中考物理二轮复习高分突破压轴培优专题12 力学综合问题（含解析）

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一、单选题
1．如图所示，质量相等的实心均匀长方形A和B用一根不可伸长的轻质细绳连接后，放入水中，细线拉直，B物体沉入水底且A物体有部分体积露出水面，下列说法正确的是（ ）
A．A的密度比B物体和水的密度都大
B．A受到浮力大小等于A的重力和绳拉力之和
C．剪断细绳，静止后A物体受浮力大小不变
D．剪断细绳，静止后B物体受杯底支持力大小不变
【答案】B
【详解】A．由题知，放入水中，细线拉直，B物体沉入水底且A物体有部分体积露出水面，由此可知：剪断A、B之间的细线，待物体稳定后，A会处于漂浮，B物体会沉底，根据物体的浮沉条件可知：ρA<ρ水，ρB>ρ水，所以有
ρA<ρ水<ρB
故A错误；
B．由于物体A、B之间的细线拉直，则A受到向上的浮力、向下的重力和拉力，A处于静止状态，由力的平衡条件可知：A受到浮力大小等于A的重力和绳拉力之和，故B正确；
C．剪断A、B之间的细线，待物体稳定后，A上浮一些，则露出水面的体积变大，排开水的体积减小，根据F浮=ρ水gV排可知，A所受的浮力的减小，故C错误；
D．剪断A、B之间的细线之前，由于B物体沉入水底，则B受到向上的浮力、细线的拉力和支持力、向下的重力作用，由于B处于静止状态，则有
SKIPIF 1 < 0
此时B受到的支持力为
SKIPIF 1 < 0
剪断A、B之间的细线，待物体稳定后，细线对物体B没有拉力，则B受到向上的浮力和支持力、向下的重力作用，由于B处于静止状态，则有
SKIPIF 1 < 0
所以此时B受到的支持力为
SKIPIF 1 < 0
则 SKIPIF 1 < 0 ，所以，剪断细绳，静止后B物体受杯底支持力变大，故D错误。
故选B。
2．如图所示装置，物体B重为800N，当用一个水平向左的拉力F1=200N拉绳子自由端时，物体B在水中匀速上升，6s内物体B上升0.6m（物体B未露出水面），已知动滑轮重120N，绳重及摩擦均忽略不计。则下列说法正确的有（ ）

①绳子自由端的移动速度为0.1m/s
②此时滑轮组的机械效率为80%
③物体B浸没时所受的浮力为480N
④物体B的密度为2.5×103kg/m3
A．①③B．②④C．②③D．③④
【答案】B
【详解】①由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，则绳子自由端移动的距离为
s=nh=3×0.6m=1.8m
绳子自由端的移动速度为
SKIPIF 1 < 0
故①错误；
②绳重及摩擦均忽略不计，由 SKIPIF 1 < 0 可得，滑轮组对B的拉力为
F拉=nF1-G动=3×200N-120N=480N
此时滑轮组的机械效率
SKIPIF 1 < 0
故②正确；
③物体B在水中匀速上升时，受到竖直向上绳子的拉力和浮力、竖直向下的重力作用处于平衡状态，由物体B受到的合力为零可得
F拉+F浮=G
则物体B浸没时所受的浮力为
F浮=G-F拉=800N-480N=320N
故③错误；
④由G=mg可得，物体B的质量为
SKIPIF 1 < 0
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，由 SKIPIF 1 < 0 可得，物体B的体积为
SKIPIF 1 < 0
则物体B的密度为
SKIPIF 1 < 0
故④正确；
综上可知，②④正确，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
3．某考古队在一次勘探中发现一座水下古城，其中有一块刻有文字的长方形大石块静静地躺在湖底，几乎有一半体积陷在泥沙里，大石块上模糊的文字极有可能会揭开古城的秘密，于是考古队决定将它打捞上来。他们计划在巨石底部的淤泥里打入两根钢管，从钢管中穿过钢索，再用打捞船上的起重机将大石块提升出水面。下面是他们打捞过程：先将起重机上的绳索放入水底，系在捆绑石块的钢索上，如图甲所示；当石块脱离湖底后，起重机将石块缓慢地在水中匀速提升，如图乙所示；最后将石块提出水面，放置在打捞船上，如图丙所示。在不考虑钢索和钢管所受重力以及水对石碑阻力的情况下，对于整个打捞过程，下列说法正确的是（ ）

