2020年中考物理浮力計算題專題訓(xùn)練題(精選解析版)(59)

1、2020年中考物理浮力計算題專題訓(xùn)練題591.如圖所示，杠桿 AD放在鋼制水平凹槽 BC中，杠桿AD能以B點或C點為支點在 豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，BC=0.2m.細(xì)繩的一端系在杠桿的 A端，另一端繞過動滑輪固定 在天花板上，物體 E掛在動滑輪的掛鉤上。浸沒在水中的物體H通過細(xì)繩掛在杠桿的D端，與杠桿D端固定連接的水平圓盤的上表面受到的壓力為F.已知60N邛W20N,動滑輪的質(zhì)量 mo=1kg,物體H的密度p=2X3kg/m3, AD=0.8m, CD=0.2m,杠桿、圓盤、細(xì)繩的質(zhì)量及摩擦均忽略不計，g取10N/kg.為使杠桿AD保持水平平衡，求：第13頁，共14頁2.下航行器進(jìn)行深海搜尋.其外形與

2、潛艇相似(如圖甲所示)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)為：體積1m3、質(zhì)量750kg,最大潛水深度 4500m,最大航速7.4km/h (不考慮海水密度變化，密度p取1.0 X03kg/m3, g取(1)物體E的最小質(zhì)量m；(2)物體H的最小體積V。為尋找失聯(lián)的MH370航班，啟用了 “藍(lán)鰭金槍魚 21” (簡稱“金槍魚”)自主水(1)假設(shè)“金槍魚”上有面積為20cm2的探測窗口，當(dāng)它由海水中2000m處下潛至最大潛水深度處，問該探測窗口承受海水的壓力增加了多少？(2)“金槍魚”搜尋任務(wù)完成后，變?yōu)樽灾貢r恰能靜止漂浮在海面上，此時露出 海面體積為多大？(3)若上述漂浮在海面的“金槍魚”，由起重裝置將其勻速豎直吊

3、離海面.起重 裝置拉力的功率隨時間變化的圖象如圖乙所示，圖中P3=3Pi.求ti時刻起重裝置對“金槍魚”的拉力(不考慮水的阻力).3.如圖所示，將一個重為20N的物塊用彈簧測力計掛著浸沒在裝滿水的溢水杯中，物塊靜止后，從杯中溢出的水的質(zhì)量為0.5kg,求：(p水=1.0 M03kg/m3)(1)彈簧測力計的示數(shù)。(2)物體的密度。4.某興趣小組利用同一物體“探究浮力大小等于什么”的實驗過程如圖所示。(1)物體所受的重力為 NoABCDE(2)利用水進(jìn)行探究記錄的實驗 數(shù)據(jù)如下表，請將表中空缺的數(shù)據(jù)補充完整。實驗過程彈簧測力計的示數(shù) F (N)排開液體的體積V (cm3)排開液體的重力G (N)

4、液體所受的浮力F (N)A4000B3.5500.5C10011D310011(3)利用另一種液體進(jìn)行實驗 (如圖E所示)，則所用液體的密度是 kg/m3;(4)當(dāng)測力計吊著物體，從接觸水面開始緩慢完全浸入水中，到與底部剛好接觸的過程中，能正確表示物體所受浮力F與浸入水中深度h關(guān)系的圖象是 (5)分析實驗數(shù)據(jù)可知，物體所受浮力大小等于 。(6)小亮想利用實驗結(jié)論來計算體積2.5立方分米，重22N的長方體物塊浸沒在水中受到多大的浮力，并判斷自由狀態(tài)下物塊是漂浮、懸浮還是沉底，請幫他完成。5 .在打撈海底沉船時，常用水下機器人潛入水下打撈船上的物品，已知海水密度p海 =1.03 103kg/m3。

