2022年中考物理试题分类汇编：浮力、压强综合（解析）

2022年中考物理试题分类汇编：压强、浮力综合

一、选择题

1.（2022湖南邵阳）图是055型驱逐舰，它是我国未来海军的中坚力量，是目前全球最大的水面“战

斗机”。其排水量为12000t,吃水深度为6.6m。关于该驱逐舰，下列分析正确的是（）。

A.该驱逐舰在海上航行时受到的浮力大于重力；

B.排水量指的是驱逐舰满载时排开水的重力；

C.因为流速越大的位置流体压强越小，所以两艘驱逐舰可以近距离并排航行；

D.驱逐舰吃水深度越深，舰底受到水压强越大

【答案】D,

【解析】A.驱逐舰在海上航行时，处于漂浮状态，根据物体浮沉条件可知，驱逐舰受到的浮力等于

重力，故A错误；

B.排水量指的是驱逐舰满载时排开水的质量，而不是重力，故B错误；

C.因为流速越大的位置流体压强越小，所以两艘驱逐舰近距离并排航行时，中间部分压强小，两侧压

强大，容易把两舰艇往一块压，造成相撞，所以两艘驱逐舰不能近距离并排航行，故C错误；

D.驱逐舰吃水深度越深，即人越大，根据尸。"可知，舰底受到水的压强越大，故D正确。故选D。

2.（2022湖北黄冈、孝感、咸宁）如图所示，欢欢同学把一只苹果丢入水中，发现苹果下沉一段距离

后，又向上运动，最终漂浮在水面上，下列分析正确的是（）。

A.在下沉的过程中，苹果受到水的压强不变；

B.在下沉的过程中，苹果受到水的浮力减小；

C.在水面漂浮时，苹果受到的浮力大于它受到的重力；

D.在整个过程中，苹果受到浮力的方向总是竖直向上

【答案】Do

【解析】A.在下沉过程中，苹果所处液体深度变大，苹果受到水的压强变大，故A错误；

B.在下沉的过程中，苹果排开水的体积不变，液体密度不变，由阿基米德原理可知苹果受到水的浮力

不变，故B错误：

C.在水面漂浮时，苹果受力平衡，苹果受到的浮力等于它受到的重力，故C错误;

D.物体不管处于何种浮沉状态，所受浮力的方向总是竖直向上的，故D正确。故选D。

3.（2022河南）两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙，制成了A、B两支密

度计，放入同一个盛有水的烧杯中，静止后如图所示。下列说法正确的是（）。

A.密度计A所受浮力较小；

B.密度计B所受重力较小；

C.两密度计底部所受水的压强相等；

I）.两密度计在水面处的刻度值不同

【答案】Ao

【解析】A.根据阿基米德原理尸淳=。源名心

A、B均漂浮在水中，故液体密度相同。由图可知九#＞「布

可得用滓〉人浮

故A正确；

B.密度计处于漂浮状态，浮力和重力的关系为b浮=G”

因为其浮＞£、浮

所以品＞&

故B错误；

C.A、B浸没的深度关系为以〈加

根据液体压强公式产0g方

可得P\＜P»

故C错误；

D.密度计是用来测量液体密度的仪器，密度计漂浮时，在液面处的刻度就是所测液体的密度，A、B均

为密度计，漂浮在水上，所以两密度计在水面处的刻度都是水的密度，故D错误。故选A。

4.（2022四川达州）如图所示，底面积、质量均相同的甲、乙、丙三个容器置于水平桌面上，容器内

的液面相平，容器对桌面的压强相等。现将三个相同小球（球的密度与乙中液体密度相同）分别放入甲、乙、

A.放入小球前，容器内的液体质量关系：加中〉加乙〉勿再

B.放入小球前，液体对容器底部的压力关系：尸甲=尸乙=尸丙

C.放入小球后，液体对容器底部的压强关系：。单丙

2

D.放入小球后，小球所受浮力关系：尸浮甲〈尸浮zV/7浮丙

【答案】C»

