
解得：ΔV＝7.5×10﹣4m3＜2×10﹣3m3，所以假设成立，即小刚的方案可行；
综上所述，小丁和小刚的方案均可行。
答：（1）甲中盐水的深度h1为0.2m；
（2）盐水在甲底部产生的压强p1为2400Pa；
（3）通过计算可知小丁和小刚的方案均可行。
28．【解答】解：（1）已知p＝1.1×108Pa，S＝2×10﹣4m2，压力F＝pS＝1.1×108Pa×2×10﹣4m2＝2.2×104N；
（2）①m＝2400kg，ρ＝600kg/m3，V=mρ=2400kg600kg/m3=4m3；
②物体浸没在水中，则V物＝V排＝4m3；则固体浮力材料受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4m3＝4×104N；
固体浮力材料的重力G＝mg＝2400kg×10N/kg＝2.4×104N；
则浮力与重力的差为：F浮﹣G＝4×104N﹣2.4×104N＝1.6×104N；
（3）已知奋斗者”号总质量为20t，则G总＝mg＝20×103kg×10N/kg＝2×105N；质量为2t的可抛弃压载铁的重力G铁＝mg＝2×103kg×10N/kg＝2×104N；
匀速下潜时，F浮+F阻＝G总①；
抛掉2t的压载铁，匀速上浮时，F′浮＝G总﹣G铁+F阻②；
由①②可得：F浮+F′浮＝G总+G总﹣G铁＝3.8×105N③；
2t的压载铁的体积V=mρ=2×103kg8.0×103kg/m3=0.25m3，由于压载铁浸没在水中，则V铁＝V排，则压载铁受到的浮力为F1＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m3＝2.5×103N④；
匀速下潜和匀速上浮的浮力关系为：F浮＝F′浮+F1⑤；
由③④⑤得：2F浮＝3.825×105N⑥；
当抛掉质量为m的压载铁后悬浮，则G总﹣mg＝F″浮⑦；
质量为m压载铁的体积V1=mρ，则V排＝V1，浮力为F2＝ρ水gV＝ρ水gmρ⑧；
悬浮时的浮力F″浮＝F浮﹣F2⑨；
由⑥⑦⑧⑨得：m＝1000kg，F″浮＝1.9×105N。
答：（1）此处海水在载人舱外壳2×10﹣4m2的面积上产生的压力2.2×104N；
（2）①固体浮力材料的体积为4m3；
②浮力和自身重力之差为1.6×104N；
（3）1.9×105N。
三．解答题（共3小题）
29．【解答】解：（1）木块的体积：V＝a3＝（0.1m）3＝0.001m3，
木块排开水的体积：V排＝（1−14）V=34×0.001m3＝7.5×10﹣4m3，
木块受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×7.5×10﹣4m3＝7.5N；
（2）因为木块漂浮，所以木块的重力：G＝F浮＝7.5N，
由G＝mg可得，木块的质量：m=Gg=7.5N10N/kg=0.75kg，
木块的密度：ρ=mV=0.75kg0.001m3=0.75×103kg/m3；
（3）木块底部距离水面的高度：h＝（1−14）×0.1m＝0.075m，
木块底部受到水的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.075m＝750Pa。
答：（1）木块静止时，受到水的浮力是7.5N；
（2）木块的密度是0.75×103kg/m3；
（3）木块静止时，木块底部受到水的压强是750Pa。
30．【解答】解：（1）当S2＝250cm2＝2.5×10﹣2m2，大气对容器底部的压力：
F＝p大气S2＝1.0×105Pa×2.5×10﹣2m2＝2500N；
（2）容器口处的水产生的压强：
p＝ρ水gh2＝1×103kg/m3×10N/kg×0.08m＝800Pa；
（3）S1＝200cm2＝2.0×10﹣2m2，进入容器中水的重力：
G水＝ρ水gV水＝ρ水gS1（h2﹣h1）＝1×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣2m2×（0.08m﹣0.05m）＝6N，
将柱形容器和进入容器中的水看做一个整体，整体受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gS2h2＝1×103kg/m3×10N/kg×2.5×10﹣2m2×0.08m＝20N，
整体漂浮在水中，F浮＝G总＝G容+G水，
所以容器的重力：
G容＝F浮﹣G水＝20N﹣6N＝14N。
答：（1）外部大气对容器底的压力为2500N；
（2）容器口处的水产生的压强为800Pa；
（3）圆柱形容器所受的重力14N。
31．【解答】解：（1）因蛟龙号悬停时处于平衡状态，受到的浮力和重力是一对平衡力，二力大小相等，
所以，蛟龙号受到的浮力：F浮＝G＝2.2×105N；
（2）蛟龙号受到海水的压强：p=FS=7×105N0.01m2=7×107Pa；
（3）在液体中选取一个圆柱形的液柱，设液柱的底面积为S，高度为h，则液柱的体积V＝Sh，
由ρ=mV可得，液柱的质量：m＝ρ液V＝ρ液Sh，
液柱对液柱底面的压力F＝G＝mg＝ρ液Shg，
则液柱产生的压强p=FS=ρ液SℎgS=ρ液gh；
（4）蛟龙号上表面受到海水的压力等于其上方海水的重力，
这个重力大小为ρgV，此处的密度应为上方海水的平均密度，而不是上表面海水的密度，所以不能说明p′＝ρ′gh′。
答：（1）蛟龙号悬停时受到的浮力为2.2×105N；
（2）蛟龙号受到的压强为7×107Pa；
（3）推论p液＝ρ液gh的过程如解答所示；
（4）不能；理由：蛟龙号上表面受到海水的压力等于其上方海水的重力，这个重力大小为ρgV，此处的密度应为上方海水的平均密度，而不是上表面海水的密度。