A．甲图中，绳索上的拉力只要大于石块受到的重力，就能使石块脱离水底
B．在乙图和丙图所示情境中，打捞船所受的浮力大小相等
C．打捞船吃水最深的情境，不在甲、乙、丙三幅图所示场景之中
D．乙图所示情境中绳索对石块的拉力与丙图所示情境中石块对打捞船的压力大小相等
【答案】B
【详解】A．甲图中，石块受到竖直向下的重力、竖直向下的水的压力、竖直向上的拉力，所以绳索上的拉力要大于石块受到的重力与水对石块的压力之和，就能使石块脱离水底，故A错误；
B．在乙图和丙图所示情境中，把打捞船和石块看作一个整体，它们都漂浮，受到的浮力都等于打捞船与石块所受重力的和，打捞船所受的浮力大小相等，故B正确；
C．打捞船吃水最深的情境，应该是打捞船所受浮力最大的情景，图甲中打捞船受到的浮力等于打捞船所受的重力和石块对打捞船向下的拉力之和，故甲图所受的浮力最大，吃水深度最深，故C错误；
D．乙图所示情境中绳索对石块的拉力等于石块的重力与所受的浮力之差，丙图所示情境中石块对打捞船的压力大小等于石块的重力，所以乙图所示情境中绳索对石块的拉力与丙图所示情境中石块对打捞船的压力大小不相等，故D错误。
故选B。
4．在学校物理文化周活动中，小华演示了物体漂浮时的情景：如图所示，将底面为正方形的柱形容器放在水平桌面上，容器内装有一定量的水，水面漂浮着一个直径为10cm的球，已知容器的质量为2kg，则容器底部对桌面的压强最接近（ ）

A．1500PaB．2000PaC．2500PaD．3500Pa
【答案】D
【详解】球的直径为10cm，由图知容器的底面边长约为20cm＝0.2m，所以容器底面积为
SKIPIF 1 < 0
容器中液体的深度约为30cm＝0.3m，由于小球漂浮，所以小球排开水的重力等于小球的重力，所以水的重力约为
G水＝mg＝ρ水gV水＝ρ水gSh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m2×0.3m＝120N
容器的重力为
G容器＝m容器g＝2kg×10N/kg＝20N
所以容器的总重力为
G总＝G容器+G水＝120N+20N＝140N
所以容器底部对桌面的压强约为
SKIPIF 1 < 0
故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
5．某容器由底面积不同、高度均为h的两个空心薄壁圆柱形玻璃粘合而成，两圆柱形玻璃内部连通，薄壁容器质量可以忽略。如图甲放置时，容器内部水的高度为 SKIPIF 1 < 0 ，容器对地面的压强为p甲，水对容器底部的压强为pA。现将容器倒置，如图乙所示（内部水位未画出），容器对地面的压强为p乙，水对容器底部的压强为pB以下关系正确的是（ ）

A．若p甲∶p乙＝1∶2，则pA∶pB＝1∶3
B．若p甲∶p乙＝2∶3，则pA∶pB＝1∶2
C．若p甲∶p乙＝1∶4，则pA∶pB＝2∶5
D．若p甲∶p乙＝2∶5，则pA∶pB＝1∶3
【答案】C
【详解】容器对地面的压力等于容器和水的总重力G，则容器对地面的压强之比
SKIPIF 1 < 0
由图甲到图乙，水的体积不变，若水没有进入A容器，则水的体积
SKIPIF 1 < 0
得
SKIPIF 1 < 0
水对容器底的压强之比
SKIPIF 1 < 0
A．若
SKIPIF 1 < 0
则
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
水对容器底的压强之比
SKIPIF 1 < 0
故A错误；
B．若
SKIPIF 1 < 0
则
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
水对容器底的压强之比
SKIPIF 1 < 0
故B错误；
C．若
SKIPIF 1 < 0
则
SKIPIF 1 < 0
假设水不进入A，则深度为
SKIPIF 1 < 0
因为B的深度为h，则溢入A的体积为
SKIPIF 1 < 0
A中水的深度
SKIPIF 1 < 0
乙中水的深度
SKIPIF 1 < 0
水对容器底的压强之比
SKIPIF 1 < 0
故C正确；
D．若
SKIPIF 1 < 0
则
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
因为B的深度为h，则溢入A的体积为
SKIPIF 1 < 0
A中水的深度
SKIPIF 1 < 0
乙中水的深度
SKIPIF 1 < 0
水对容器底的压强之比
SKIPIF 1 < 0
故D错误。
故选C。
6．如图，两个完全相同的烧杯中分别装有一定量的水和酒精（ρ酒精＝0.8×103kg/m3），有两个完全相同的实心小球分别投入两烧杯中，下列说法正确的是（ ）