【解析】AB.三个容器底面积、质量均相同，置于水平桌面上，对水平面的压力与物体的重力大小相等,

FG

现容器对水平桌面的压强相等，由p=一可得，容器对桌面的压力相等，则容器中液体的重力相等，由忆=一

5g

可得三个容器内液体的质量相等；山图可得，甲液体的体积最大，丙液体的体积最小，由0=一可知，三个

V

容器中液体的密度大小关系为。中＜0乙〈0丙

容器内的液面相平，则液体的深度力相等，由液体压强公式〃=。的可知，液体对容器底部的压强大小

关系为。'甲乙丙

三个容器的底面积相等，由吃6可知，液体对容器底部的压力大小关系为尸小尸乙＜尸内

故AB错误；

CD.三个小球完全相同，球的密度与乙中液体密度相同，根据物体浮沉条件可知，小球在甲液体中静止

时沉底，在乙液体中悬浮，在丙液体中漂浮，根据浮沉条件可知，小球在三种液体中所受浮力大小关系为尸

滓甲＜尸浮乙=/浮内

将三个小球分别放入液体中，甲容器中小球沉底，所受浮力小于小球的重力，由于力的作用是相互的，

液体对小球向上的浮力等于小球对液体向下的压力，由于甲容器是口大底小的容器，液体向下的压力有部分

压在侧壁上，使得液体对容器底的压力减小，则可得液体对容器底增加的压力小于小球的重力；乙容器中小

球悬浮，所受浮力等于小球重力，由于力的作用是相互的，液体对小球向上的浮力等于小球对液体向下的压

力，由于乙容器是柱形容器，液体向下的压力全部压在容器的底部，则液体对容器底增加的压力等于小球的

重力：丙容器中小球漂浮，所受浮力等于小球重力，由于力的作用是相互的，液体对小球向上的浮力等于小

球对液体向下的压力，由于丙容器是口小底大的容器，液体向下的压力会使得容器的侧壁增加一部分向下的

压力，则液体对容器底增加的压力大于小球的重力。三个容器的底面积相等，由△〃=¥•可知，液体对容

器底增加的压强△，甲＜乙＜△〃丙

未放入小球时液体对容器底部的压强大小关系为户水0工＜0’内

因此放入小球后，液体对容器底部的压强为未放入时液体产生的压强与增加的压强之和，则放入小球后

液体对容器底的压强大小关系为P中«P'

故C正确，D错误。故选C。

5.（2022湖南常德）两相同的容器中装有体积相等的两种液体，静止放置在水平桌面上。将同种材料

制作的实心物体A、B分别放入两容器中，静止时液面等高，如图，则（）。

A.A的重力小于B的重力；

B.A受的浮力大于B受到的浮力;

3

c.甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度；

D.甲杯和乙杯的底部受到的压强相等

【答案】B。

【解析】C.同种材料制作的实心物体A、B密度相同，物体A在甲液体中漂浮，说明甲液体的密度大于

物体密度，物体B在乙液体中悬浮，说明乙液体密度等于物体密度，则甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的

密度，故C不符合题意；

AB.两相同的容器中装有体积相等的两种液体，放入物体后，静止时液面等高，说明实心物体A、B排

开液体的体积相同，根据%=夕液8%卜，排开液体体积相同，甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度，则

