2022年中考物理二轮复习重点专题训练浮力综合计算

专题训练  浮力综合计算

1．如下图所示，水平地面上有一盛水的圆柱形容器，容器中水深40cm，一个体积为1dm3的正方体物块通过一根细线与容器底部相连，细线受到的拉力为4N。（g=10N/kg）求：

（1）此时容器底受到水的压强；       

（2）此时物块受到的浮力和物块的质量；       

（3）细线剪断后，物块静止时浸入水中的体积。       

2．如图甲所示，放在水平桌面上的薄壁柱形容器重为10N，底面积为200cm2，里面装有12cm深的水；现有一轻质弹簧，下端固定着边长为10cm的正方体物块A，其下表面正好与水面相平，此时弹簧伸长了3cm。弹簧受到的弹力F跟弹簧的变化量ΔL的关系如图乙所示。求：

（1）则物块A的密度。

（2）若向容器内缓慢加水，直至物块A刚好完全浸没水中（水未溢出），立即停止加水。当物块A刚好完全浸没水中时，容器对桌面的压强。

3．如图甲，质量为0.55kg，边长为10cm的正方体木块漂浮在水面；如图乙，将物体A放置在正方体木块上方，使正方体恰好浸没在水中。（g取10N/kg）求：

（1）未放物体A时，正方体木块静止时受到的浮力是多少？

（2）未放物体A时，正方体木块排开水的体积是多少？

（3）物体A质量为多少时，正方体木块恰好浸没在水中？

4．如图所示，柱形容器中装有适量的水，小刚同学用一个平底试管装入适量钢珠漂浮在液面。该试管总质量为200g，底面积为2×10-3m2，试管总长为20cm。

（1）求水深为25cm时，容器底部所受水的压强；

（2）将该试管放入容器中漂浮时，求容器底部所受压力的增加量；

（3）若该试管在水中漂浮时，试管对应水面的位置设为A水，如图所示：若将该试管分别漂浮在ρ1=0.8×103kg/m3和ρ2=1.2×103kg/m3的液体中，试管在两种液体液面所对应位置分别为A1、A2。

a．请判断试管上位置A1、A2分别位于位置A水的上方或下方，并选择其中一种液体通过计算说明。

b．若将试管漂浮在密度为ρx液体中，所对应液面位置为Ax，且ρx<ρ1，发现AxA1之间的距离恰好等于A水A1的距离，求液体密度ρx的大小。

5．时至今日，航空母舰已是现代海军不可或缺的利器，也成为了一个国家综合国力的象征。航母上配备大量先进装备，其中舰载机是航母战斗力的核心，舰载机可以在航母上起飞、着落，执行各种军事任务。（ρ海水=1.1×103kg/m3）

（1）航母配备的深水炸弹，主要用于毁伤潜艇。深水炸弹在深度500m的深海中爆炸，此时深水炸弹受到的海水压强为多大？

（2）彩虹-4无人机是中国航天科技集团公司自主研发的无人驾驶飞行器，可以为航空母舰侦查敌情。无人机到距离航空母舰150km的地方侦查敌情用了0.5h，此次无人机的水平平均飞行速度是多少？

（3）歼击机的主要任务是与敌方歼击机进行空战，拦截敌方轰炸机、强击机和巡航导弹。某歼击机起飞后，航母排开水的体积减小了20m3，则该型号舰载机的重力为多少？

（4）钢化玻璃属于安全玻璃，有较强的承载能力、抗风压性、寒暑性、冲击性等，飞机舷窗玻璃使用的就是这种安全玻璃。飞机在高空飞行时，机舱外气压很低，机舱内始终保持1.0×105Pa的气压，如图所示是大气压随高度变化的图象，当客机飞行在7km高度时，面积是200cm2的舷窗承受的内外压力差是多少？

6．如图所示，不吸水的长方体A固定在体积不计的轻杆下端，位于水平地面上的圆柱形容器内，杆上端固定不动。容器内盛有10cm深的水，物体下表面刚好与容器内的水面相平。往容器中缓慢注水，加水过程中水没有溢出。当加500cm3的水时，轻杆受力为6N，容器底部受到的压强较注水前变化了Δp1；当加2000cm3的水时，轻杆受力为3N，容器底部受到的压强较注水前变化了Δp2，且Δp1∶Δp2=1∶4。（ρ水=1.0×103kg/m3）求：

