挑戰(zhàn)22計算題(浮力與壓強綜合26題)(原卷版+解析)

2022年中考物理真題《壓軸挑戰(zhàn)》分類匯編（原卷版）挑戰(zhàn)22計算題（浮力與壓強綜合26題）1．（2022?益陽）我國從遠古時代就開始利用浮力了。據(jù)考古工作者發(fā)現(xiàn)，在距今7500年前的新石器時期，我國古代勞動人民就制造出了獨木舟，如圖所示。該獨木舟外形可看成一個長方體，它長2m、寬50cm、高15cm，質(zhì)量為50kg，g取10N/kg，ρ水＝1×103kg/m3。求：（1）當獨木舟底部距離水面10cm時，底部受到的壓強；（2）獨木舟空載時受到的浮力；（3）獨木舟能承載的最大貨物的重量。2．（2022?大慶）如圖所示，容積很大的長方形水銀槽，上方豎直放置一個足夠長且兩端開口的細玻璃管。管內(nèi)壁光滑，初始狀態(tài)管內(nèi)緊貼水銀面有一質(zhì)量不計、橫截面積S＝1.0cm2的活塞，活塞不漏氣，現(xiàn)用力將活塞緩慢勻速提升（忽略槽內(nèi)水銀液面高度變化）。已知水銀密度ρ＝13.6×103kg/m3，當?shù)卮髿鈮簆＝1.0×105Pa，g＝10N/kg。求：（1）細玻璃管內(nèi)水銀面上升的最大高度h0（結(jié)果保留兩位小數(shù)）；（2）活塞上升高度為40cm時，作用在活塞上的拉力大??；（3）活塞上升高度為100cm時，作用在活塞上的拉力大小。3．（2022?包頭）如圖所示，5G智能機器人安裝有超聲波霧化器自動噴槍，工作時，將消毒液均勻霧化到空氣中進行消毒。下表為智能機器人的部分參數(shù)，其中額定霧化量是指霧化器工作1h能夠霧化消毒液的體積。（g取10N/kg）水箱容積額定霧化量自身重力履帶總觸地面積20L10L/h500N200cm2（1）求機器人未裝消毒液且靜止時，對水平地面的壓強；（2）未裝消毒液，機器人在水平地面以0.5m/s速度勻速直線運動10min，機器人受到的阻力為自身重力的0.1倍，求牽引力做的功；（3）裝滿消毒液，機器人總重力增加了160N，以額定霧化量消毒一段時間后，機器人對水平地面的壓強減小了2×103Pa，求此次消毒所用的時間。4．（2022?聊城）科技小組的同學(xué)對物體的浮沉條件進行探究。在一個圓柱形容器底部，放一個邊長為10cm的正方體物塊，然后逐漸向容器中倒水（水始終未溢出）。通過測量容器中水的深度h，分別計算出該物塊所受到的浮力F浮，并繪制了如圖所示的圖象。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）求：（1）水的深度到達5cm時，水對容器底部的壓強；（2）水的深度到達12cm時，物塊浸在水中的體積；（3）物塊的密度。5．（2022?鄂州）如圖所示是中國新一代通用型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦169號（武漢艦），其滿載時的排水量約為7×103t，當驅(qū)逐艦以60km/h的速度在海面上勻速直線航行時，受到的阻力是自身總重力的0.01倍（海水的密度取1.0×103kg/m3）。則：（1）在水面下3.5m深處，船體受到海水的壓強是多少？（2）驅(qū)逐艦滿載時，排開海水的體積是多少？（3）驅(qū)逐艦滿載時，受到的浮力是多少？（4）驅(qū)逐艦滿載時，以60km/h的速度沿水平方向勻速航行1h，牽引力所做的功是多少？6．（2022?玉林）如圖所示，一個底面積為200cm2的溢水杯放在水平桌面上，溢水口離其底部距離為20cm。已知彈簧原長為10cm，且彈簧每受1N的作用力其長度變化1cm?，F(xiàn)將彈簧與底面積為100cm2的實心長方體A和溢水杯底部相連，此時彈簧被壓縮，其彈力為2N；向溢水杯加水，當水深為16cm時，A剛好有一半浸入水中，此時彈簧長為12cm；繼續(xù)向溢水杯加水，直至彈簧所受的彈力不再發(fā)生變化（在彈性限度內(nèi)）。不計彈簧的重力、體積及其所受的浮力，g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3。求：（1）A的重力；（2）A的一半浸入水中時A所受的浮力；（3）A的密度；（4）A的一半浸入水中與彈簧不再發(fā)生變化，溢水杯對桌面壓強的變化量。7．（2022?