A．如果投入的是木球 （ρ木＝0.6×103kg/m3），其在水中和酒精中受到的浮力比为3∶5
B．如果投入的是冰球 （ρ冰＝0.9×103kg/m3），其在水中和酒精中受到的浮力比为1∶1
C．如果投入的是铁球 （ρ铁＝7.9×103kg/m3），其在水中和酒精中受到的浮力比为5∶4
D．以上都不正确
【答案】C
【详解】A．如果投入的是木球，因为木球的密度小于水和酒精的密度，所以木球在水和酒精中都处于漂浮状态，则其在水中和酒精中受到的浮力均等于其自身重力，所以其在水中和酒精中受到的浮力比为1∶1，故A错误；
B．如果投入的是冰球，因为冰球的密度小于水的密度，大于酒精的密度，所以冰球在水中漂浮，在酒精中沉底，则其在水中受到的浮力等于其自身重力，在酒精中受到的浮力小于其自身重力，所以其在水中和酒精中受到的浮力比不等于1∶1，故B错误；
CD．如果投入的是铁球，因为铁球的密度大于水和酒精的密度，所以铁球在水和酒精中均沉底，其排开水和酒精的体积都等于自身体积，则其在水中和酒精中受到的浮力比为
SKIPIF 1 < 0
故C正确、D错误。
故选C。
二、多选题
7．如图的装置，甲、乙分别表示两个滑轮组，连接滑轮和物体的细绳相同，绳子能承受的最大拉力为500N，物块重为200N，动滑轮重为20N，当甲的绳自由端拉力为400N，乙的绳自由端拉力为150N时，物块以0.2m/s匀速水平向左移动；当甲的绳端拉力为340N，乙的绳端拉力为F乙'时，物块处于静止状态，且物块与地面之间的摩擦力为0N，物块与水平地面粗糙程度均匀，忽略绳重及滑轮转轴摩擦，则下列说法正确的是（ ）

A．物块与地面之间的滑动摩擦力为120N
B．物块以0.2m/s匀速向右移动，乙绳端拉力的最小功率为14W
C．F乙'＝260N
D．物块匀速移动时，乙的最大机械效率为96.2%
【答案】AD
【详解】A．忽略绳重及滑轮转轴摩擦，甲滑轮组由物体向左的拉力
SKIPIF 1 < 0
乙滑轮组对物体向右的拉力为F2，有
SKIPIF 1 < 0
所以
SKIPIF 1 < 0
物块以0.2m/s匀速水平向左移动时，物体水平方向受到的拉力F1与F2、水平地面对它向右的摩擦力f平衡，所以有
SKIPIF 1 < 0
则物块与地面之间的滑动摩擦力
SKIPIF 1 < 0
故A正确；
B．物块以0.2m/s匀速向右移动时，受到水平地面的摩擦力水平向左，此时甲滑轮组对物体拉力F1、水平地面对它的摩擦力f与乙滑轮组对物体拉力F2平衡，即
SKIPIF 1 < 0
当甲滑轮组对物体拉力F1＝0时，乙滑轮组对物体拉力F2最小，所以
SKIPIF 1 < 0
乙绳端的最小拉力
SKIPIF 1 < 0
乙绳端拉力的最小功率
SKIPIF 1 < 0
故B错误；
C．物块处于静止状态，且物块与地面之间的摩擦力为0N时，物体受到甲、乙滑轮组的拉力平衡，有
SKIPIF 1 < 0
所以有
SKIPIF 1 < 0
此时乙的绳端拉力
SKIPIF 1 < 0
故C错误；
D．当乙滑轮组拉拉物体的力达到最大500N时，乙滑轮组的机械效率达到最大值，有
SKIPIF 1 < 0
故D正确。
故选AD。
8．水平桌面上盛有适量盐水的烧杯中，悬浮着物块A。如图所示。现沿杯壁向烧杯中缓慢加水，在水面上升的过程中，则（ ）

