2016中考物理分类汇编：-浮力

第错误！未找到引用源。的小圆柱体，使其成为空心管，如图甲所示。先用硬塑料片将空心管低端密封（硬塑料片的体积和质量不计），再将其低端向下竖直放在底面积为S的柱形平底容器底部，如图乙所示。然后沿容器内壁缓慢注入密度为ρ的液体，在注入液体的过程中空心管始终保持竖直状态。甲乙（1）当注入一定量的液体时，空心管对容器底的压力刚好为零，且空心管尚有部分露在液面外，求此时容器中液体的深度。（2）去掉塑料片后，空心管仍竖直立在容器底部，管外液体可以进入管内，继续向容器中注入该液体。若使空心管对容器底的压力最小，注入液体的总重量最少是多少？【答案】16.（2016十堰）我国自主研制的第三代常规动力潜艇（如图所示），它具备选进的通讯设备、武器系统、导航系统、水声对抗、隐蔽性强，噪声低、安全可靠等优异性能，主要技术参数如表：排水量水上2250吨，水下3000吨最大潜深度300m最航速水上30km/h，水下36km/h最大输出功率（水下）3000kW求：（海水的密度近似为1.0×103kg/m3，g=10N/kg）（1）因训练任务需要潜艇在水上航行，此时露出水面的体积为多大？（2）潜艇下潜到200m深处时，潜艇上一个面积是400cm2的观察窗口受到海水的压力为多大？（3）潜艇在水下执行巡航任务，以最大航速匀速行驶5h的路程为多少？若潜艇发动机以最大输出功率工作时螺旋桨推进器效率为80%，潜艇以最大航行驶时受到水的平均阻力f为多大？【答案】（1）750m3（2）8×104N（3）2.4×105N【解析】（1）水下排水量为3000吨，水上排水量为2250吨，潜艇在水上航行与水下航行相比，减小的排水量△m排=m排2﹣m排1=3000t﹣2250t=750t=7.5×105kg，由ρ=可知，露出的体积V露=△V排===750m3。（2）潜艇下潜到200m深处时，h=200m；此时观察窗口所受海水的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×200m=2×106Pa。观察窗口的面积S=400cm2=0.04m2，由压强公式p=变形得，观察窗口所受压力为F=pS=2×106Pa×0.04m2=8×104N。（3）潜艇在水下的最大航速v=36km/h=10m/s，由v=得，行驶5h的路程s=vt=36km/h×5h=180km；最大输出功率P总=3000kW=3×106W，由η=得有用功率P有用=ηP总=80%×3×106W=2.4×106W，由P=Fv得牵引力F===2.4×105N，由于潜艇以最大航速匀速行驶，受到平衡力作用，则水的平均阻力f=F=2.4×105N。17.（2016巴中）如图，一个边长为10cm的正方体木块A放在圆筒形的容器的底部，容器的底部水平，木块A的密度ρ水=0.6×103kg/m3，另一个实心的立方体小铁块B重2N。求：（1）木块A的质量；（2）木块A对容器底部的压强；（3）将小铁块B放在A的上面，缓慢向容器内倒水直到水注满容器，木块稳定时，木块A露出水面的体积。答案：（1）0.6kg（2）600Pa（3）2×10﹣4m3【解析】（1）实心木块的体积V=10cm×10cm×10cm=1000cm3=1×10﹣3m3，由ρ=可得，实心木块的质量mA=ρAV=0.6×103kg/m3×1×10﹣3m3=0.6kg。（2）实心木块的重力GA=mAg=0.6kg×10N/kg=6N，实心木块对容器底部的压力F=GA=6N，受力面积S=10cm×10cm=100cm2=1×10﹣2m2，实心木块对容器底部的压强p===600Pa。（3）木块稳定时，木块漂浮，则F浮=G总，则GA+GB=ρ水gV排；即6N+2N=1.0×103kg/m3×10N/kg×V排，解得V排=8×10﹣4m3，则V露=V﹣V排=1×10﹣3m3﹣8×10﹣4m3=2×10﹣4m3。18.（2016咸宁）某村在新农村建设中需在河道上修建一座石桥，图甲是使用吊车向河底投放圆柱形石块的示意图，在整个投放的过程中，石块始终以0.05m/s的速度匀速下降，图乙是吊车钢丝绳的拉力F随时间的变化图象（水的阻力忽略不计）。求：石块的重力为N，石块全部浸没在河水中时所受的浮力为N；（2）投放石块处河水的深度和水对河底的压强；（3）石块的密度（保留一位小数）．