5、(g=10N/kg)機器人在水下70m處受到海水產(chǎn)生的壓強是多大？某時刻機器人在水下用豎直向上的力舉著體積為0.02m3,密度為2.7 X03kg/m3的物體靜止不動，求該力的大小。30m,寬15m,排水量60t,船1. 6X105W,若接收的太陽能只6 .如圖所示是一艘完全依靠太陽能驅(qū)動的船，該船長 的表面安裝有太陽能電池板，接收太陽能的功率為用來驅(qū)動船前進(jìn)。在一次航行中，從某一時刻開始，太陽能船受到水平方向的牽引力F隨時間t的變化關(guān)系如圖甲所示，船的運動速度v隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。(g取10N/kg)求：滿載時太陽能船受到的浮力;（2）第50s到第100s內(nèi)牽引力做的功;7.第50

6、s到第100s的運動過程中，太陽能船的效率。歸納式探究某同學(xué)用彈簧測力計下懸掛一均勻?qū)嵭慕饘賵A柱體，他先把圓柱體浸在同種液體中，通過改變液面到圓柱體底部的距離，記下彈簧測力計的示數(shù)（如表1） .再把圓柱體浸沒在不同液體中，分別記下了彈簧測力計的示數(shù)（如表2）。表1液面到金屬塊底部的距離 h （米）00.20.30.40.50.60.7彈簧測小示數(shù)F （牛）13.511.19.98.77.57.5表2液體密度P （ X103千克/米3）1.21.82.02.22.42.5彈簧測力示數(shù)F （牛）7.54.52.51.51.0（1）完成表1和表2中的空格填寫。（2）分析表1中數(shù)據(jù)可知，物體的重力為

7、,進(jìn)一步分析可以看出拉力大小 與物體浸沒液體中的深度 （填“有關(guān)”或“無關(guān)”）（3）當(dāng)物體浸沒在密度為 3.0 M03千克/米3的液體中時，發(fā)現(xiàn)測得彈簧測力計的示數(shù)為0,則該種液體的密度 物體的密度。（4）在圖中，能正確反映表 2中彈簧測力計示數(shù)與液體密度之間關(guān)系是圖中的8.一金屬塊重為27N,掛在彈簧測力計的掛鉤下浸沒在水中時，彈簧測力計的示數(shù)為17N.求：（1）金屬塊的質(zhì)量；(2)金屬塊浸沒在水中時受到的浮力;(3)金屬塊排開水的體積；(4)金屬塊的密度。9.A.體積為2m3,密度為x的古代石像沉在河底，考古工作者用動滑輪將石像緩慢提升，如圖所示，在一像沒有露出水面前， 若不計摩擦和滑輪重

8、力， 求:(g取 10N/kg, p型= L。x/(1)石像在水中受到的浮力；(2)作用于繩端的拉力。B.在修建軌道時，建筑工人用圖所示的滑輪組提升重360N的水泥碎，建筑工人用150N的拉力在1min內(nèi)使水泥砂勻速上升 10m。求：(g取10N/kg)(1)工人做的有用功；(2)拉力所做功的功率；(3)此時滑輪組的機械效率。10.在探究“影響浮力大小因素的實驗”時，小琴做了一系列的實驗數(shù)據(jù)如圖所示)，請回答以下問題：(1)物體A在圖水中所受浮力大小為 N;(2)分析比較圖，可以得出結(jié)論：物體所受浮力的大小與(3)在圖若物體 A完全浸沒在鹽水后，繼續(xù)向下移動，則物體(實驗裝置及相關(guān)有關(guān)。A受到

9、的浮力將。(選填“變大”、“變小”或“不變”) 答案及其解析1.答案：解：由于60N邛W20N,當(dāng)Fmin=60N時，由題意知，此時以 B點為支點，分別 以E、桿、H為研究對象，受力分析如圖所示：因為是動滑輪，所以 Fa=(m+mo) gFd=F + Gh-F 浮=5+ pgV- p水 gV 根據(jù)題意及杠桿的平衡條件：Fa?Lab 尋d?Lbd 貝 ug (m+mo) g>LAB< (Fmin+pgV-p 水 gV) XLbD 當(dāng)Fmax=200N時，由題意知，此時以 C點為支點，分別以以 E、桿、H為研究對象，受 力分析如圖所示：和郢金根據(jù)題意及杠桿的平衡條件：Fa?Lac*d?

