2021年中考物理浮力计算专练

试卷第=page88页，总=sectionpages88页2021年中考物理浮力计算专练1．如图所示，弹簧秤下用细线一个高为0.2m的金属圆柱体，静止悬停在空的圆柱形水槽中，水槽的底面积为0.12m2，水槽上方有一水龙头，开启水龙头水匀速注入水槽时开始计时，直到水槽水满溢出为止，金属圆柱体始终保持静止，弹簧秤的示数与时间的关系图线如图2所示，g=10N/kg，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，试根据图中数据，求：（1）金属的密度。（2）金属圆柱体的底面积。（3）水龙头每秒流出的水的体积。（4）试画出槽内的水对底的压强p随时间t变化的图像，并在图像中标注特殊点的坐标数值。2．如图甲所示，一个底面积为的薄壁圆柱形容器置于水平地面上，装有深的水。现将物体放入其中，物体漂浮于水面上，如图乙所示，此时容器底部受到水的压强比图甲增大了。当再给物体施加一个竖直向下大小为的力以后，物体恰好浸没水中静止（水未溢出），如图丙所示（题中g=10N/kg）。求：（1）容器中水的质量；（2）放入物体后（乙图），水面上升的高度；（3）物体的密度。3．底面积为S0的薄壁圆柱体容器，其底部装有一阀门K，容器内装密度为ρ0的液体。横截面积为S1的圆柱形木块，上端与不可伸长的悬线相连，且部分木块浸入液体中，此时悬线刚好伸直，如图所示。已知悬线所能承受的最大拉力为T，现打开容器底部的阀门K使液体缓慢流出，直到悬线刚好被拉断时立刻关闭阀门K。请解答下列问题：（1）画出悬线刚好伸直时，木块在竖直方向的受力示意图；（2）导出悬线未拉断前，悬线对木块拉力F与流出的液体质量m之间的关系式；（3）求出从悬线断开的瞬间到木块再次漂浮时，容器底部所受液体压强的变化量。4．水平桌面上有一长方体轻质薄壁容器，如图甲所示，底面积为200cm2，高16cm，里面装有2kg的水。将一正方体实心物体A轻放入水中，A的质量为0.8kg，待液面静止后，打开容器底部阀门（阀门未画出），向外匀速放水。容器底部所受液体压强与放出的水的质量关系如图乙所示，图像中Δm1=Δm2，Δp2=2Δp1。（1）求未放入物体前，液体对容器底部的压强?（2）判断未向外放水时正方体A在水中的浮沉状态?放水质量为1.4kg时，液体对容器底部的压强?（3）另有一实心长方体B，底面积为50cm2，高为8cm，质量为0.6kg。向容器中注水，使容器中的水依然为2kg，再将B轻放在A的正上方，AB均不倾倒，待液面静止后，容器底部所受液体压强记为p。将B从A上取下，轻放入旁边水中，A、B和容器内部均不接触，待液面静止后，容器底部所受液体压强变化了多少？5．如图甲所示，重为3N、底面积为2×10－2m2的圆柱形玻璃容器放在水平桌面上，重力为5N、边长为L1＝0.1m的正方体木块（不吸水）静止在容器的底部，用一根长为L2＝0.05m的细线（质量和体积不计）将木块与容器底部相连．现向容器缓慢注水，直到木块受到的浮力等于6N时停止注水（如图乙所示）。已知水的密度为1.0×103kg/m3、g取10N/kg，容器的厚度不计。求：（1）木块的密度；（2）注水过程浮力对木块所做的功；（3）木块受到的浮力等于6N时容器对桌面的压强。（变式拓展）（4）（剪绳子问题）①剪断绳子，待木块静止后，木块排开液体的体积；②剪断绳子，待木块静止后，容器底部受到液体压强的变化量；③剪断绳子，待木块静止后，将露出水面的部分切去，要使剩余部分木块全部浸入水中，应该在木块上加多大的力。（5）（继续加水问题）继续加水，当木块刚好完全浸没时：①此时木块的浮力；②此时绳子的拉力；③（蓄水池问题）B是质量为m，面积为10cm2的金属硬片，当木块刚好全部浸没时，B片被拉开，此时水对B片的压力。6．如图所示，实心均匀圆柱体A和重30N的薄壁圆柱形容器B置于水平地面上。容器B的底面积为3×10-2m2，其内部盛有0.3m深的水，已知水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。（1）求水对容器底部的压强。（2）若将A浸没在容器B的水中（容器足够高，水未溢出），如图甲所示，水对容器底部压强的增加量为2×103Pa。容器B对水平地面压强的增加量为3×103Pa。求A在水中静止后容器底部对它的支持力。