A受的浮力大于B受到的浮力，因为两物体所受浮力都等于重力，则A的重力大于B的重力，故A不符合题

意，B符合题意；

D.静止时液面等高，所以液体深度相同，根据液体压强p=Qg/i可知，液体深度相同，甲杯中液体的

密度大于乙杯中液体的密度，则甲杯中液体的对容器底部的压强大于乙杯中液体对容器底部的压强，故D不

符合题意。故选B。

6.（2022山东临沂）线上教学期间，居家学习的小明进行实验探究：将水平桌面上的甲、乙两只相同

的塑料杯中分别装满水，把两个质量相同的小球分别放入两杯中，两小球静止时如图所示，则（）0

A.甲杯中溢出水的体积小B.乙杯中小球所受浮力大

C.甲杯底部受到水的压强小D.两杯对桌面的压强一样大

【答案】D«

【解析】AB.依题意得，两个小球的质量相等，由6=m8得，重力相等。由图得，甲杯中球处于漂浮

状态，受到的浮力等于重力；乙杯中球处于悬浮状态，受到的浮力等于重力，因此两球受到的浮力大小相等；

in

由阿基米德原理得，两球排开水的重力相同，由6=但得，两球排开的水的质量相同，山"得，两球

排开的水的体积相同，故AB不符合题意；

C.两杯水的深度相同，由p=Qg/i得，甲乙杯底受到的水的压强相等，故C不符合题意；

D.依题意得，未放入球时，两杯水的重力相等，球放入后，两杯水被排出的水的重力相等，所以剩余

水的重力相等，两球的重力相等，所以甲中剩余水与球的总重力等于乙中剩余水与球的总重力，塑料杯放在

水平桌面上，对水平桌面的压力等于瓶子和瓶内物理体的总重力，所以两杯对桌面的压力相等，两杯与水平

桌面的接触面积相等，由P得，两杯对桌面的压强一样大，故D符合题意。故选D。

7.（2022山东泰安）两个相同的容器放在同一水平桌面上，分别装有甲、乙两种密度不同的液体，且

。甲乙；两个体积相同的实心小球。和匕在甲、乙两种液体中静止时的状态如图所示；两容器内"两

4

点到容器底部的距离相等。设小球〃和人的密度分别为4和4，质量分别为？和〃?b，受到的浮力分别为工

和瑞，c、d两处的液体压强分别为Pc和Pd。下列说法中（）。

QP">Pb②？<〃％③居>”④Pc>Pd

液面

A.只有①③正确B.只有②③正确

C.只有①④正确D.只有①③④正确

【答案】Do

【解析】①由图可知，a在甲中悬浮，6在乙中漂浮，所以夕P^＜PL

又夕甲〉。乙，所以2,=n甲＞夕乙＞8,

故①正确；

②由题意可知，助两小球体积相同，由①可知心＞8,。根据炉0，

1maV

叫二PbV

所以"4＞恤，故②错误；

③由图可知，a全部浸没液体甲中，心浸没液体的一半。根据阿基米德原理，浸入液体中的物体受到的

浮力等于它排开水液体所受到的重力，图中6排开液体体积是a排开液体体积的一半，PQP乙,根据尸浮=

。覆g/推，月=。中£匕，R=P乙gk

所以乙＞耳，故③正确；

④由图可知，甲的液面高度高于乙的液面高度，且夕甲乙，两容器内。、d两点到容器底部的距离相

等。根据液体压强公式片

Pc~Pnigh甲

PrPz.ghz.

可得Pc＞%，故④正确。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。

二、填空题

8.（2022湖南岳阳）我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟方米深处多次成功坐底，标志着我国在

载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在深水下潜过程中所受水的压强_______,浮力_______o（两

空均选填“变大”、“变小”或“不变”，整个过程潜水器的体积不变）

5

【答案】①变大；②不变。

【解析】［1］奋斗者号在下潜过程，深度变深，据片。颜知，所受水的压强变大。

［2］下潜过程，奋斗者号体积不变，排开水的体积不变，据阿基米德原理知，所受的浮力不变。

9.（2022四川达州）如图所示，盛有2kg水的柱形容器置于水平地面上，重为6N不吸水的正方体，静止时

有五分之三的体积浸入水中，物体下表面与水面相平，则物体的密度为kg/m\物体下表面所受

水的压力为N。若物体在压力的作用下刚好浸没水中，不接触容器底，水不溢出，此时水对容器

底部的压力为No（g取10N/kg,P44=1.0X103kg/m3）

【答案】①0.6>U）3kg/m3；②6：③30。

【解析】口］由图可知，物体在液体中处于漂浮，则物体所受的浮力为尸行生6N

3

假设物体的体积为V,根据阿基米德原理可知《丫=月字=6N

6N

y==lxl0-3m3

解得333

5夕水g5X1?