貴港）如圖所示，水平地面上放置一個底面積為0.03m2薄壁圓柱形容器，容器側(cè)面靠近底部有一控制出水的閥門K。邊長為0.1m的正方體木塊A體積的浸入水中，下方用細線T2系有重為3N的合金球B，B的體積是A體積的0.1倍。木塊A上方的懸線T1能承受的最大拉力為5N，此時懸線T1處于松弛狀態(tài)。（容器內(nèi)的水足夠深，不計細線的體積和質(zhì)量，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）木塊A受到的浮力大小；（2）細線T2對合金球B的拉力大??；（3）打開閥門K使水緩慢流出，當懸線T1斷裂的一瞬間關(guān)閉閥門K，此時木塊A排開水的體積為多少？（4）若在懸線T1斷裂的一瞬間關(guān)閉閥門K同時剪斷細線T2，待木塊A再次靜止漂浮時，與懸線T1斷裂的瞬間相比，容器底受到水的壓強改變了多少？8．（2022?廣西）某學(xué)習(xí)小組在完成壓強知識的學(xué)習(xí)后，為深入了解壓強的變化情況，將實心柱體甲和盛滿水的薄壁輕質(zhì)容器乙放置在水平地面上，如圖所示，其中甲、乙底面積分別為2S、S，水的質(zhì)量為m，D點距水面0.1m，ρ水＝1.0×103kg/m3。將甲沿虛線切出一質(zhì)量為m0的小物塊（不吸水）放入乙中，小物塊有四分之一的體積露出水面。（1）求D處水的壓強；（2）求甲的密度；（3）現(xiàn)有A、B、C三物體，相關(guān)信息如下表所示。物體ABC密度1.2ρ水3.8ρ水2.5ρ水體積2V0.5V2V若要選擇其中一個先后放在甲剩余部分的上部和放入乙中（均可浸沒），使乙對地面的壓強變化量大于甲剩余部分對地面的壓強變化量，且乙對地面的壓強p最大。請分析說明所選物體的理由，并計算出p的最大值。（結(jié)果用題中字母表示）9．（2022?德陽）如圖甲所示，有一正方體物塊A，其密度小于水的密度，把它掛在一輕質(zhì)彈簧下，物塊靜止時，彈簧長度的變化量ΔL＝3cm；物塊A的正下方水平桌面上有一個圓柱形容器，其底面積S＝200cm2，如圖乙，現(xiàn)在往容器中緩慢注入水，使水面剛好淹沒物塊A，彈簧長度隨之發(fā)生變化，變化量ΔL1＝2cm，這時容器中的水面距容器底高度是40cm；保持其它條件都不變的情況下，將物塊A換成同樣大小的正方體物塊B掛在彈簧下，其密度大于水的密度，彈簧長度再次變化，變化量ΔL2＝6cm。丙圖是輕質(zhì)彈簧受到的彈力F與彈簧的長度變化量ΔL關(guān)系。（本題物塊A、B對水都沒有吸附性，始終保持上下表面與水平面平行；輕質(zhì)彈簧一直完好無損，受力時只在豎直方向變化；水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3）求：（1）物塊A的質(zhì)量；（2）物塊B的密度；（3）容器中水的質(zhì)量和物塊B下表面在水中所受到水的壓強。10．（2022?樂山）一個邊長為10cm、重為8N的正方體木塊輕放入水中，處于漂浮狀態(tài)時有露出水面甲乙（如圖甲），已知ρ水＝1×103kg/m3。求：（1）木塊所受的浮力；（2）木塊底部受到的液體壓強；（3）若在木塊上放一砝碼使得木塊剛好完全浸沒水中（如圖乙），則砝碼的重為多少牛？11．（2022?郴州）如圖所示，用細線將質(zhì)量可忽略不計的杠桿懸掛起來，把質(zhì)量為0.3kg的物體A用細線懸掛在杠桿的C處；質(zhì)量為0.5kg的物體B（B不溶于水）用細線懸掛在杠桿的D處。當物體B浸沒于水中靜止時，杠桿恰好在水平位置平衡。此時C、D到O點的距離分別為20cm、30cm。（g取10N/kg）求：（1）物體A的重力；（2）細線對物體B的拉力；（3）物體B的體積。12．（2022?涼山州）某同學(xué)在野外撿到一塊小石塊，在課外興趣活動小組活動中進行了如下探究：①如圖甲所示，在托盤秤上放一只盛了適量水的容器，托盤秤的示數(shù)為1kg；②用細線將該石塊系住，手握細線將石塊慢慢放入水中（水不溢出），當石塊浸沒到如圖乙所示位置，穩(wěn)定后托盤秤的示數(shù)是1.1kg；③如圖丙所示，松手后該石塊沉到容器底部，穩(wěn)定后托盤秤的示數(shù)為1.26kg。根據(jù)以上探究情況，求：（1）該石塊的重力為多少；（2）該石塊的密度（要求寫出必要的文字說明和計算過程）。