（3）若将A顶部的中心通过一段长10cm的细绳与均匀圆柱体C底部的中心相连，再向容器内缓慢注人一定量的水，一段时间后，当A对容器底的压力刚好为零时停止注水，水面恰好与圆柱体C的上表面相平，如图乙所示，已知A=3C，底面积SA=SC=200cm2，实心圆柱体A和C均不吸水，绳重、体积和形变均不计。求此时容器B对水平地面的压强。7．如图所示，甲、乙两个薄壁圆柱形容器置于水平桌面上，两容器底部用一根细管相连，开始阀门K关闭。甲容器底面积为300cm2，甲盛有深度为0.2m的水，乙容器的底面积为200cm2乙中放一底面积为100cm2、高为0.2m的圆柱形木块。求：（1）甲中水的质量；（2）甲中水对容器底部的压强是木块对乙底部压强的2倍，求木块的密度；（3）打开阀门，当乙容器中的木块恰好漂浮，乙容器中的水深；（4）打开阀门，直到水不再流动时，整个过程进入乙容器中水的质量。8．如图所示，均匀圆柱体A和盛有适量水的轻质薄壁圆柱形容器置于水平地面上，A的底面积为50cm2，高10cm；容器高30cm，底面积为200cm2。将质量为400g的正方体木块B放入容器后有2/5的体积浸在水中，此时液面深度为25cm。求：（1）图乙中水对容器底部的压强大小；（2）若用力将木块向下压2cm，此时木块受到的浮力；（3）若将A竖直放在B上面，B能够浸没且水未溢出，圆柱体A密度的取值范围。9．如图甲所示的薄壁容器放置在水平桌面上，两侧容器上端开口，底部通过一阀门连通。其中左侧容器的上半部分和下半部分的横截面积分别为150cm2和250cm2，上半部分足够高，下半部分容器高12cm，容器右侧底面积为50cm2，里面装有足量的液体。在左侧容器内放一个底面积为100cm2，质量为500g的正方体木块A，木块A底部中心通过一段轻质细线与容器底部相连。打开阀门后，右侧容器内液体深度变化量h和木块A底部所受液体压强的关系如图乙所示。（不计两侧容器之间连接部分水的体积）求：（1）未打开阀门时，木块A对容器底部的压强；（2）液体的密度是多少kg/m3；（3）当h=97cm时，液体对左边容器底的压强。10．如图甲所示，底面积为的圆柱形容器的侧壁有溢出口，容器内盛有适量的水，另有底面积为的实心圆柱体A漂浮在水中，其中没入水中的高度为，现用一向下的外力缓慢地将A压入水中，（A的底部未触底），这一过程中外力随A相对于容器下降的高度的变化关系如图乙所示。求：（1）圆柱体的底面积为多少？（2）容器的底面积为多少？（3）圆柱体的平均密度是多少？11．如图甲所示，柱形容器A的底面积为400cm2。容器内放有一密度为0.75×103kg/m3，边长为10cm的正方体木块B，用一条质量可忽略不计的细绳，两端分别系于木块底部中心和柱形容器的中心。往容器A中缓慢注水，当水深20.5cm时，如图乙所示，此时木块处于漂浮，细绳刚好拉直，但对木块没有拉力。细绳能承受的最大拉力为2N。求：(1)木块的重力；(2)在乙图的基础上继续向容器内缓慢注水（水未溢出），细绳对木块的拉力刚好达到最大值时，木块排开水的体积；(3)当细绳上的拉力刚好达到最大值时，剪断细线，当木块最后静止时，容器底部受到水的压强为多少。12．小侨学习了浮力、压强知识后，回家做了如下小实验，如图甲所示将足够高且装有20cm深水的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上，容器的底面积是，用一根轻杆（不计体积和质量）吊着由A、B两部分组成的工件AB（硬质工件A、B材料相同，中间紧密连接，均不吸水）。A、B部分为均匀的实心圆柱体，B的高为，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刚好接触容器底部，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，求：（1）工件AB的总质量：（2）B浸没时水对容器底部的压强；（3）工件A的底面积SA。13．有一个质量为m、密度为ρ、高为h、不吸水的圆柱体A，其顶部系有一根轻质细线。(1)将A竖直放入薄壁柱形容器中，求A对容器底的压强；(2)向容器中缓慢加入某种液体直至加满，液体体积V与液体深度h的关系如图所示。用细线将A竖直向上提升（＜0.5h）时，细线的拉力为F，求液体的密度。（圆柱体A始终处于竖直状态）（温馨提示：推导计算过程中需要的物理量，请提前设定！）14．底面积为100cm2的圆柱形容器放在电子台秤上，图甲是向装有水的容器缓慢放入圆柱形金属块的示意图。在放入过程中，金属块以恒定速度v=0.01m/s下降。图乙是细绳的拉力F随时间变化的图像，从t=0时开始到金属块刚好接触容器底部且水未溢出，忽略水的阻力。