A．杯底受到水的压强一定变大
B．物块A受到的浮力变小
C．物块A保持静止不动
D．物块A将上浮
【答案】AB
【详解】A．现沿杯壁向烧杯中缓慢加水，在水面上升的过程中，水的重力增加，水对容器底的压力增加，由 SKIPIF 1 < 0 知杯底受到水的压强变大，故A正确；
BCD．悬浮时，物体A的密度等于盐水密度。现沿杯壁向烧杯中缓慢加水，盐水的密度减小，小于物体A的密度，物体A将下沉，排开液体的体积不变，由F浮＝ρ液gV排知物块A受到的浮力变小，故B正确，CD错误。
故选AB。
9．小明用金属块做了如图所示的探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系实验。测量时弹簧测力计的示数分别是 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 。若液体密度为 SKIPIF 1 < 0 ，则以下说法正确的是（ ）

A．该实验最合理的顺序是甲、乙、丙、丁
B．分析实验数据，在误差允许的范围内可得出 SKIPIF 1 < 0
C．金属块的质量为 SKIPIF 1 < 0
D．金属块的密度为 SKIPIF 1 < 0
【答案】BC
【详解】A．此实验操作正确的顺序是：乙、测出空桶重力，甲、金属块的重力，丙、金属块浸入水中读出弹簧测力计示数，丁、测出小桶和排开水的总重力；即该实验最合理的顺序是乙、甲、丙、丁，故A错误；
B．根据称重法可知为
SKIPIF 1 < 0
排开液体的重力为
SKIPIF 1 < 0
根据阿基米德原理可知，物体所受浮力等于其排开水的重力，所以得到
SKIPIF 1 < 0
分析实验数据，在误差允许的范围内可得出
SKIPIF 1 < 0
故B正确；
C．由图甲可知，金属块的重力 SKIPIF 1 < 0 ，则金属块的质量为
SKIPIF 1 < 0
故C正确；
D．由 SKIPIF 1 < 0 可得，金属块排开水的体积为
SKIPIF 1 < 0
因为浸没，所以金属块的体积为
SKIPIF 1 < 0
金属块的密度为
SKIPIF 1 < 0
故D错误。
故选BC。
10．如图所示，体重为500N的小楷用滑轮组拉着重400N的物体A沿水平方向匀速运动，物体A运动1m用时2s，此时滑轮组的机械效率为80%，每个滑轮重40N，绕绳能承受的最大拉力为600N，不考虑绳重和滑轮与轴之间的摩擦，下列计算结果正确的是（ ）
A．小楷对地面的压力为400N
B．10s内小楷对物体做功为1000J
C．小楷做功的功率为80W
D．小楷使用本装置的机械效率最高可达96%
【答案】AD
【详解】A．不考虑绳重和滑轮与轴之间的摩擦，滑轮组的机械效率
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
物体受到的摩擦力f=160N；由图可知滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端的拉力
SKIPIF 1 < 0
小楷受到重力、绳子的拉力和地面的支持力，地面的支持力
F支持=G-F=500N-100N=400N
小楷对地面的压力和地面对他的支持力是相互作用力，大小相等，所以小楷对地面的压力
F压=F支持=400N
故A正确；
B．物体A运动1m用时2s，即1s运动的距离是0.5m，10s内物体A移动的距离
s物=10×0.5m=5m
10s内小楷对物体做功（有用功）
W有=fs物=160N×5m=800J
故B错误；
C．拉力端移动距离
s=ns物=2×5m=10m
拉力做的总功
W总=Fs=100N×10m=1000J
拉力做功功率，即小楷做功的功率
SKIPIF 1 < 0
故C错误；
D．小楷施加的最大拉力等于自己的体重，为500N；绕绳能承受的最大拉力为600N，所以小楷使用本装置的最大拉力F最大=500N，不考虑绳重和滑轮与轴之间的摩擦，能克服的最大摩擦力
f最大=nF最大-G动=2×500N-40N=960N
不考虑绳重和滑轮与轴之间的摩擦，最大机械效率
SKIPIF 1 < 0
故D正确。
故选AD。
11．一装有适量水的容器放在水平桌面上，一木球和一合金球的体积分别为4V0和V0。将它们用细绳相连放入水中静止时，木球露出水面的体积为V0，如图所示；当把细绳剪断后，合金球沉底，木球静止时露出水面的体积为2V0，如图所示。已知水的密度为ρ0，下列说法正确的是（ ）
A．合金球的重力为 SKIPIF 1 < 0
B．合金球的密度为 SKIPIF 1 < 0
C．木球的密度为 SKIPIF 1 < 0
D．图中，容器底对合金球的支持力为 SKIPIF 1 < 0
【答案】ACD
【详解】AB．右图中木球排开水的体积
SKIPIF 1 < 0
木球受到的浮力
SKIPIF 1 < 0
木球漂浮在水面上，则
SKIPIF 1 < 0
在左图中，两球处于漂浮状态，则
SKIPIF 1 < 0
所受的浮力与重力相等
F浮总=G木+G合金
所以，合金球的重力为
SKIPIF 1 < 0
由 SKIPIF 1 < 0 知道，合金球的密度
SKIPIF 1 < 0
故A正确，B错误；
C．由 SKIPIF 1 < 0 知道，木球的密度为
SKIPIF 1 < 0
故C正确；
D．根据力的平衡条件知道，容器底对合金球的支持力为
SKIPIF 1 < 0
故D正确。
故选ACD。
三、填空题
12．在一个圆柱形容器底部放入一个长方体木块，容器底面积是木块底面积的4倍，如图甲。滋滋同学向容器中缓慢加水，当加入质量为 SKIPIF 1 < 0 的水时，木块刚好脱离容器底，如图乙，此时她在木块上与水面相平处做好标记 SKIPIF 1 < 0 。接着她将水倒出，又向容器中加入质量为 SKIPIF 1 < 0 的酒精，木块也刚好脱离容器底面，同样在液面处标上 SKIPIF 1 < 0 。（已知 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ）
加入水和酒精的质量关系是 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 （填“大于”“等于”或“小于”），此木块的质量为 g。