G6N“

物体的质量为m=—=sz”=0.6kg

glON/kg

33

则物体的密度为P=£=[:急3=0.6xl0kg/m

⑵根据浮力产生的原因居多=%上-£句下

物体上表面没有受到水的压力，则物体下表面所受水的压力为?=峪上=耳手=6N

［3］物体在压力的作用下刚好浸没水中静止时，物体受到向上的浮力&和向下的重力G及向下的压力F,

则物体此时受的浮力F浮-夕水非nl.OxlO,kg/m'x1ON/kgx1xIO3m3-1ON

力作用是相互的，水给物体的浮力为ION,则物体给水的压力也为10N,容器中水的重力

G水=加水g=2kgx1ON/kg=20N

此时水对容器底部的压力为F&=Fn+G/R=1ON+20N=30N。

10.（2022青海）我国自主研发的“深海勇士号”载人潜水器，其质量为2X10'kg。当潜水器悬浮在海水中

时，受到的浮力是.N；当它继续下潜时受到的浮力（选填“变大”“不变”或“变小”），

压强（选填“变大”“不变”或“变小”）。（g取1ON/kg）

【答案】①2X10）②不变；③变大。

【解析】［1］当潜水器悬浮在海水中时，受到的浮力F»=G=mg=2X10'kgX10N/kg=2X105N

［2］当它继续下潜时，排开海水的体积不变，海水的密度不变，由尸产。海可知，潜水器受到的浮力

6

不变。

［3］当它继续下潜时，深度变大，海水的密度不变，由片。的可知，潜水器受到的压强变大。

11.（2022四川南充）将两个相同的小球分别放入装满不同液体的甲乙相同烧杯中，稳定后如图所示,

甲中小球漂浮，乙中小球沉底，甲烧杯溢出的液体质量____________（选填“大于”、“小于”或“等于“）乙

烧杯溢出的液体质量，此时（选填“甲”或“乙”）杯底部受到的液体压力较大。

【答案】①大于；②甲。

【解析】［1］甲乙中小球相同重力，甲中小球漂浮，浮力E等于重力，乙中小球沉底，浮力K小于重力,

则E＞每

根据阿基米德原理，物体所受浮力等于排开液体重力，则G阳＞6排2

41＞叫F2

［2］甲中小球漂浮，则月＞0球

乙中小球沉底，则。2＜。球

杯底部受到的液体压强Pi=Pigh,p2=p2gh,P|＞〃2

杯底部受到的液体压力=F\=p2S,F\＞F］

三、计算题

12.（2022湖北宜昌）如图甲所示，我国自行研制的ZBD-05两栖步兵战车，是世界上水上行驶最快的战车。

它具有独特的前部防浪板和尾部滑行板，水中航行时，两者配合可以降低阻力，提高速度，有力增强了我军

抢滩登陆的能力,它的部分参数如下表。已知0水=1.ox10：'kg/m\支10N/kg。则：

战车质量26t

水上最大速度25km/h

履带着地总面积4m2

发动机功率llOOkW

（1）尾部滑行板设计成如图乙所示的水翼形状，使其在水中行驶时获得向上的抬升力，它依据的物理

学原理是一；

（2）战车在离岸10km的距离以最快速度冲击，可以多长时间到达岸边？

（3）战车在抢滩登陆接近水平岸滩时，收起尾部滑行板，履带已着地，但仍有4m3的车体浸在水中，如

图丙所示，此时地面对履带的压强是多少？

7

【答案】①流体中流速越大的位置，压强越小；②0.4h；③5.5xl()4pa。

【解析】(1)[1]尾部滑行板做成上凸下平的形状，当流体经过滑行板时，滑行板上方流速快压强小，

滑行板下方流速慢压强大，使得滑行板受到一个向上的压强差，从而产生向上的升力，则滑行板设计所依据

的物理原理是流体中流速越大的位置，压强越小。

(2)[2]战车的最大速度片25km/h,战车以最快速度到达岸边的时间/=上=一吆—=0.4h

v25km/h

(3)⑶战车的重力G=/〃g=26x1()3版xlON/依=2.6XIO'N

战车受到的浮力尸浮=%=0,小心=1.OX103kg/m3X10N/kgX4m3=4X10'N

履带对水平岸滩地面的压力2G~F12.6X10sN-4X10'N=2.2X103N

履带对地面的压力和地面对履带的压力是一对相互作用力，这两个力的大小相等，则战车履带受到地面

的压强p=£=。

22xl?N=55XW4PA

S4m2

13.(2022湖北武汉)我国万米深潜作业次数和下潜人数位居世界首位。图甲所示为我国“奋斗者”号载人

潜水器的海试现场。

(1)潜水器的前边固定着一个采样篮，里面放着海底沉积物采样器等工具，采样器是一个下端开口的

圆柱形玻璃管。潜水器两侧各连着一只机械手臂，其中一只机械手臂的简化示意图如图乙所示，它由金属杆

AB、/和可以伸缩的液压杆力C组成，C点为机械手臂和潜水器的连接点。当液压杆伸长或缩短时，会带动

金属杆4?绕着。点转动，金属杆8端就会向上提或向下压采样器；

①请在图乙中画出水平金属杆的6端竖直向下压采样器时，采样器对金属杆46的力的示意图；

②若的、8和〃1的长分别是18cm、24cm和30cm,加的长是72cm,这只机械手臂的液压杆4C对水平

金属杆/端的拉力是200N,玻璃管水平的圆环形管口和海底沉积物的接触面积是2cm2时，则竖直状态下的玻

璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是多少Pa?(不考虑金属杆48和采样器它们受到的重力和浮力)