10、LcdI則 E (m+mo) g>LAC> (Fmax+pgV-p 水 gV) XLcd 由可得:(F max+ pgV- p水 gV)與(m+m0) g<Fmin+ pgV- p水gVV> 1,0 x-3m3, m>13kg因此物體E的最小質(zhì)量為13kg,物體H的最小體積為1.0X0-3m3。答：(1)物體E的最小質(zhì)量為13kg； (2)物體H的最小體積為1.0M0-3m3。解析：將整個題目分成三部分：動滑輪的特點：F=g ( G動+G物)杠桿的平衡條件：F1l=F2L2浮力知識：F=G-F浮關(guān)鍵是對各種情況進(jìn)行受力分析，搞清各力之間的關(guān)系，什么時候是最小值，什

11、么時候 是最大值；此題是一道有關(guān)杠桿、滑輪、浮力的綜合性題目，關(guān)鍵是利用學(xué)過的知識對杠桿進(jìn)行分析，利用滑輪和浮力的知識分析出杠桿所受的力，根據(jù)杠桿的平衡條件計算出結(jié)果。2.答案：解：(1)海面下2000m處的壓強為：pi= pghi=1.0 M03kg/m3 M0N/kg X2000m=2 xi07Pa ；下潛至最大潛水深度處壓強為：P2=pgh2=1.0 103kg/m3xi0N/kg>4500m=4.5 107Pa；增加的壓強為： Ap=P2-pi=4.5 107Pa-2 ¥07Pa=2.5 107Pa；探測窗口承受海水的壓力增加：AF =3S=2.5 M07PaX20 X

12、10-4m2=5 M04N ;(2)由于“金槍魚”搜尋任務(wù)完成后，靜止漂浮在海面上，所以有F浮=G .又由 F 浮=pV 排 g, G=mg, 得 V 排 g=mg;7504 r2-7= 0.75m l,t> x iSrkg/m則露出海面體積為：V B=V-V排=1 m3-0.75m3=0.25m3；(3)由于起重裝置吊起“金槍魚”是勻速豎直離海面，所以速度保持不變即V1 = V3,由 P = Fv,得 P1=F1V1 , P3=F3v3,又 P3=3P1 ,所以有F3=3F1, F1 =,在t3時刻“金槍魚”離開水面，由圖象分析知，此時起重裝置對“金槍魚”的拉力等于“金槍魚”的重力，即

13、F3=mg所以t1時刻起重裝置對“金槍魚”的拉力： 1 .尸 1 =彳mg =亍 x 750Ag 乂 10N/k,g = Z500N。答：(1)窗口承受海水的壓力增加了5X104N；(2)露出海面體積為 0.25立方米；(3)起重裝置對“金槍魚”的拉力是2500N。解析：(1)根據(jù)壓強公式p= pgh求航行器由2000m下潛至4500m深度時受到海水的壓強差，根據(jù)公式 F=PS求所受壓力差；(2)處于漂浮狀態(tài)的物體露出液面的體積等于總體積與浸在液面下的體積之差；(3)利用功率變形式，結(jié)合受力分析，計算所受拉力。本題考查了浮力、壓強和功的計算，認(rèn)真計算即可正確解題，解題時，有時要注意單位 換算。