（1）根据浮力的知识，她想到可以用此方法来测量各种液体的密度。滋滋拿来一大瓶可乐，重复上述实验，在准备标记 SKIPIF 1 < 0 时，发现木块上附有很多气泡，她想通过计算在此处标记可乐密度的话，会比可乐的真实密度要 （选填“偏大”或“偏小”）；
（2）润润重新拿了一个重6牛的木块，在容器中加水至足够高度，当木块上放入4N的砝码时，木块刚好全部浸没，如图丙。则此木块的密度为多少 ？
（3）要让这个6牛的木块完全浸没在酒精中，则需要放上多重的砝码 ？
【答案】 等于 300 偏大 SKIPIF 1 < 0 2N
【详解】[1][2]容器底面积是木块底面积的4倍，所以木块排开水的体积是倒入水体积的 SKIPIF 1 < 0
即
V1=3V排水 ①
同理木块排开酒精的体积是倒入酒精体积的 SKIPIF 1 < 0
V2=3V排酒精 ②
根据阿基米德原理，设木块质量为m，结合已知条件，则有
mg=ρ水gV排水=ρ酒精gV排酒精 ③
由①②③得
ρ水V1=ρ酒精V2
即
m1=m2
木块的质量
SKIPIF 1 < 0
（1）[3]木块上附有很多气泡，气泡在水中受到浮力作用，根据力的平衡和力的相互作用，木块要受到气泡向上的力的作用f，即得
mg-f=ρ真实可乐gV排可乐
可知V排可乐会偏小，算密度时
SKIPIF 1 < 0
标记ρ可乐会偏大。
（2）[4]设木块密度为ρ′，木块排开水的重力
m水g=m砝码g+m木g
根据m=ρV和题干已知量，得
SKIPIF 1 < 0
故有
SKIPIF 1 < 0
（3）[5]设砝码重为G′，根据（2）中条件可得
SKIPIF 1 < 0
则砝码的重为
SKIPIF 1 < 0
13．如图是活塞式抽水机的示意图，已知O是该杠杆的支点，A、O、B在同一直线上， SKIPIF 1 < 0 ，当手柄处于静止状态时，竖直向上的动力F1为16N，则阻力F2为 N；若在力F1作用下A端向上移动50cm，则F1做的功为 J。