(2)总质量是36t且处于悬浮状态的潜水器在海底完成作业后，会抛卸吸附在舱外的压载铁再上浮。

为了确保舱内作业人员的安全，科学家们在设计“奋斗者”号时，可以让潜水器在不能抛卸压载铁时进行“断

臂求生”,即让潜水器在深海抛掉两只机械手臂和采样篮等物体后再上浮。若某次深海演练抛掉质量是L8t。

体积是0.3m：'的两只机械手臂和采样篮等物体，则此时潜水器受到的浮力是多少N?浮力比重力大多少N?

8

【答案】(1)①如图,②2X10'Pa；(2)3.57X10sN,1.5X104N.

【解析】(1)①水平金属杆的6端竖直向下压采样器时，根据力的作用是相互的，采样器对杠杆有一个

竖直向上的力，其大小为凡故如图所示：

采样器勺

(2)②根据勾股定理可知AC=yjAO1+OC2=^(18cm)2+(24cm)2=V900cm2=30cm

该三角形是直角三角形，/C为斜边，根据三角形的面积公式可知，液压杆/C对水平金属杆/端拉力的

AOxQC18cmx24cm

力臂L,==14.4cm

AC30cm

金属杆6端对采样器的压力耳

=F==200Nx14.4cm=4NN

OB72cm

F40N0

圆环形管口对海底沉积物产生的压强p=」=—匕L=2X105Pa

S2x10m~

(3)潜水器处于悬浮状态，总浮力为/=G^=AH总guBGxKykgxlON/kgMB.GxKyN

潜水器抛掉机械手臂等物体后，减小的浮力

曹？--1-0x103kg/m3x1ON/kgx0.3m3=3xl03N

减小的重力AG==1.8x103kgx1ON/kg=1.8xlO4N

潜水器剩下的重力G=G(i-AG=3.6xl05N_L8xl04N=3.42xl()5N

抛掉机械手臂等物体后潜水器受到的浮力

535

F,=F浮-NF咨=3.6x10N-3X10N=3.57X10N

抛掉机械手臂等物体后浮力比重力大学一G=3.57X1()5N_3.42X105N=1.5X104N。

答：(1)①见解析，②竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是2xl()5pa；潜水

器受到的浮力是3.57X1CPN，浮力比重力大ISXIO'N。

14.(2022湖南长沙)一个不吸收液体的圆柱体重5N,底面积S=2.5x10-3m?。如图所示，将圆柱体浸没

在水中，弹簧测力计的示数为3N,已知'=1.0x1()3kg/n?,取g=10N/kg。

9

(1)求圆柱体浸没在水中时受到的浮力£浮；

(2)将圆柱体竖直放在水平桌面上，求圆柱体对水平桌面的压强0；

(3)一个足够高的柱形容器放在水平桌面上，装入某种液体后，液体对容器底部的压强为P1再将圆

柱体缓慢地放入容器中，圆柱体始终保持竖直，松开后最终液面与圆柱体顶部的距离由2cm,液体对容器底

部的压强为已知小一0=180Pa,容器底面积邑=l()()cm，求容器中液体的质量。

【答案】(1)2N；(2)2000Pa；(3)0.54kg或0.72kg。

【解析】(1)圆柱体重5N,将圆柱体浸没在水中，弹簧测力计的示数为3N,在水中时受到的浮力为

%=G—号=5N-3N=2N

(2)圆柱体重5N,底面积2.5x10-3m2,竖直放在水平桌面上，对底部的压力大小等于重力大小,

FG5N

则圆柱体对水平桌面的压强为。=不=不=25x[0-m?=2000Pa

(3)将圆柱体浸没在水中，受到的浮力耳孚为2N,则圆柱体体积为

_F：.________2N________

“「水glxl03kg/m?xlON/kg

圆柱体密度为P=^=2急0k3=25乂/

圆柱体高度为%=上=2xlLj11亍=o.O8m=8cm

S[2.5x10m-

①若圆柱体漂浮在液面上时，液面与圆柱体顶部的距离#2cm,此时液面上升的高度为

%(0.08m-0.02m)x2.5x10-3m2.