13．（2022?河北）質(zhì)地均勻的長方體放在水平地面上，密度為1.5×103kg/m3，邊長如圖甲所示。另有一高為0.35m、底面積為2×10﹣2m2的薄壁圓筒形容器放在水平地面上，容器內(nèi)盛有0.3m深的某種液體，如圖乙所示。將長方體由平放變?yōu)樨Q放，長方體對水平地面的壓強變化量與液體對容器底部的壓強恰好相等。（g取10N/kg）（1）求長方體的質(zhì)量；（2）在圖甲中作出長方體所受重力的示意圖（“O”點為長方體的重心）；（3）求液體的密度；（4）在豎放的長方體上水平截取一部分，并將截取部分放入容器中，能使液體對容器底部的壓強最大且截取部分的質(zhì)量最小，求截取部分所受的浮力。14．（2022?山西）頻閃拍攝是研究物體運動的最好方式之一。如圖所示，是小亮用相機每隔0.5s曝光一次，拍攝的汽車在平直公路上行駛時的頻閃照片。拍攝過程中汽車的總質(zhì)量約為1.6t，所受阻力約為車重的0.3倍。搜集汽車信息得知車身長3m，靜止時車輪與地面的總接觸面積為0.16m2。求：（g取10N/kg）（1）汽車靜止時對水平地面的壓強；（2）拍攝過程中汽車的輸出功率。15．（2022?賀州）如圖所示，水平桌面上放置下端用毛細管連通的A、B兩容器，底面積分別為100cm2和150cm2。閥門K打開前，A容器內(nèi)豎直放置一底面積為50cm2、高為0.2m的長方體物塊，物塊對A容器底部的壓強為pA，B容器內(nèi)盛有0.2m深的水。求：（1）閥門K打開前，水對B容器底部的壓強pB；（2）閥門K打開前，當pB＝2pA時，物塊的密度；（3）閥門K打開后，水從B容器進入A容器，剛好使物塊漂浮時，水進入A容器中的深度。16．（2022?重慶）為進行浮力相關(guān)實驗，小濤將力傳感器固定在鐵架臺上，底面積為40cm2的實心均勻圓柱體A通過輕質(zhì)細線與力傳感器相連，力傳感器可測量細線拉力的大小。重3N底面積100cm2的薄壁柱形溢水杯B放在水平升降臺上，裝有23cm深的水，如圖甲所示。從某時刻開始讓升降臺上升使A逐漸浸入水中，力傳感器所測力的大小與升降臺上升高度h的關(guān)系如圖乙所示。當升降臺上升高度為8cm時，水對A下表面的壓強為500Pa。不計細線的伸縮，A始終保持豎直，且不吸水。完成下列問題：（g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）（1）求A的質(zhì)量；（2）求圖乙中F1的大小；（3）當A浸沒入水中后剪斷細線，升降臺和A都靜止時，求溢水杯對升降臺的壓強。17．（2022?重慶）底面積為150cm2、重3N、盛水4cm深且足夠高的薄壁柱形容器置于水平桌面上，如圖所示，將底面積為50cm2、質(zhì)量為450g、密度為0.9g/cm3的不吸水圓柱體用輕質(zhì)細線掛在測力計下，由圖示位置緩慢向下浸入水中，直至測力計示數(shù)為0后，只取走測力計，再打開閥門K向外放水。求：（取g＝10N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3）（1）圓柱體的體積；（2）圓柱體下降過程中，當其浸入水中的深度為2cm時，測力計的示數(shù)；（3）當放水至容器對桌面的壓強為800Pa時，水對容器底的壓強。18．（2022?新疆）某工廠長方體儲液池被一塊密封隔板隔成左右兩部分，其截面圖如圖所示。隔板上下兩部分的厚度不同，隔板較厚部分相對于較薄部分左右兩側(cè)凸出的厚度均為0.1m。已知隔板的長為10m，左儲液池內(nèi)儲有密度為1.1×103kg/m3的液體。右儲液池內(nèi)儲有密度為1.3×103kg/m3的液體。隔板左側(cè)凸出部分的下表面所在的深度為0.5m，隔板凸出部分兩側(cè)的下表面受到的液體的壓強差與整個隔板最低處受到的兩側(cè)液體的壓強差均為1.0×103Pa。求：（1）隔板左側(cè)凸出部分的下表面受到的液體壓強；（2）隔板右側(cè)凸出部分的下表面受到的液體豎直向上的壓力；（3）左儲液池中液體的深度。19．（2022?眉山）如圖所示，水平桌面上有一個底面積為5.0×10﹣3m2、重力為15N的圓柱形容器，內(nèi)裝有深度為0.1m、重力為5N的水，如圖甲所示?