答案：（1）70003000（2）5m5×104Pa（3）2.3×103kg∕m3【解析】（1）由图可知，当石块没有浸入水中时，拉力F=7000N，此时拉力等于重力，则石块重力G=F示1=7000N，当石块全浸入后，浮力等于重力减去拉力，F浮=G﹣F示2=7000N﹣4000N=3000N。（2）石块从接触水面到接触河底用的时间t=140s﹣40s=100s，由v=得河底深度h=vt=0.05m/s×100s=5m，此处河底受到的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa。（3）由F浮=ρ水gV排得V排===0.3m3，因为石块完全浸没，所以V石=V排=0.3m3，m石===700kg，ρ石==≈2.3×103kg∕m3。19.（2016扬州）如图，最近有报道，奇男子方恕云凭借一根不经任何加工的毛竹横渡富春江。（g=10N/kg）（1）已知人与手上物体的总质量为80kg，他两只脚站在毛竹上的受力面积是400cm2，求他对毛竹的压强。（2）若他所用的一根毛竹质量为210kg，体积0.3m3，则他能否实现水上漂行？【答案】（1）他对毛竹的压力F=G=mg=80kg×10N/kg=800N，他对毛竹的压强p===2×104Pa。（2）毛竹和人的总重力G总=m总g=（80kg+210kg）×10N/kg=2900N，毛竹刚浸没时，毛竹所受的浮力最大，所以最大浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m3=3000N，因为F浮＞G总，所以他能实现水上漂行。20．（2016厦门）“嘉庚号”科考船（图甲）于2016年5月8日下水，厦门大学由此成为中国大陆综合性大学中第一所拥有自己的全球级科考船的高校。科考船满载时排水量为3.5×103t，在某段航行中牵引力与速度的关系图像是双曲线，如图乙所示。求：（1）科考船满载航行时受到的浮力；（2）请根据图乙所示规律计算，科考船航速为20km/h时受到的牵引力；（3）在该段航行中，科考船发动机每分钟所做的功。【答案】21.（2016乌鲁木齐）一壁很薄的透明瓶子，瓶身部分为圆柱状，瓶子的底面积为40cm2，瓶中装有高度为28cm的水（如图甲所示）。将瓶子倒置并使其在水中竖直漂浮（如图乙所示），此时瓶子露出水面的高度为4.5cm，瓶子内外水面的高度差为2.5cm。求：（1）瓶子（含瓶盖）的重力。（2）瓶子在水中悬浮时瓶中水的质量。【答案】22.（2016鄂州）如图所示，台秤上放置一个装有适量水的烧杯，已知烧杯和水的总质量为800g，杯的底面积为100cm2。现将一个质量为600g，体积为400cm3的实心物体A用细线吊着，然后将其一半浸入烧杯的水中（烧杯厚度不计，水未溢出）。求：（1）物体A所受到的浮力；（2）物体A一半浸入水中后，水对烧杯底部压强增大了多少？（3）物体A一半浸入水中后，烧杯对台秤表面的压强。【答案】23.（2016西宁）如图所示是太阳能热水器内部水箱的结构示意图。A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体，密度为2×103kg／m3，悬挂在水箱顶部的压力传感开关S上。当S受到竖直向下的拉力达到一定值时闭合，电动水泵M开始向水箱注水；当拉力等于10N时，S断开，电动水泵M停止注水，此时水箱水位最高为1.2m。g取10N／kg。求：若水箱内有100kg的水，该太阳能热水器将水从20℃加热到50℃时水吸收的热量。[c水=4.2×103J／(kg·℃)]（2）停止注水后水箱底部受到的水的压强。（3）若A、B的体积均为400cm3，A、B受到的总重力。（4）正常情况下水箱中的水位最高时如图所示，A受到的浮力(开关S下的细绳和A、B间的细绳质量与体积均忽略不计)。【答案】（1）Q吸=c水mΔt=4.2×103J／(kg·℃)×100kg×（50－20）℃=1.26×107J。（2）p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×1.2m=1.2×104Pa。（3）G总=m总g=ρV总g=ρ（VA+VB）g=2×103kg／m3×（4×10-4m3+4×10-4m3）×10N／kg=16N。（4）正常情况下，当水位最高时，绳子受到的拉力最小，此时F总浮=G总－F=16N－10N=6N，FB浮=ρ水gVB=1.0×103kg／m3×4×10-4m3×10N／kg=4N，FA浮=F总浮－FB浮=6N－4N=2N。