的—=--------------z—z---------=0n.0n1ijm

S,lxio-2m2

已知P2—Pi=180Pa,则根据如=。液g4i可知，液体密度为

p/一!一=------------=1.2x103kg/m3<2.5x103kg/3

液g\h10N/kgx0.015mm

液体密度小于物体密度，故圆柱体不可能漂浮，只能沉底。

②若圆柱体沉底，但只有部分浸没，液面与圆柱体顶部的距离由2cm,此时液面上升的高度为

匕非_(0.08m-0.02m)x2.5x10-3m2

△4=0.015m

lxl0-2m2

己知p2-pt=180Pa,则根据"=「液gA"可知，液体密度为

10

°液=名产TT=L2X103kg/m3<2,5x103kg/3

gA%lON/kgx:0.n015mm

与题意相符，且此时装有液体的体积为

曝=1X1(T2m2x(0.08m-0.02m)-(0.08m-0.02m)x2.5x10-3m2=4.5x1O^m3

则容器中液体的质量为砥尸夕液％=1.2X1()3kg/m3x4.5x10-4m,=0.54kg

③若圆柱体沉底，且全部浸没，液面与圆柱体顶部的距离力2cm,此时液面上升的高度为

一V2x10Tm3

=0.02m

2=-=------72―72

S2lxio_m

已知P2—Pi=180Pa，则根据bp=。液gA%可知，液体压强为

__180Pa

=0.9x103kg/3<2.5x103kg/3

「液2-g△=-10N/kgx0.02mmm

与题意相符，且此时装有液体的体积为

%=1x1CT?m2x(0.08m+0.02m)-2x10^*m3=8x10^m3

贝U容器中液体的质量为咻2=夕液2%2=0-9xl()3kg/m3x8xlcrm3=0.72kg。

答：(1)求圆柱体浸没在水中时受到的浮力耳字为2N；(2)将圆柱体竖直放在水平桌面上，求圆柱体对

水平桌面的压强P为2000Pa；(3)容器中液体的质量为0.54kg或0.72kg。

15.(2022湖南郴州)如图所示，用细线将一质量可忽略不计的杠杆悬挂起来，把质量为0.3kg的物体A

用细线悬挂在杠杆的。处；质量为0.5kg的物体B(B不溶于水)用细线悬挂在杠杆的，处。当物体B浸没

于水中静止时，杠杆恰好在水平位置平衡。此时G。到。点的距离分别为20cm、30cm,(g取10N/kg)求:

(1)物体A的重力；

(2)细线对物体B的拉力；

(3)物体B的体积。

DC

OI'

【答案】(1)3N；(2)2N；(3)3X10—

［解析］(1)物体A的重力GA=m,\g=0.3kgxION/kg=3N

(2)根据题意可知妗20cm=0.2m,氏30cm=0.3m

„GJ3Nx0.2m

由杠杆平衡条件耳乙=Bk可得F捡=十0*c=————=2N

VZ•JIll

(3)物体B的重力为GB=0.5kgXION/kg=5N

对物体B进行受力分析得，物体B受到的浮力为心力=Ge-理=5N-2N=3N

11

则物体B排开水的体积为=——=------—^―；----------=Bxicr4!!?

ill0Kg1.0xl03kg/m3xl0N/kg

4

因为物体B浸没，所以物体B的体积为K=^||;=3xl()-m\

答：(1)物体A的重力3N；(2)细线对物体B的拉力2N；(3)物体B的体积3X10

16.(2022四川达州)某兴趣小组设计了一个水塔水位监测装置，图甲是该装置的部分简化模型，轻质硬杆

4?能绕。点无摩擦转动，10：〃庐2：3,物体N是一个不吸水的柱体，打开阀门，假定水的流量相同，物体

M对压力传感器的压强。与水流时间t的关系如图乙所示，G时刻装置自动报警，名时刻塔内水流完，杠杆

始终在水平位置平衡。已知正方体M的密度为6Xl()3kg/nr',棱长为0.1m,悬挂物体M、N的轻质细绳不可伸

长，g取10N/kg,P*=1.0X103kg/m3,单位时间内水通过阀门处管道横截面的体积为水的流量，求：

(1)物体M的重力大小；

(2)右时刻杠杆1端所受拉力大小；

【答案】(1)60N；(2)30N；(3)1.5X103kg/m3.