【答案】 48 8
【详解】[1]已知O是该杠杆的支点，AO、BO在同直线上，当手柄处于静止状态时，如图

则动力臂 SKIPIF 1 < 0 ，阻力臂 SKIPIF 1 < 0 ，所以，根据杠杆平衡条件可得
SKIPIF 1 < 0
解得：阻力
SKIPIF 1 < 0
[2]若在力F1作用下A端向上移动50cm，因
SKIPIF 1 < 0
则由杠杆平衡条件可知动力F1不变，则该过程中F1做的功
SKIPIF 1 < 0
14．（1）如图1所示是常见的液体蚊香电热器。电热器工作时，加热片的温度升高，其内能改变的方式是 ，驱蚊液吸热发生 （填物态变化名）。此蚊香电热器使用两孔插口，主要是由于它的 （选填序号：①发热功率低②外壳的材料是塑料）。
（2）远程信息传递技术为我们的生活增添了便利：“天宫课堂”直播是通过发送、接收 实现“天地对话”的；防疫期间使用的测温枪能识别人体发出的 ，无需接触即可快速测温；导盲手杖通过发射 探测周围障碍物的情况并处理成语音信号进行导航。
（3）如图2所示，沿斜面向上匀速拉一个重5N的物体到斜面顶端，斜面长1.0m，高0.3m，拉力做功为2J，则使用该斜面所做的额外功为 J，这个斜面的机械效率是 。匀速拉动过程中拉力大小 摩擦力（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

【答案】 做功 汽化 ② 电磁波 红外线 超声波 0.5 75% 大于
【详解】（1）[1]电热器工作时，加热片的温度升高，消耗电能转化为内能，其内能改变的方式是做功。
[2]驱蚊液吸热，由液态变成气态，这是汽化现象。
[3]此蚊香电热器使用两孔插口，主要是由于它的外壳的材料是塑料，属于绝缘体，故填②。
（2）[4][5][6]远程信息传递技术为我们的生活增添了便利：电磁波的传播不需要介质，所以“天宫课堂”直播是通过发送、接收电磁波实现“天地对话”的；红外线可以用来遥感遥控，所以防疫期间使用的测温枪能识别人体发出的红外线，无需接触即可快速测温；回声测距，因此导盲手杖通过发射超声波探测周围障碍物的情况并处理成语音信号进行导航。
（3）[7]有用功为
W有=Gh=5N×0.3m=1.5J
克服摩擦力的额外功为
W额=W总-W有=2J-1.5J=0.5J
[8]机械效率为
SKIPIF 1 < 0
[9]拉力为
SKIPIF 1 < 0
摩擦力为
SKIPIF 1 < 0
即拉力大于摩擦力。
15．小明利用如图1器材进行“提水”实验，他将盛有水的水槽放在电子秤水平秤盘上，再将水杯装满水倒扣与水槽内，用弹簧测力计竖直向上缓慢提起水杯，小明观察到水杯内的水也被提起来了，弹簧测力计示数有示数。“水被提起来”说明了 的存在；已知水槽底面积为500cm2，水的质量是5kg，不计水杯和水槽的质量，则当弹簧测力计示数如图2时，水槽对秤盘的压强为 Pa。向上“提水”的过程中，水槽底部受到水的压强 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。（g＝10N/kg）