14、3.答案：解：(1)由阿基米德原理可得，物塊浸沒在裝滿水的溢水杯中時所受到的浮 力：F 浮=6 排=m 排 g=0.5kgX10N/kg=5N;由F釬G-F'可得，彈簧測力計的示數(shù)：.=G-F 浮=20N-5N=15N；(2)因為物體浸沒時排開水的體積和自身的體積相等，所以，由|p =：可得物體的體積：V = V. = =-r= 5 x, P* 1.0 X IQ kg由G=mg可得，物體的質(zhì)量：m =小而西=2口，物體的留度： p = - = -74 x 1049/理r K 5x1。FJI答：(1)彈簧測力計的示數(shù)為 15N;(2)物體的密度為4X103kg/m3。解析：(1)知道物塊

15、浸沒在裝滿水的溢水杯中時溢出水的質(zhì)量，根據(jù)阿基米德原理求出受到的浮力；然后根據(jù) 5浮=6干求出彈簧測力計的示數(shù)；(2)物體浸沒時排開水的體積和自身的體積相等，根據(jù)力=(求出物體的體積，根據(jù)G = mg和。=?求出物體的密度。重力公式的應(yīng)用，要注意物體本題考查了阿基米德原理和稱重法求浮力以及密度公式、 浸沒在液體中時排開液體的體積和自身的體積相等。4.答案：4; 1.2 103； C；排開液體的重力解析：解：(1)由圖A知，物體受到的重力為 4N；(2) B： F 浮 b=G-Fb=4N-3.5N=0.5N ；C: Fc=G-F 浮c=4N-1N=3N;(3) F 浮E=G-FE=4N-2.8N

16、=1.2N；V 排=600cm3-500cm3=100cm3=1 x10-4m3 ；由F浮=0液gV排得，。液=會=函,切:io% "2 103kg/m3；(4)在完全浸沒前，隨著深度的增加，受到的浮力增大；完全浸沒后，深度增加，但浮力不變，所以 C正確；(5)由表格中數(shù)據(jù)知，浸在液體中的物體受到的浮力等于物體排開液體的重力；(6)物體完全浸沒時受到的浮力：F 浮=水 gV排=1.0 X03kg/m3X10N/kgX2.5 10-3m3=25N；G=22N,F浮G,所以物體上浮，最后漂浮在水面上。故答案為：(1) 4; (2)實驗過程彈簧測力計的示數(shù) F (N)排開液體的體積V (c

17、m3)排開液體的重力G (N)液體所受的浮力F (N)A4000B3.5500.50.5C310011D310011(3) 1.2X03; (4) C; (5)排開液體的重力；(6)完全浸沒時受到的浮力為25N;最后漂浮在水面上。(1)物體在空氣中時彈簧測力計的拉力等于物體的重力；(2)根據(jù)阿基米德原理，排開水的重力等于物體所受的浮力，根據(jù) F釬G-F計算物體 所受的浮力大?。?3)根據(jù)AE計算出在E中受到的浮力，由 F = p«gV排得，P液=;，代入數(shù)據(jù)便可求 a班出液體的密度；(4)當(dāng)物體慢慢浸入水中時，完全浸沒前，由于排開水的體積增大，受到的浮力增大，當(dāng)物體完全浸沒后，深度增

18、大，排開水的體積不變，浮力不變；(5)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出浮力大小等于物體排開液體的重力；(6)根據(jù)物體的浮沉條件，首先計算出物體完全浸沒時受到的浮力，根據(jù)浮力與重力 的關(guān)系判斷物體的沉浮。此題是“探究浮力大小等于什么”的實驗，考查了稱重法浮力公式的應(yīng)用， 同時考查了對阿基米德原理的掌握及公式的變形應(yīng)用，還涉及到了物體的浮沉判斷，考查得比較全面。5.答案：解：(1)機器人受到海水的壓強：p=p海7K gh=i.03 103kg/m3xi0N/kgX70m=7.21 105Pa；(2) 物體在水下靜止，V排=丫物，.物體受平衡力的作用，. G = F浮+F舉F 舉=G-F 浮=物gV物-