【解析】(1)由题意可知，物体M密度为0v=6XlO"kg/m：',物体M的体积为

K=(0.lm)3=lX10V

故由°=歹■可得，物体M的质量为/ArOn%=6XlO'kg/m'X1X10m=6kg

故由小侬可得，物体M的重力大小为公=以茨6kgX10N/kg=60N

F

(2)由图乙可知，4时刻物体M对压力传感器的压强为片4000Pa,故由p=三可得，物体M对压力传

感器的压力为A%=pW=4000Pa><(0.Im)MON

因物体M对压力传感器的压力厂"；与压力传感器对物体M的支持力尸支是一对相互作用力，大小相等，故

可知压力传感器对物体M的支持力为7•,k尸仄=40N

对物体M受力分析可知，物体M受到向下的重力G向上的压力传感器的支持力尸n和绳子的拉力片，

物体M处于受力平衡状态，由力的平衡可得GFF仆FB

解得6端绳子的拉力为存血-尸土=60N-40N=20N

杠杆在水平位置平衡时，由杠杆的平衡条件可得EX0归FMOB

解得八时刻杠杆4端所受拉力大小为FA=FB瑟=|七=|x20N=30N

(3)由图乙可知，随着时间的增加，水塔内的水逐渐减少，白时刻开始，物体N开始露出水面，此时杠

杆/端所受拉力逐渐增大，由杠杆的平衡条件可知，此时杠杆6端所受拉力也逐渐增大，则物体M对压力传

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感器的压力逐渐减小，故物体M对压力传感器的压强也逐渐减小，仁时刻，物体N恰好完全露出水面，此时

水面位于物体N的下边缘，杠杆｛端所受拉力最大，则此时杠杆6端所受拉力也最大，物体M对压力传感器

的压强最小，为0,G时刻，塔内水流完，此时物体M对压力传感器的压强仍为0,物体N完全露出水面时,

此时杠杆4端所受拉力U等于物体N的重力G,因此时物体M对压力传感器的压强为零，故可得此时杠杆

B端所受拉力FK等于物体M的重力由杠杆的平衡条件可得GXOB

GMxQB33

解得物体N的重力为GNGM=1X60N=90N

OA2

由(2)中可得，时刻杠杆1端所受拉力大小为&=30N,由称重法可得，此时物体N所受浮力为尸存

=6-杵90N-30N=60N

因此时物体N完全浸没在水中，故由尸产。池g心可得，物体N的体枳为

60N

=6x10"

0kglxlO3kg/m3xlON/kg

故由P="可得，物体N的密度为

-GN_9ON

[J------------------------------=1.5xlO3kg/m\

-33

匕gVN10N/kgx6xl0m

答：(1)物体M的重力大小为60N：(2)小时刻杠杆力端所受拉力大小为30N；(3)物体N的密度为1.5

X103kg/m3o

17.(2022四川德阳)如图甲所示，有一正方体物块A,其密度小于水的密度，把它挂在一轻质弹簧下，物

块静止时，弹簧长度的变化量A£=3cm；物块A的正下方水平桌面上有一个圆柱形容器，其底面积贷200cm2,

如图乙，现在往容器中缓慢注入水，使水面刚好淹没物块A,弹簧长度随之发生变化，变化量A£i=2cm,这

时容器中的水面距容器底高度是40cm；保持其它条件都不变的情况下，将物块A换成同样大小的正方体物块

B挂在弹簧下，其密度大于水的密度，弹簧长度再次变化，变化量△%=6cm。丙图是轻质弹簧受到的弹力尸

与弹簧的长度变化量△/关系。(本题物块A、B对水都没有吸附性，始终保持上下表面与水平面平行：轻质

弹簧一直完好无损，受力时只在竖直方向变化；水的密度。Ql.OXlO'kg/n?)求：

(1)物块A的质量；

(2)物块B的密度；

(3)容器中水质量和物块B下表面在水中所受到水的压强。

【答案】(1)0.6kg；(2)2.2X103kg/m3;(3)7kg,1800Pa»