，F(xiàn)將一體積為1.20×10﹣4m3、重力為1.8N不吸水的固體緩慢放入水中，水未溢出，靜止時如圖乙所示。不計容器壁的厚度，ρ水＝1.0×103kg/m3。求（1）固體放入水中前，水對容器底的壓強；（2）固體放入水中靜止后，容器對桌面的壓強；（3）固體放入水中靜止后，容器底對它的支持力。20．（2022?福建）如圖是一款能自動浮沉的潛水玩具，正方體潛水器內(nèi)裝有智能電磁鐵，將它放入裝有水的圓柱形薄壁容器中，容器放置在水平鐵板上，不計容器的重力。潛水器啟動后通過傳感器測出其底部與鐵板間的距離l，自動調(diào)節(jié)電磁鐵電流大小，改變潛水器與鐵板間的吸引力F的大小。閉合開關(guān)前，潛水器處于漂浮狀態(tài)。閉合開關(guān)，潛水器啟動后先勻速下沉，完全浸入水中后，變?yōu)榧铀傧鲁林敝寥萜鞯撞?，下沉全過程F隨l變化的關(guān)系保持不變，水深變化的影響忽略不計。已知潛水器的邊長為10cm，重為5N，容器的底面積為1000cm2，水深為25cm。求：（1）潛水器漂浮時受到的浮力。（2）下沉全過程潛水器重力所做的功。（3）潛水器沉底靜止后容器對鐵板的壓強。21．（2022?瀘州）在物理課外拓展活動中，力學(xué)興趣小組的同學(xué)進行了如圖甲的探究。用細線P將A、B兩個不吸水的長方體連接起來，再用細線Q將A、B兩物體懸掛放入圓柱形容器中，初始時B物體對容器底的壓力恰好為零。從t＝0時開始向容器內(nèi)勻速注水（水始終未溢出），細線Q的拉力FQ隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。已知A、B兩物體的底面積SA＝SB＝100cm2，細線P、Q不可伸長，細線P長l＝8cm，取g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3。求：（1）t＝10s時，B物體受到水的浮力；（2）每秒向容器內(nèi)注入水的體積（單位用cm3）；（3）當FQ＝3N時，水對容器底部的壓力。22．（2022?長沙）一個不吸收液體的圓柱體重5N，底面積S1＝2.5×10﹣3m2。如圖所示，將圓柱體浸沒在水中，彈簧測力計的示數(shù)為3N，已知ρ水＝1.0×103kg/m3，取g＝10N/kg。（1）求圓柱體浸沒在水中時受到的浮力F??；（2）將圓柱體豎直放在水平桌面上，求圓柱體對水平桌面的壓強p；（3）一個足夠高的柱形容器放在水平桌面上，裝入某種液體后，液體對容器底部的壓強為p1。再將圓柱體緩慢地放入容器中，圓柱體始終保持豎直，松開后最終液面與圓柱體頂部的距離d＝2cm，液體對容器底部的壓強為p2。已知p2﹣p1＝180Pa，容器底面積S2＝100cm2。求容器中液體的質(zhì)量。23．（2022?海南）“歡迎您到海南來，這里四季春常在”。海南為了提高瓊州海峽通行效率，特別開通新海港（?？冢?徐聞港（廣東）“小客車專班”，每日4個航次。兩港口的跨海距離約20km，輪渡海上航行時間約1.5h。（ρ海水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（1）輪渡海上航行的平均速度約為多少km/h？（保留一位小數(shù)）（2）一輛小客車上船后停在船艙水平面上，車的總質(zhì)量為2000kg，車輪與水平面的總接觸面積為0.1m2，它對船艙水平面的壓強為多大？（3）此小客車上船后，輪渡排開海水的體積增加了多少m3？（4）若輪渡發(fā)動機以最大輸出功率P工作時，動力推進器效率為η，當輪渡以最大航速v行駛時，受到水的阻力f為多大？（結(jié)果用含P、η、v的代數(shù)式表示）24．（2022?資陽）2022年，高亭宇在北京冬奧會速度滑冰男子500米項目上滑出34秒32的成績，打破奧運紀錄的同時也贏得中國歷史上首枚冬奧會男子速度滑冰金牌。已知高亭宇連同其裝備的總質(zhì)量m＝72kg，靜止站在起跑處時冰刀與冰面的接觸總面積S＝12cm2；若將高亭宇的滑行總時間記為t＝34s，比賽項目的賽程長度為s，g取10N/kg。求：（1）高亭宇靜止站立時冰刀對地面的壓強p；（2）高亭宇比賽全程的平均速度v的大?。ńY(jié)果保留2位小數(shù)）。25．（2022?煙臺）在物理課實踐活動中，某活動小組想要用橡皮泥做“船”浮在水面上，并探究橡皮泥“船”的裝載能力。