24.（2016绥化）把体积为5003重为4的小球放入盛水的容器中，球静止时水深40cm。求：（1)容器底受到水的压强是多少？(2)小球的密度(3)小球受到的浮力浮是多少？(4)若取出球，把另一个体积为6003重为4.8的木球用细线系于容器底（如图所示)，则细线受到的拉力是多少？【答案】25.（2016安顺）小英同学得到一边长为10cm，密度为0.7g/cm3的正方体木块，她将木块用细线系于圆柱形容器的水中，如图所示，请你帮她分析以下几个问题：（圆柱形容器静止在水平桌面上）（1）木块所受的浮力大小？（2）细线的拉力大小？（3）剪断细线，当木块静止时，容器底部受到液体的压力与细线未断时变化了多少？【答案】（1）正方体木块的体积V=（0.1m）3=1×10﹣3m3，木块浸没在水中时受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N。由ρ=和G=mg可得，木块的重力G木=m木g=ρ木Vg=0.7×103kg/m3×1×10﹣3m3×10N/kg=7N，图中木块静止处于平衡状态，受到竖直向下的重力和绳子的拉力以及竖直向上的浮力，由力的平衡条件可得G木+F=F浮，则绳子的拉力F=F浮﹣G木=10N﹣7N=3N。（3）把木块和水、绳子看做整体，剪断细线前，整体受到木块和水、绳子的重力以及绳子的拉力，剪断细线后，整体受到水和木块、绳子的重力，因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，容器底部受到液体的压力与细线未断时变化了△F=（G木+G水+G绳+F）﹣（G木+G水+G绳）=F=3N。26.(2016呼和浩特)如图所示，一实心正方体铝块浸没在密度为0.9×103kg/m3的油中，其质量为2.7kg，上表面与液面相平行，上、下表面的深度分别为h1和h2，且2h1=h2=20cm，求：（1）铝块上表面处的液体压强；（2）若使铝块在图示位置处于静止状态，还应使其在竖直方向受到一个多大的力；（3）若图中正方体是由密度为3.6×103kg/m3的合金制成，且处于悬浮状态，则该正方体空心部分体积是多少？【答案】（1）铝块上表面所处的深度h1=10cm=0.1m，铝块上表面处的液体压强p1=ρgh1=0.9×103kg/m3×10N/kg×0.1m=900Pa。（2）正方体的边长L=h2﹣h1=0.2m﹣0.1m=0.1m，正方体铝块的体积V=L3=（0.1m）3=10﹣3m3，正方体铝块浸没时受到的浮力F浮=ρgV排=ρgV=0.9×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=9N，因铝块静止时处于平衡状态，受到的力为平衡力，所以，施加的力F=G﹣F浮=mg﹣F浮=2.7kg×10N/kg﹣9N=18N，即施加竖直向上18N的力。（3）合金处于悬浮状态时受到的浮力和自身的重力相等，则合金的质量m′====0.9kg，由ρ=可得，正方体中合金的体积V′===2.5×10﹣4m3，空心部分的体积V空=V﹣V′=10﹣3m3﹣2.5×10﹣4m3=7.5×10﹣4m3。27.（2016揭阳）如图甲是修建造码头时用刚缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3m/s的速度匀速下降的情景。图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F的随时间t变化的图像（取水的密度为ρ＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。求：（1）长方体A的高度。（2）长方体A浸没在水中后受到的浮力。（3）长方体A的密度。【答案】28.（2016湖州）将一个黄色金属的实心龙雕像悬挂在弹簧测力计上。在空气中时，弹簧测力的示数为1.8N，当雕像完全浸没在水中时，弹簧测力计的示数为1.6N。请回答：（1）雕像完全浸没在水中时受到的浮力是N。（2）通过计算判断，这个雕像是否纯金制成的？（ρ金=19.3×103kg/m3）29.（2016大连）已知浮力的大小与液体密度和物体排开液体体积有关，为了探究“浮力的大小与物体排开液体体积的关系”所用的实验器材有：重力为2N、体积为60cm3的柱状物块一个，装有适量水的大量筒一个。规格不同的甲（量程为0~2.5N，分度值为0.