【解析】(1)体物块A挂弹簧下，物块静止时，弹簧长度的变化量A/=3cm,即弹簧伸长了3cm,由图丙

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可知，此时弹簧的拉力八*=6N。当物块A静止时，根据二力平衡可知，物块A的重力为

i=6N

GA6N，、八

则物块A在质量为=-=7„—=0.6kg

gIOXNT/kg

(2)由于物块A的密度小于水，没有弹簧时，应该漂浮在水面上，而根据题意可知，物块A刚好淹没

水面以下，说明弹簧对物块A有向下的压力，弹簧缩短j'2cm,由丙图可知，物块A受到弹簧向下的压力为

4N,此时A受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和弹簧竖直向下的压力，根据力平衡知识可知，物块A受

到的浮力为厂浮产田尸H；=6N+4N=10N

根据阿基米德原理可知，物块A的体积为

匕=匕=&=-------1°1--------=1x10.3m3

AAl"。水g1.0xl03kg/m3xl0N/kg

由于正方体物块B与物块A大小相同，所以物块B的体积为称=^=lX10m3

将物块A换成正方体物块B挂在弹簧下，由于B密度大于水的密度，所以物块B浸没在水中，受到的浮

力与A浸没时受到的浮力相等，大小为尸浮产厂浮尸10N

将物块A换成物块B,弹簧长度再次变化，此时弹簧伸长为6cm,由内图可知，弹簧对物体向上的拉力

拉z=12N,根据力的平衡知识可知，物块B的重力为6=汽浮+?拉2=10N+12N=22N

GB22Nc、

物块B的质量为=—=sz八=2.2kg

gION/kg

所以物块B的密度为夕B=肾=1|聋F=2.2xl()3kg

rB

(3)由乙图可知，容器中水的体积为

=5/?-^=2(X)xlO^m2xO.4m-lxlO_3m3=7xl0-3m3

容器中水的质量为加水=夕水匕K=L0xl03kg/m3x7xl0Tm3=7kg

由于B是立方体，体积为玲=1X10，：'，所以B的边长为

33

lB=小^=VlxlO_m=0.lm=10cm

图乙时，弹簧缩短2cm,换物块B后，弹簧伸长6cm,所以在此过程中弹簧变化的长度为

/2cm与cm=8cm

物块B在水下的深度为/F7+7B=8cni+10cm=18cm=0.18m

所以物块B下表面在水中所受到水的压强为

〃=2遥〃=1.0X1kg/m3xlON/kgxO.18m=l8(X)Pa,

答：(1)物块A的质量为0.6kg；(2)物块B的密度为2.2X10：'kg/m3；(3)容器中水的质量为7kg,物

块B下表面在水中所受到水的压强为1800Pao

18.(2022四川成都B)如图所示，放置在水平桌面上的甲、乙两个相同薄壁圆柱形容器，高度为白，底面

积为SWOOcnA甲容器内装有水，圆柱形实心物体浸没在水底。物体高度为友=8cm,底面积为£=30颔2,密

度为。2；乙容器内装有质量为勿，密度为人的某种液体。忽略物体吸附液体等次要因素，己知。水=1.0X

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10kg/m,g=1ON/kg。

(1)求物体浸没水底时所受的浮力大小；

(2)将物体从甲容器底部竖直缓慢提升，直到物体上表面高出水面5cm时停止，求这个过程中，水对

容器底部的压强变化量；

(3)将物体从甲容器取出后，再缓慢放入乙容器内，为保证液体不会溢出，求乙容器内液体质量0的

取值范围(用。2、小、h、、鱼、S、星表示)。

甲乙

Sh

【答案X1)2.4N；(2)150Pa；(3)当2203时，加4丹(§裔一)：当22<03时，根<。3s禽一P222。

【解析】(1)由/=外匕|然知道，物体浸没水底时所受的浮力大小

F后。木gS-=1.OXlO'kg/mjX1ON/kgX30X10'm2X8X102m=2.4N

(2)由体积关系得，水面下降的距离为A%=?屋=x；cm=[.5cm

-

S1100cm

由后0水的知道，水对容器底部的压强变化量为