19、p海水gV排=2.7 M03kg/m3xi0N/kg X0.02m3-1.03 W3kg/m3xi0N/kg X0.02m3 =334NO答：(1)機器人在水下 70m處受到海水產(chǎn)生的壓強是7.21 M05Pa；(2)舉力的大小是334N。解析：(1)知道深度和海水的密度，利用液體壓強公式求機器人受到海水的壓強；(2)知道物體的體積、密度和海水的密度，利用重力公式和阿基米德原理可以求物體重和所受浮力；又因為機器人在水下物體靜止不動，物體受重力等于物體受浮力加上機器人對它向上的力，據(jù)此求機器人對物體施加的力。6 .答案：解：(1)滿載時太陽能船受到的浮力：F 浮=仃排=m 排 g=60 M 03

20、kg X10N/kg=6 X105N;(2)第50s到第100s內(nèi)，由圖甲可知牽引力 F=8X104N,由圖乙可知船勻速行駛的速度v=0.5m/s,由u 可得，船行駛的距離：s=vt=0.5m/sX50s=25m,第 50s到第 100s 內(nèi)牽引力做的功：W=Fs=8X104NX25m=2X106J;(3)由題可知，太陽能電池板接收太陽能的功率為1.6M05W,則第50s到第100s的運動過程中，太陽能電池板接收到的太陽能：E=Pt=1.6 105W X50s=8X106J,W2 X ID5/則太陽能船的效率：7 = =25%。答：(1)滿載時太陽能船受到的浮力為6X105N；(2)第50s到

21、第100s內(nèi)牽引力做的功為 2X106J；25%。(3)第50s到第100s的運動過程中，太陽能船的效率為解析：(1)知道太陽能船的排水量，根據(jù)阿基米德原理F浮=6 3m排g求出滿載時受到的浮力；(2)第50s到第100s內(nèi)，由圖甲可知牽引力的大小，由圖乙可知船的速度，根據(jù) s=vt求出船行駛的距離，根據(jù) W=Fs求出牽引力做的功；(3)知道太陽能電池板接收太陽能的功率，根據(jù)E=Pt求出接收到的太陽能，利用TJ = j X求出太陽能船的效率。本題考查了阿基米德原理和速度公式、做功公式、功率公式、效率公式的應(yīng)用，從圖象 中讀出第50s到第100s內(nèi)的牽引力和速度是關(guān)鍵。7 .答案：7.5; 3.

22、5; 13.5N;無關(guān)；等于；A解析：解：(1)表1中，當(dāng)液面到金屬塊底部的距離達(dá)到并超過0.5m時，彈簧測力計的示數(shù)不再變化，始終保持7.5N,說明此時物體完全浸沒，故表中空格處的數(shù)值均為7.5N;表2中，液體密度越大，彈簧測力計示數(shù)越小，仔細(xì)分析可以看出，液體密度每增大0.2和3Kg/m3,彈簧測力計的示數(shù) F就減小1N,故表中空格處的數(shù)據(jù)為 4.5N-1N=3.5N; (2)表1中，當(dāng)液面到金屬塊底部的距離為0時，物體還未接觸水面，此時測力計的示數(shù)就是物體的重力，即 G=13.5N；當(dāng)h達(dá)到0.5m時，彈簧測力計的示數(shù)不再改變，說明此時金屬塊已完全浸入液體中， 其浮力的大小不再改變，進(jìn)一

23、步分析可以看出拉力大小與物體浸沒液體中的深度無關(guān)；(3)當(dāng)物體浸沒在密度為 3.0 X03千克/米3的液體中時，發(fā)現(xiàn)測得彈簧測力計的示數(shù)為0,則該種液體的密度等于物體的密度，此時物體可以懸浮在液體中，不再需要測力計 的拉力。(4)表1中可以看出，彈簧測力計的示數(shù) F隨液體的密度p的增大而減小，故初步判 斷只有A、B可選，同時可以判斷彈簧測力計的示數(shù) F不可能為負(fù)值，故 B可以排出， 只有A符合題意。故答案為：(1) 7.5； 3.5； (2) 13.5N；無關(guān)；(3)等于；A。(1)觀察表1中的數(shù)據(jù)可以看出，一開始，當(dāng)金屬塊底部距離液面的越深時，彈簧測力計的示數(shù)越小，但當(dāng) h達(dá)到0.5m時，彈