【答案】 大气压 900 变小
【详解】[1]杯中的水不下降，是由于大气压作用在水面上，与托里拆利实验类似。
[2]对水槽、水杯、水受力分析，受到向下的重力和弹簧测力计的拉力与台秤的支持力，三者平衡，G＝F+F拉；图中弹簧测力计的分度值为0.2N，读数为5N；根据力的作用是相互的，水槽对秤盘的压力为
F＝G﹣F拉＝mg﹣5N＝5kg×10N/kg﹣5N＝45N
受力面积
S＝500cm2＝5×10﹣2m2
则水槽对秤盘的压强为
SKIPIF 1 < 0
[3]向上“提水”的过程中，水杯排开水的体积变小，水面会下降，由p＝ρ水gh可知，水槽底部受到水的压强会变小。
16．一架歼﹣15战机在“山东号”航母上起飞，此时机翼上方气流速度 下方气流速度；飞机离开甲板后，航母排开水的体积变化了25m3，则该飞机的质量为 t，飞机匀速飞行的升力为 N。（g=10N/kg，ρ海水=1.0×103kg/m3）
【答案】 大于 25 2.5×105
【详解】[1]机翼的形状是下平上凸，它飞机运动时，机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速。
[2]飞机离开航母甲板后，航母的总重减小了，根据物体浮沉条件可以知道，它受到的浮力也减小了。减小的浮力等于飞机的重力，根据阿基米德原理可以知道，排开水的重力变化大小等于飞机的重力，即排开水的质量大小变化等于飞机的质量。有
SKIPIF 1 < 0
[3]飞机匀速上升时，在竖直方向上受到的重力与升力是一对平衡力，大小相等，故其受到的升力为
SKIPIF 1 < 0
17．2022卡塔尔世界杯为人们奉上了无数精彩时刻。

（1）八大足球场馆大多采用 （选填“深色”或“浅色”）表层，以最大限度反射太阳光，避免吸收过多热量。足球场周围分布的热感摄像头可以通过接收球员辐射的 （选填“红外线”或“紫外线”）绘制出球员的运动轨迹；
（2）球员用力踢球时，脚会感到疼痛，说明力的作用是 的。当球员受伤时，在受伤部位喷洒的氯乙烷药液会在皮肤表面迅速 （选填“汽化”或“液化”）并吸收热量，使受伤部位温度降低从而减轻痛感；
（3）当球员踢出一个香蕉球（俯视的运动轨迹是弧线），足球在空中运动过程中 （填“是”或“不是”）旋转的。图中足球左侧空气压强 （选填“大于”“小于”或“等于”）右侧空气压强，足球的旋转方向为 （选填“顺”或“逆”）时针。
【答案】 浅色 红外线 相互 汽化 是 大于 顺
【详解】（1）[1]白色不透明体可以反射所有色光，八大足球场馆大多采用浅色表层，以最大限度反射太阳光，避免吸收过多热量。
[2]人体会不断地向外辐射红外线，因此足球场周围分布的热感摄像头可以通过接收球员辐射的红外线绘制出球员的运动轨迹。
（2）[3][4]球员用力踢球时，脚会感到疼痛，说明力的作用是相互的。液态的氯乙烷沸点低，涂到身体表面上时，它就会发生汽化现象，需要从身体吸收热量，使受伤部位温度降低从而减轻痛感。
（3）[5][6][7]由图可知，足球在运动过程中，逐渐向右侧偏移，说明右侧的压强小，左侧的压强大，根据流体压强与流速的关系可知，右侧空气流速快，左侧空气流速慢，由此可知足球的旋转方向为顺时针。
四、计算题
18．放在水平桌面上的圆柱形容器B高为20cm，底面积为0.03m2，容器中放一个质量为800g正方体A，边长为10cm，若一定质量的水沿着容器壁缓慢倒入容器B中，当木块A对容器B底的压强恰好为零时，求（g＝10N/kg）：
（1）物体A此时受到水的浮力是多大？
（2）此时容器B中水的高度为多少？
（3）容器底受到水的压力是多大？
（4）继续加水至18cm深时，水对正方体底部的压强是多大？
【答案】（1）8N；（2）0.08m；（3）12N；（4）800Pa
【详解】解：（1）正方体木块A的重力
SKIPIF 1 < 0
当木块A对容器B底的压强恰好为零时，A对容器底的压力为零，此时A受到的浮力
SKIPIF 1 < 0
（2）正方体木块A的底面积
SKIPIF 1 < 0
由 SKIPIF 1 < 0 得，A排开水的体积
SKIPIF 1 < 0
此时容器B中水的高度
SKIPIF 1 < 0
（3）容器底受到水的压强
SKIPIF 1 < 0
由 SKIPIF 1 < 0 可知，容器底受到水的压力
SKIPIF 1 < 0