他們用一塊體積為20cm3的橡皮泥做成一只“船”，放入水中漂浮，試著向其中添加物體，發(fā)現(xiàn)最多只能裝載25g的物體，如圖所示。查閱資料知道橡皮泥的密度為1.5×103kg/m3。已知水的密度為1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求：（1）將這塊橡皮泥浸沒在水中時所受的浮力為多少？（2）這只橡皮泥“船”裝載最多物體時受到的浮力為多少？（3）該小組同學(xué)想提高橡皮泥“船”的裝載能力，請你幫助他們提出一條合理化的建議。26．（2022?攀枝花）用輕質(zhì)細線將石塊與木塊連接后放入水中，靜止時木塊有的體積浸入水中，如圖甲所示。若將石塊移到木塊上方，靜止時木塊剛好全部浸入水中，如圖乙所示。若將石塊移開，靜止時木塊有的體積露出水面，如圖丙所示。已知水的密度為1.0×103kg/m3，求：（1）木塊的密度；（2）石塊的密度。2022年中考物理真題《壓軸挑戰(zhàn)》分類匯編（解析版）挑戰(zhàn)22計算題（浮力與壓強綜合26題）1．（2022?益陽）我國從遠古時代就開始利用浮力了。據(jù)考古工作者發(fā)現(xiàn)，在距今7500年前的新石器時期，我國古代勞動人民就制造出了獨木舟，如圖所示。該獨木舟外形可看成一個長方體，它長2m、寬50cm、高15cm，質(zhì)量為50kg，g取10N/kg，ρ水＝1×103kg/m3。求：（1）當獨木舟底部距離水面10cm時，底部受到的壓強；（2）獨木舟空載時受到的浮力；（3）獨木舟能承載的最大貨物的重量?！窘獯稹拷猓海?）獨木舟底部受到的壓強為：p＝ρ水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣2m＝1000Pa；（2）獨木舟空載漂浮時受到的浮力等于獨木舟的自重，即：F?。紾舟＝m舟g＝50kg×10N/kg＝500N；（3）獨木舟的體積為：V＝abc＝2m×50×10﹣2m×15×10﹣2m＝0.15m3，當獨木舟剛好浸沒時，受到的浮力最大，此時獨木舟排開水的體積等于獨木舟的體積，則獨木舟受到的最大浮力為：F浮大＝ρ液gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.15m3＝1500N，獨木舟的最大總重力等于最大浮力，即：G總＝F浮大＝1500N，獨木舟能承載的最大貨物的重量為：G貨＝G總﹣G舟＝1500N﹣500N＝1000N。答：（1）當獨木舟底部距離水面10cm時，底部受到的壓強為1000Pa；（2）獨木舟空載時受到的浮力為500N；（3）獨木舟能承載的最大貨物的重量為1000N。2．（2022?大慶）如圖所示，容積很大的長方形水銀槽，上方豎直放置一個足夠長且兩端開口的細玻璃管。管內(nèi)壁光滑，初始狀態(tài)管內(nèi)緊貼水銀面有一質(zhì)量不計、橫截面積S＝1.0cm2的活塞，活塞不漏氣，現(xiàn)用力將活塞緩慢勻速提升（忽略槽內(nèi)水銀液面高度變化）。已知水銀密度ρ＝13.6×103kg/m3，當?shù)卮髿鈮簆＝1.0×105Pa，g＝10N/kg。求：（1）細玻璃管內(nèi)水銀面上升的最大高度h0（結(jié)果保留兩位小數(shù)）；（2）活塞上升高度為40cm時，作用在活塞上的拉力大??；（3）活塞上升高度為100cm時，作用在活塞上的拉力大小?！窘獯稹拷猓海?）細玻璃管內(nèi)水銀面上升到最大高度時，水銀柱產(chǎn)生的壓強與大氣壓相同；根據(jù)p＝ρgh可知，細玻璃管內(nèi)水銀面上升的最大高度為：h0＝＝≈0.74m；（2）活塞上升高度為40cm時，液柱處于靜止狀態(tài)，活塞受力平衡，則：F大氣＝F拉+（F大氣﹣F水銀），即：F拉＝F水銀＝ρgh1S＝13.6×103kg/m3×10N/kg×0.4m×1×10﹣4m2＝5.44N；（3）細玻璃管內(nèi)水銀面上升的最大高度0.74m＝74cm＜100cm，所以活塞上升高度為100cm時，活塞下方是真空；此時活塞受力平衡，受到豎直向下的大氣的壓力、豎直向上的拉力，這兩個力是一對平衡力，所以拉力大小為：F'拉＝F'大氣＝pS＝1.0×105Pa×1×10﹣4m2＝10N。答：（1）細玻璃管內(nèi)水銀面上升的最大高度為0.74m；（2）活塞上升高度為40cm時，作用在活塞上的拉力大小為5.44N；（3）活塞上升高度為100cm時，作用在活塞上的拉力大小為10N。