（1）加水前水对容器底的压强；

（2）加2000cm3的水时，加入水的质量；

（3）物块A的重力GA。

7．在图a中，小阳同学把石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，直至全部没入水中；图b是钢绳拉力F随着时间t变化的图象；若不计水的阻力，g取10N/kg，则

（1）石料受到的重力为多少？

（2）石料的密度为多少？

8．小王学习了浮力、压强知识后，回家做了如下操作，如图甲所示将重为5N，底面积为500cm2，有一定高度且装有20cm深水的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上，用一根轻杆（不计体积和质量）吊着一个由AB两部分组成的工件AB（硬质工件A、B材料不同，中间紧密连接，均不吸水）。A、B部分为均匀的实心圆柱体，高均为10cm，A的横截面积为400cm2，密度为0.2g/cm3，B的横截面积为200cm2。用手拿住轻杆，将AB工件从图甲中刚接触水面位置缓慢竖直下降直到接触容器底部，杆对AB工件的作用力F随AB工件下降高度h的关系如图乙所示，负值表示力的方向相反。求：

（1）A、B的总重为多少？

（2）当h＝8cm，水对容器底部的压力为多少？

（3）当h＝15cm，容器对水平桌面的压强为多少？

9．如图所示，先在水平桌面上放置一个底面积为50cm2的圆筒形容器（厚度可忽略），向容器中注入10cm深的水，再将质量为55g的鸡蛋轻轻放入水中，发现鸡蛋沉至容器底部，此时测得水面升高了1cm。再向容器中加食盐并不停地搅动，直到鸡蛋恰好悬浮起来为止。试计算：

（1）容器中放入鸡蛋时，水对容器底部的压强是多大？

（2）鸡蛋沉至容器底部时，受到多大的浮力？

（3）当鸡蛋悬浮起来时，盐水的密度是多少？

10．将一瓶新买来的标有净含量为550ml的矿泉水，先放在水平桌面上（瓶未开启），如图甲所示，瓶底与桌面的接触面积为3cm2，接着把这个水瓶放在水中，瓶子处于漂浮状态，如图乙所示。然后把瓶中水喝完，测得这个空瓶（包含瓶盖）重力为0.2N。（已知水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求:

（1）瓶中水受到的重力；

（2）图甲中矿泉水瓶对水平桌面的压强；

（3）图乙中瓶浸在水中的体积。

11．为探究浮力产生的原因，杜老师制作了一个特别的水槽：水槽分成M、N两部分，M底部的横截面积为400cm2，N底部的横截面积为200cm2，且有一个边长为10cm的正方形开口，容器厚度均忽略不计，h0=10cm，如图甲所示。现将一个质量为600g，边长为10cm的正方体木块完全密封在正方形开口上方并使其不下落，然后向N水槽中加水使h1=12cm，水未从N流出，观察到木块并没有上浮，如图乙所示。继续向M槽中加水，如图丙所示，直至木块能刚好脱离N水槽的底部时，停止加水。求：

（1）向N水槽中加水结束时，木块上表面受到水的压力为多少N？

（2）向M水槽中加水，木块刚好上浮时，向M水槽加水的质量为多少kg？

（3）木块上浮最终静止后，水对M底部的压强为多少Pa？

12．如图所示是我国某型号潜水艇，已知其总体积为1.2×104m3，在海面航行时（水舱未充水）排水量约为9100t，某次下潜到海面下400m深处执行任务。ρ水=1.0×103kg/m3，求：

（1）潜水艇在海面航行时排开水的体积；

（2）潜水艇在400m深处时受到海水的压强；

（3）下潜到400m深处悬浮时水舱中充入海水的质量。

参考答案

1．（1）4×103Pa；（2）10N，0.6kg；（3）6×10-4m3

2．（1）0.6×103kg/m3；（2）3200Pa

3．（1）5.5N；（2）；（3）0.45kg

4．（1）2.5×103Pa；（2）2N；（3）试管上位置A1位于A水的上方、A2位于A水的下方；0.6×103kg/m3

5．（1）5.5×106Pa；（2）300km/h；（3）2.2×105N；（4）1200N

6．（1）1000Pa；（2）2kg；（3）7N或9N

7．（1）1400N；（2）2.8×103kg/m3

8．（1）36N；（2）150N；（3）3300Pa

9．（1）1.1×103Pa；（2）0.5N；（3）1.1×103kg/m3

10．（1）5.5N；（2）19000Pa；（3）570mL

11．（1）12N；（2）7.6kg；（3）2900Pa

12．（1）9.1×103m3；（2）4×106Pa；（3）3.1×106kg