（g=10N/kg，水的密度ρ=1.0×103kg/m3）求：(1)完全浸没后金属块所受的浮力；(2)金属块的密度；(3)若金属块完全浸没后剪断绳子，物块下沉并最终静止在容器底部，求此时与剪断绳子前容器底对台秤压强的变化量为多大？此时水对容器底的压强为多大？15．如图甲所示，一个底面积为300cm2的柱形容器放在水平桌面上，容器中立放着一个底面积为100cm2，高为12cm均匀实心长方体木块A，A的底部与容器底用一根细绳连在一起，现慢慢向容器中加水，如图乙所示，当加入水的深度为9cm，木块A对容器底部的压力刚好为0。已知细绳长度为L=8cm，ρ水=1.0×103kg/m3。求：(1)当木块A对容器底部的压力刚好为0，A受到的浮力；(2)木块A的密度；(3)若继续缓慢向容器中再加水2.7kg后，停止加水，如图丙所示，此时将与A相连的细绳剪断，求细绳剪断前、剪断后木块静止时，水对容器底部压力的变化量。（整个过程中无水溢出）16．水平桌面上放置一个底面半径为、高为的圆柱形薄壁开口容器如图所示，将高为h、半径为r的圆柱体木块竖直放在容器中，木块的密度是液体密度的，然后向容器内注液体，若要使木块竖直漂浮（木块吸液忽略不计），求：向容器中注入液体的质量范围。17．如图所示，水平地面上的轻质圆柱形容器甲、乙分别盛有质量相同的密度为ρ水的水和密度ρ酒精的酒精（ρ水＞ρ酒精），甲、乙容器的底面积分别为S、1.5S。求：(1)甲容器中深度为h处的水的压强p水；(2)现有质量均为m，密度分别为ρA和ρB的两个物体A、B（ρA＞ρ水＞ρ酒精＞ρB），请在物体A、B和容器甲、乙中各选一个，当把物体放入容器中后（液体不会溢出，液面足够高），可使液体对容器底部的压强增加量Δp液与容器对地面的压强增加量Δp容的比值最小，求出最小比值。18．如图所示，甲、乙两轻质圆柱形容器放置在水平地面上，甲中盛有水，甲容器的底面积为1×10﹣2米2且比乙容器的底面积大，乙中盛某液体，且两液体的体积相等。将一体积为1.0×10﹣3米3小球放入甲容器内，待其静止后如图所示，此时甲、乙两容器底部受到的液体压强大小相等。求：(1)小球放入甲容器后，容器的底部受到水的压强增加量p水。(2)未放小球时，甲、乙两容器底部液体压强的大小之差。(3)如果将小球从甲容器中取出并放入乙容器液体中，待小球静止后（无液体溢出），试比较此过程中两容器底部受到液体压强的变化量p甲和p乙的大小。（要求写出分析过程）19．六一儿童节，同学送给小明一个透明密闭容器做的礼物。容器中盛有两种分层的液体，一只小熊悬浮在两种液体的交界处。热爱物理的小明同学找来一个正方体木块A、一个电子台秤、刻度尺、底面积为200cm2的薄壁容器等对两种液体进行了以下探究：①将密闭容器顶部打开，将液体全部倒入容器中，并将容器放在台秤上，记下容器和液体的总质量；②用刻度尺测出A木块边长为10cm，并用一根不计质量和体积的细杆固定在A的顶部正中央，再将木块放入容器中，如图所示，此时杆的作用力为0。放入物体A后，台秤的读数增加了1080g，此时，甲液体的深度为10cm，乙液体的深度为6cm，A浸入乙液体的深度为4cm；③将A提升，使A全部浸入甲液体中，发现台秤读数减小280g，求：(1)物体A的重力；(2)物体A的密度；(3)使A全部浸入甲液体中时，液体对容器底的压强；(4)将物体A上下移动，在保证物体A浸没的情况下，A处在最高点和最低点时杆的作用力之比(A与容器可接触但不挤压)。20．如图，底面积为150cm2的圆柱薄壁容器放置在水平地面上，底面积为100cm2的轻质圆柱薄壁塑料瓶内装有若干小石块，质量为800g的铁块沉在容器底部(没有紧密接触)，塑料瓶和铁块通过细绳相连，细绳刚好拉直。为了拉起铁块，需要把瓶内的部分小石块投入水中。求铁块刚好被拉起时：(已知ρ石=3g/cm3、ρ铁=8g/cm3)。求：(1)铁块的重力；(2)绳子对铁块的拉力至少为多少；(3)至少需要把多少克的小石头投入水中。答案1．（1）2.5×103kg/m3；（2）2×10-2m2；（3）2×10-4m3；（4）2．（1）12kg；（2）0.04m；（3）3．（1）；（2）F＝m；（3）4．（1）1000Pa；（2）漂浮，600Pa；（3）50Pa5．（1）0.5×103kg/m3；（2）0.25J；（3）1.2×103Pa；（4）①5×10－4m3；②50Pa；③1.25N；（5）①10N；②5N；③1.5N6．（1）3000Pa；（2）3