2024年中考物理专题复习——浮力的综合计算（含答案）

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1．如图甲所示，长方体金属块在细绳竖直向上拉力的作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动，上升到离水面一定的高度处（不考虑水的阻力）。图乙是绳子拉力F拉随时间t变化的图像，g取10N/kg，p水=1×10³kg/m³。则：
（1）该金属块的质量有多大？
（2）浸没在水中的金属块受到的浮力有多大？
（3）该金属块的体积有多大？
（4）同种材质的金属块的密度有多大？
2．如图所示，实心正方体铜块A重89N，放置在水平地面上的平底薄壁容器底面积为0.02m2，内装100N的水，现将实心铜块A系在弹簧测力计挂钩上，并把它完全浸没于容器内的水中（水未溢出，铜块未接触容器底部）求：
（1）若将铜块A静置于水平桌面上，它对水平桌面的压强是多少？
（2）将铜块A浸入水中，当浸入体积为其一半时弹簧测力计的示数是多少？
（3）铜块完全浸没于水中与未放铜块A前相比，水对容器底的压强增大了多少？（已知ρ铜=8.9×103kg/m3，g=10N/kg）
3．在水平桌面上放有一个足够高的薄壁柱形容器，如图甲所示，其底面积为100cm2。一个重为2.5N，底面积为40cm2，高为10cm的柱形玻璃杯A漂浮于水面上，容器底有一个密度为2×103kg/m3的实心金属块B（与容器底部不密合），用一根细线将B与玻璃杯A的下表面相连，细线未拉直，缓慢向容器中注水，细线所受拉力随时间变化的图像如图乙所示，最后A、B两物体在水中静止（细线不可伸长且质量与体积忽略不计），求：
（1）注水前，玻璃杯A所受浮力；
（2）请通过计算分析说明，物体AB最终在容器中所处的状态；
（3）金属块B的重力；
（4）从t1时刻到t2时刻，水对容器底的压强变化量为200Pa，则t₁时刻细线所受拉力F是多大。

4．如图所示，将质量为320g，底面积为，高20cm的长方体木块放入一薄壁容器中。向容器内慢慢加水，当长方体一半浸入水中时停止加水。
（1）求长方体木块此时受到的浮力；
（2）继续向容器内加水，当木块对容器底部压力为0时，求此时木块排开液体的重力。
5．如图所示，物块A重为3N，将物块A总体积的三分之二浸在足够深的水中静止时，弹簧测力计的示数F=0.5N，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg。求：
（1）物块A的体积；
（2）若将物块A从弹簧测力计上取下放入水中，物块A静止时所受浮力的大小。

6．用浮筒打捞海底沉船时，将充满海水的浮筒竖直下沉至沉船位置与沉船绑定，向筒内充气将海水全部排出，浮筒所受浮力大于重力，浮筒对沉船提供向上的力。为探测沉船的深度，打捞前，在海面竖直向沉船发射超声波，如图所示，测得超声波从发射至回到海面的时间是0.2s。空浮筒体积（含空腔部分）为900m3，质量为2×105kg。已知海水中的声速为1500m/s，海水的密度是ρ=1.0×103kg/m3，g=10N/kg，忽略浮筒体积变化。求：
（1）沉船在海面下的深度；
（2）沉船位置处海水产生的压强；
（3）浮筒对沉船提供的拉力。
7．小禾到来到工地参加学校组织的实践活动，看到工人操作电动机通过如图所示滑轮组从柱形水槽底竖直匀速吊起一块淬炼后的合金工件。通过她的调查得知，工件为正方体，边长为0.2m，密度为2.4×103kg/m3，上升时速度恒为0.5m/s，柱形水池的底面积为0.4m2，动滑轮重为30N，不计绳重和摩擦，不计合金块出水时带出的水。求：
（1）工件的质量；
（2）工件露出水面前（且未触底）滑轮组对物体的拉力大小；
（3）工件全部离开水面匀速上升过程中，滑轮组的机械效率（计算结果保留1位小数）。

8．如图甲所示，A是足够高的长方体木块，其密度为0.75g/cm3，底面积为50cm2，B是质量为100g，装有15cm深水的柱形水杯，高度和底面积未知。现将A沿水平方向截取一部分，并将截取部分竖直放入水中直至静止，从物体下表面接触水面到物体静止过程中，物体下移的高度为h移，液面上升高度为∆h。随h切的变化图像如图乙所示。求：
（1）物体未放入时，水对容器底部压强；
（2）容器B的底面积；
（3）当截取高24cm时，容器对桌面压强。