3．（2022?包頭）如圖所示，5G智能機器人安裝有超聲波霧化器自動噴槍，工作時，將消毒液均勻霧化到空氣中進行消毒。下表為智能機器人的部分參數(shù)，其中額定霧化量是指霧化器工作1h能夠霧化消毒液的體積。（g取10N/kg）水箱容積額定霧化量自身重力履帶總觸地面積20L10L/h500N200cm2（1）求機器人未裝消毒液且靜止時，對水平地面的壓強；（2）未裝消毒液，機器人在水平地面以0.5m/s速度勻速直線運動10min，機器人受到的阻力為自身重力的0.1倍，求牽引力做的功；（3）裝滿消毒液，機器人總重力增加了160N，以額定霧化量消毒一段時間后，機器人對水平地面的壓強減小了2×103Pa，求此次消毒所用的時間?！窘獯稹拷猓海?）機器人未裝消毒液時，自身的重力G＝500N，機器人對水平路面的壓力：F＝G＝500N；受力面積S＝200cm2＝0.02m2，對水平地面的壓強：p＝＝＝2.5×104Pa；（2）根據(jù)v＝知機器人運動的距離為：s＝vt＝0.5m/s×600s＝300m，機器人受到的阻力為：f＝0.1G＝0.1×500N＝50N，因為機器人在水平方向做勻速直線運動，所以牽引力等于阻力，即F＝f＝50N；牽引力做的功為：W＝Fs＝50N×300m＝15000J；（3）由題意知消毒液的重力等于機器人總重力的增加量，根據(jù)G＝mg知液體的質(zhì)量為：m液＝＝＝16kg，液體的密度為：ρ液＝＝＝0.8×103kg/m3，減小的液體的重力等于機器人對水平地面的壓力的減小量，即ΔG＝ΔF＝ΔpS＝2×103Pa×200×10﹣4m2＝40N，減小的液體的質(zhì)量為：Δm液＝＝＝4kg，減小的液體的體積為：ΔV＝＝＝5×10﹣3m3＝5L，額定霧化量為10L/h，此次消毒所用的時間為：t＝＝0.5h。答：（1）機器人未裝消毒液且靜止時，對水平地面的壓強為2.5×104Pa；（2）牽引力做的功為15000J；（3）裝滿消毒液，機器人總重力增加了160N，以額定霧化量消毒一段時間后，機器人對水平地面的壓強減小了2×103Pa，此次消毒所用的時間為0.5h。4．（2022?聊城）科技小組的同學(xué)對物體的浮沉條件進行探究。在一個圓柱形容器底部，放一個邊長為10cm的正方體物塊，然后逐漸向容器中倒水（水始終未溢出）。通過測量容器中水的深度h，分別計算出該物塊所受到的浮力F浮，并繪制了如圖所示的圖象。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）求：（1）水的深度到達5cm時，水對容器底部的壓強；（2）水的深度到達12cm時，物塊浸在水中的體積；（3）物塊的密度?！窘獯稹拷猓海?）水深5cm時水對容器底的壓強是：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣2m＝500Pa；（2）由圖象知，從h＝8cm開始，隨著水的深度增加，該物塊所受到的浮力不再發(fā)生變化，8cm＜10cm，物塊沒浸沒，說明水深8cm時物塊剛好處于漂浮狀態(tài)；物塊漂浮時，V排＝Sh＝10cm×10cm×8cm＝800cm3＝8×10﹣4m3；（3）因為漂浮，所以浮力等于重力，即F?。紾＝8N；由G＝mg得物塊的質(zhì)量為：m＝＝＝0.8kg＝800g；所以物塊的密度：ρ＝＝＝0.8g/cm3＝0.8×103kg/m3。答：（1）水的深度到達5cm時，水對容器底部的壓強為500Pa；（2）水的深度到達12cm時，物塊浸在水中的體積為8×10﹣4m3；（3）物塊的密度為0.8×103kg/m3。5．（2022?鄂州）如圖所示是中國新一代通用型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦169號（武漢艦），其滿載時的排水量約為7×103t，當驅(qū)逐艦以60km/h的速度在海面上勻速直線航行時，受到的阻力是自身總重力的0.01倍（海水的密度取1.0×103kg/m3）。則：（1）在水面下3.5m深處，船體受到海水的壓強是多少？（2）驅(qū)逐艦滿載時，排開海水的體積是多少？（3）驅(qū)逐艦滿載時，受到的浮力是多少？（4）驅(qū)逐艦滿載時，以60km/h的速度沿水平方向勻速航行1h，牽引力所做的功是多少？