（4）物体的体积
SKIPIF 1 < 0
物体的密度
SKIPIF 1 < 0
小于水的密度，继续加水至18cm深时，木块A处于漂浮状态，水对正方体底部的压力
SKIPIF 1 < 0
水对正方体底部的压强
SKIPIF 1 < 0
答：（1）物体A此时受到水的浮力是8N；
（2）此时容器B中水的高度为0.08m；
（3）容器底受到水的压力是12N；
（4）继续加水至18cm深时，水对正方体底部的压强是800Pa。
19．图甲是一种适用于陆地、浅水及深水作业环境的水陆挖掘机，图乙是该水陆挖掘机的结构示意图，机械臂可绕O点转动，挖掘机有两条履带，每条履带内侧均有1个由合金材料制成的空心浮箱（可视为长方体）。（g=10N/kg）
（1）该挖掘机在某次陆地作业时，斗铲装取砂石后静止在图乙所示的位置，此时机械臂和斗铲整体的重心在N点，O、M、N三点在同一直线上，且与水平面的夹角为37%，OM=1m，ON=10m，若机械臂和斗铲整体的总质量为3t，则此时伸缩杆对机械臂的支持力（支持力垂于机械臂）是多少？（提示：sin37°=0.6，cs37°=0.8）
（2）每个浮箱宽为1.5m，高为2m，合金材料的密度为8.0×103kg/m3，已知制作每个浮箱时所用合金材料的体积V与浮箱长度L的关系为V=0.07m2 L+0.05m3，除2个完全相同的浮箱外，挖掘机其余部分的质量为33t。若挖掘机漂浮在水中时，2个浮箱浸入水中的深度均不能超过1.5m，则每个浮箱的长度至少是多少？（不计履带排开水的体积和驾驶员的质量）
【答案】（1）2.4×105 N；（2）10m
【详解】解：（1）可将机械臂看成杠杆，O为支点，机械臂和斗铲整体的重心在N点，其重力当成动力（质量为m总），设机械臂与水平线夹角为 SKIPIF 1 < 0 ，其力臂为 SKIPIF 1 < 0 ，伸缩杆对机械臂的支持力F看成阻力，其力臂为OM，开始时机械臂伸直在图乙静止，由杠杆的平衡条件知道
SKIPIF 1 < 0
代入数据知道
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
（2）挖掘机漂浮在水中，2个浮箱浸入水中的深度均不超过 SKIPIF 1 < 0 ，则每个浮箱的长度至少为L，由漂浮条件知道
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
即
SKIPIF 1 < 0
代入数据
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
答：（1）伸缩杆对机械臂的支持力为 SKIPIF 1 < 0 ；
（2）每个浮箱的长度至少10m。
20．小梦参观工厂时看到许多液罐配有浮子液位计，他探究液位计工作原理后也设计了一个简易浮子液位计如图所示，把装有水的圆柱形水槽放在水平桌面上，圆柱形浮子用细绳通过定滑轮与重锤连接，将浮子放入水中，打开阀门缓缓排水并根据重锤位置在刻度尺上标注出对应的水位高度。已知浮子底面积50 cm2，水槽底面积200cm2，浮子重5N，重锤重3N，水槽重6N，不计细绳重与摩擦，g取10N/kg。求:
（1）水位为30cm时，水槽底部受到水的压强；
（2）排水至水槽中的水重为40N时，桌面受到水槽的压强（浮子未触底）；
（3）该刻度尺可标注的最小水位值。

【答案】（1）3000Pa；（2）2.4× 103Pa；（3）0.04m
【详解】解：（1）根据液体压强的的公式可知，水位为30cm时，水对水槽底部的压强为
p1 = ρ水gh1 = 1.0×103 kg/m3 × 10N/kg × 0.3m = 3000Pa
（2）地面受到的总压力为
F总 = G水 + G槽 + F压 = 40N + 6N + (5N－3N) = 48N
地面受到水槽的压强为
SKIPIF 1 < 0
（3）当浮子刚接触水槽底时，重锤不再移动，标注的水位值最小为hmin，有
F浮 = G1－ F拉 = 5N －3N = 2N
由阿基米德原理可知
F浮 = ρ水gV排 =ρ水gS1 hmin
可得
SKIPIF 1 < 0
答：（1）水位为30cm时，水槽底部受到水的压强为3000Pa；
（2）排水至水槽中的水重为40N时，桌面受到水槽的压强为2.4×103Pa；
（3）该刻度尺可标注的最小水位值0.04m。