24、簧測力計的示數(shù)不再改變，說明此時金屬塊已完全浸入液體中，其浮力的大小不再改變。據(jù)此可得出表1空格處的數(shù)值；觀察表2中的數(shù)據(jù)可以看出，隨著液體密度的增大，彈簧測力計的示數(shù)在逐漸減小，通過計算得出變化的數(shù)量關(guān)系，即可得出表中空格處的數(shù)值；(2)根據(jù)表一中的數(shù)據(jù)，當(dāng)物體未浸沒時測力計的示數(shù)，可得出物體的重力；并根據(jù)測力計示數(shù)隨深度的變化規(guī)律可得出拉力大小與浸沒深度的關(guān)系；(3)當(dāng)物體的密度與液體的密度相同時，則物體可以懸浮在液體中，測力計的示數(shù)為令；(4)表2中F隨p的增大而減小，且 F不可能為負(fù)值，據(jù)此可對四個圖象做出判斷。對表1的分析要抓住關(guān)鍵數(shù)據(jù)，從中找出當(dāng)何時物體完全浸沒，此時深度的改變不會

25、影響測力計示數(shù)的大小，據(jù)此得出要求的數(shù)據(jù)；對表2的分析主要運用了歸納的方法，找出數(shù)據(jù)變法的規(guī)律及數(shù)量關(guān)系，以此推斷出要求的數(shù)據(jù)；總之能正確分析表中的數(shù)據(jù)， 熟練運用阿基米德原理和浮沉條件等，是解答本題的關(guān)鍵，有一定的難度。8 .答案：解：(1)由G=mg可得金屬塊的質(zhì)量:G 27Wm=LdW=2.7kg；(2)金屬塊浸沒在水中時受到的浮力:F 浮=仃-5 示=27N-17N=10N；(3)由F浮=p水gV排可得金屬塊排開水的體積：V 排=：=10-3m3；戶上3 10 40加M(4)金屬塊全部浸沒在水中，則V金=V排=10-3m3,金屬塊的密度：P金K=U=2.7 *° kg/anm

26、3。答：(1)金屬塊的質(zhì)量為 2.7kg;(2)金屬塊浸沒在水中時受到的浮力為10N;(3)金屬塊排開水的體積為10-3m3;(4)金屬塊的密度為 2.7 M03kg/m3。解析：(1)由公式G = mg求出物體的質(zhì)量；(2)利用二次稱重法求出金屬塊受到水對它的浮力；(3)根據(jù)F浮=水gV排求出金屬塊排開水的體積，當(dāng)金屬塊浸沒水中時，排開水的體積 等于金屬塊的體積；(4)根據(jù)公式p 求出該金屬塊的密度。本題考查了學(xué)生對阿基米德原理的掌握和運用，利用好稱重法測浮力是本題的關(guān)鍵。9 .答案：解：(1)石像受到的浮力： . 1 答：石像受到的力為：2M04N(2)石像的重力：仃七二m三g ="有廿匚g = 2.6 乂X 2m3 X 10N"g = 5,2 x 10%石像受到的拉力：繩端拉力：F = X 1O4用= 1.hK 1O&N答：繩端的拉力為 1.6M04N(1)工人做的有用功：用1r =。時=360N x 10加=3600/答：工人做的有用功為 3600J.(2)滑輪組的股數(shù)為n = 3繩子端移動的距離1 11 1拉力做的功：；"拉力的功率為：產(chǎn)=今=噂? =7511/ t WS答：拉力的做功的功率為75W。(3)滑輪組的機械效率