【解答】解：（1）在水面下3.5m深處，船體受到海水的壓強為：p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3.5m＝3.5×104Pa；（2）驅(qū)逐艦滿載時排開海水的體積為：V排＝＝＝7×103m3；（3）驅(qū)逐艦滿載時受到的浮力為：F浮＝G排＝m排g＝7×103×103kg×10N/kg＝7×107N；（4）驅(qū)逐艦滿載時漂浮在海面上，受到浮力等于重力，則驅(qū)逐艦滿載時的總重力為：G＝F?。?×107N，驅(qū)逐艦以60km/h的速度在海面上勻速直線航行時受到的阻力為：f＝0.01G＝0.01×7×107N＝7×105N，由力的平衡條件可知，驅(qū)逐艦受到的牽引力為：F＝f＝7×105N，驅(qū)逐艦航行1h的距離為：s＝vt＝60km/h×1h＝60km＝6×104m，牽引力做的功為：W＝Fs＝7×105N×6×104m＝4.2×1010J。答：（1）在水面下3.5m深處，船體受到海水的壓強是3.5×104Pa；（2）驅(qū)逐艦滿載時，排開海水的體積是7×103m3；（3）驅(qū)逐艦滿載時，受到的浮力是7×107N；（4）驅(qū)逐艦滿載時，以60km/h的速度沿水平方向勻速航行1h，牽引力所做的功是4.2×1010J。6．（2022?玉林）如圖所示，一個底面積為200cm2的溢水杯放在水平桌面上，溢水口離其底部距離為20cm。已知彈簧原長為10cm，且彈簧每受1N的作用力其長度變化1cm。現(xiàn)將彈簧與底面積為100cm2的實心長方體A和溢水杯底部相連，此時彈簧被壓縮，其彈力為2N；向溢水杯加水，當水深為16cm時，A剛好有一半浸入水中，此時彈簧長為12cm；繼續(xù)向溢水杯加水，直至彈簧所受的彈力不再發(fā)生變化（在彈性限度內(nèi)）。不計彈簧的重力、體積及其所受的浮力，g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3。求：（1）A的重力；（2）A的一半浸入水中時A所受的浮力；（3）A的密度；（4）A的一半浸入水中與彈簧不再發(fā)生變化，溢水杯對桌面壓強的變化量。【解答】解：（1）沒有加水時，A受到豎直向下的重力和彈簧對A豎直向上的彈力，由二力平衡條件可知，A的重力：G＝F0＝2N；（2）A剛好有一半浸入水中，此時彈簧長為12cm，由題意可知，此時彈簧被拉伸，對A產(chǎn)生的彈力為對A豎直向下拉力，由題意可知，當彈簧長為12cm時，彈簧的拉力：F1＝（12cm﹣10cm）×1N/cm＝2N，此時A受到豎直向下的重力、拉力和豎直向上的浮力，由力的平衡條件可知，A的一半浸入水中時受到的浮力：F?。紾+F1＝2N+2N＝4N，（3）由F?。溅岩篻V排可知，A剛好有一半浸入水中時排開水的體積：V排＝＝＝4×10﹣4m3，則A的體積：V＝2V排＝2×4×10﹣4m3＝8×10﹣4m3＝800cm3，由m＝＝＝0.2kg，因此A的密度：ρ＝＝＝0.25×103kg/m3；（4）由V＝Sh可知，A的高度：hA＝＝＝8cm，則A剛好有一半浸入水中時，溢水杯中水的體積：V水1＝200cm2×12cm+（200cm2﹣100cm2）××8cm＝2800cm3，此時溢水杯中水的重力：G水1＝m水1g＝ρ水V水1g＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2800×10﹣6m3＝28N；由阿基米德原理原理可知，當A浸沒后A受到的浮力不再發(fā)生變化，由力的平衡條件可知，此時彈簧的彈力不再發(fā)生變化，由F?。溅岩篻V排可知，A浸沒時受到的浮力：F浮沒＝2F浮＝2×4N＝8N，由力的平衡條件可知，此時彈簧對A的拉力：F＝F浮沒﹣G＝8N﹣2N＝6N，由題意可知，此時彈簧的長度：L2＝10cm+＝16cm，則此時水面的高度：h＝L2+hA＝16cm+8cm＝24cm＞20cm，故彈簧不再發(fā)生變化時，A不會浸沒，因此彈簧不再發(fā)生變化時，溢水杯中的到達溢口，即當溢水杯最后的水溢出后，彈簧測力計的示數(shù)不再發(fā)生變化，設(shè)此時A浸在水中的深度為Lcm，則A排開水的體積：V排1＝100cm2×Lcm＝100Lcm3，此時A受到的浮力：