9．如图甲所示，小刚课余时间用弹簧测力计做浮力实验，其中圆柱体Q的底面积为5cm2。他用弹簧测力计挂着实心圆柱体Q，然后将其缓慢放入图甲容器的液体中（圆柱体Q的密度大于液体的密度），弹簧测力计示数随圆柱体下降距离的变化情况如图乙，g取10N/kg，不计液面的变化。求：
（1）圆柱体Q的密度；
（2）图甲容器中液体的密度；
（3）将物块P与圆柱体Q用细线连接放入装水容器内，二者恰好悬浮如图丙所示。如果物块P的体积为500cm3，则物块P的密度为多少？
（4）图丙中容器的底面积为100cm2，若剪断物块P和圆柱体Q之间的细线，两物体静止后水对容器底部的压强变化多少？
10．图甲所示是动滑轮拉着实心长方体A沿竖直方向始终以的速度匀速下降的情景。如图乙所示是实心长方体A下降到水底之前弹簧测力计的拉力F随时间t变化的图像，动滑轮的质量为1kg，不计绳重和机械之间的摩擦，动滑轮始终在空中，不考虑水面高度的变化，求：
（1）动滑轮重；
（2）实心长方体A的高；
（3）当实心长方体A下降到水底（水底视为水平面），卸掉绳子后，它对水底的压强。
11．如图所示， 一个棱长为10cm的正方体木块静止在水面上，浸入在水中的体积占木块总体积的。（，g取10N/kg）。
（1）求木块所受到的重力大小；
（2）该木块静止在水面上时，求木块下表面受到的水的压强；
（3）若要将木块全部浸没水中，求至少需要施加多大的压力。
12．一棱长为的正方体物块放在盛有40L水的薄壁圆柱形容器中，容器重为10N，底面积为。现用竖直向下大小为20N的力F作用在物体上，物体刚好浸没于水中静止，如图所示（，g取10N/kg）。求：
（1）物块下表面受到水的压强；
（2）物块受到的浮力；
（3）容器底部对水平地面的压强。

13．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体积为0.01m3，密度为4×103kg/m3。每个滑轮重100N，绳重和摩擦均忽略不计。（ρ水=1.0×103kg/m3）求：
（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，求人的拉力的功率及此时的机械效率。
14．如图所示，水平桌面上放有底面积为300cm2且足够高的薄壁圆柱形容器（重量不计），容器内装有20cm深的水。现用细线将实心长方体物块A与天花板相连，并使其五分之三的体积浸入水中，已知物块A的质量为2.1kg，底面积为100cm2，高为10cm（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）。求：
（1）物块A浸入水中前，容器底部受到的液体压强；
（2）物块A浸入水中后，水对容器底部的压力；
（3）现剪断细线，待物块A静止后，求剪断前后容器底部对桌面的压强变化量。

15．在水平桌面上放置一底面积为100cm2的圆柱形容器（不计容器壁厚度），内有12cm的某种液体（如图甲），小军用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体，从液面开始缓慢浸入某种液体中，圆柱体的底面积为20cm2，弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面到液面距离h的变化关系如图乙所示，当圆柱体下表面距液面为10cm时，系圆柱体的细线恰好松开了，圆柱体沉入容器底部（液体未溢出），如图丙所示（g取10N/kg），求：
（1）圆柱体浸没在液体中时所受到的浮力。
（2）圆柱体的体积。
（3）液体的密度。
（4）圆柱体沉入底部时，液体对容器底部的压强。
参考答案：
1．（1）5.4kg；（2）20N；（3）2×10-3m；（4）2.7×103kg/m3
2．（1）8900Pa；（2）84N；（3）500Pa
3．（1）2.5N；（2）不管再如何加水，玻璃杯A和金属块B通过细线一起漂浮；（3）2.4N；（4）0.4N
4．（1）2N；（2）3.2N
5．（1）3.75×10-4m3；（2）3N
6．（1）；（2）；（3）
7．（1）19.2kg；（2）112N；（3）86.5%
8．（1）1500Pa；（2）100cm2；（3）1900Pa
9．（1）4.4×103kg/m3；（2）0.8×103kg/m3；（3）0.66×103kg/m3；（4）170Pa
10．（1）10N；（2）1m；（3）2500Pa
11．（1）8N；（2）800Pa ；（3）2N
12．（1）2000Pa；（2）80N；（3）4.9×103Pa
13．（1）5×104Pa；（2）100N；（3）200W，80%
14．（1）2×103Pa；（2）66N；（3）500Pa
15．（1）1N；（2）100cm3；（3）1×103kg/m3；（4）1300Pa