F浮1＝ρ水gV排1＝1.0×103kg/m3×10N/kg×100L×10﹣6m3＝LN；此時彈簧對A的拉力：F2＝（20cm﹣Lcm﹣10cm）×1N/cm＝（10cm﹣Lcm）×1N/cm＝（10﹣L）N，由力的平衡條件有：F浮1＝G+F2，即LN＝2N+（10﹣L）N，解得：L＝6，即彈簧測力計的示數(shù)不再發(fā)生變化時，A浸在水中的深度為6cm，此時溢水杯中水的體積：V水2＝200cm2×20cm﹣100cm2×6cm＝3400cm3，溢水杯中水的重力：G水2＝m水2g＝ρ水V水2g＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3400×10﹣6m3＝34N；因為溢水杯對水平桌面的壓力大小等于溢水杯、水和A的重力之和，加水前后溢水杯的重力、A的重力均沒有發(fā)生變化，因此溢水杯對桌面壓力的變化量：ΔF＝G水2﹣G水1＝34N﹣28N＝6N，則溢水杯對桌面壓強的變化量：Δp＝＝＝300Pa。答：（1）A的重力為2N；（2）A的一半浸入水中時A所受的浮力為4N；（3）A的密度為0.25×103kg/m3；（4）A的一半浸入水中與彈簧不再發(fā)生變化，溢水杯對桌面壓強的變化量為300Pa。7．（2022?貴港）如圖所示，水平地面上放置一個底面積為0.03m2薄壁圓柱形容器，容器側(cè)面靠近底部有一控制出水的閥門K。邊長為0.1m的正方體木塊A體積的浸入水中，下方用細線T2系有重為3N的合金球B，B的體積是A體積的0.1倍。木塊A上方的懸線T1能承受的最大拉力為5N，此時懸線T1處于松弛狀態(tài)。（容器內(nèi)的水足夠深，不計細線的體積和質(zhì)量，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）木塊A受到的浮力大??；（2）細線T2對合金球B的拉力大??；（3）打開閥門K使水緩慢流出，當懸線T1斷裂的一瞬間關(guān)閉閥門K，此時木塊A排開水的體積為多少？（4）若在懸線T1斷裂的一瞬間關(guān)閉閥門K同時剪斷細線T2，待木塊A再次靜止漂浮時，與懸線T1斷裂的瞬間相比，容器底受到水的壓強改變了多少？【解答】解：（1）由題知，此時木塊總體積的浸入水中，則V排＝V木＝（0.1m）3＝9×10﹣4m3，木塊A受到的浮力大小為：F浮A＝ρ水V排g＝1×103kg/m3×9×10﹣4m3×10N/kg＝9N；（2）B的體積為：VB＝0.1VA＝0.1×（0.1m）3＝1×10﹣4m3，小球B受到的浮力大小為：F浮B＝ρ水VBg＝1×103kg/m3×1×10﹣4m3×10N/kg＝1N；細線T2對合金球B的拉力大小為：FB＝G﹣F浮B＝3N﹣1N＝2N；（3）物體A的重力為：GA＝F浮A﹣FB＝9N﹣2N＝7N當細繩即將斷裂時，由力的平衡條件可得A物體此時的浮力為：F浮′+F拉最大＝GA+FB，設(shè)此時木塊排開水的體積為V排′，則：ρ水V排′g+F拉最大＝GA+FB，即：1×103kg/m3×V排′×10N/kg+5N＝7N+2N，解得：V排′＝4×10﹣4m3；（4）若在懸線T1斷裂的一瞬間關(guān)閉閥門K同時剪斷細線T2，待木塊A再次靜止漂浮時，浮力等于物體A的重力，浮力為7N，根據(jù)F浮A″＝ρ水V排″g知得排開水的體積為：V排″＝＝＝7×10﹣4m3，排開水的體積增加量：ΔV排＝V排″﹣V排′＝7×10﹣4m3﹣4×10﹣4m3＝3×10﹣4m3；水面上升的高度：Δh＝＝＝0.01m，容器底受到水的壓強與斷繩前的瞬間相比，容器底受水的壓強增加量：Δp＝ρgΔh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.01m＝100Pa。答：（1）木塊A受到的浮力大小為9N；（2）細線T2對合金球B的拉力大小為2N；（3）打開閥門K使水緩慢流出，當懸線T1斷裂的一瞬間關(guān)閉閥門K，此時木塊A排開水的體積為4×10﹣4m3；（4）若在懸線T1斷裂的一瞬間關(guān)閉閥門K同時剪斷細線T2，待木塊A再次靜止漂浮時，與懸線T1斷裂的瞬間相比，容器底受到水的壓強改變了100Pa。8．（2022?廣西）某學(xué)習(xí)小組在完成壓強知識的學(xué)習(xí)后，為深入了解壓強的變化情況，將實心柱體甲和盛滿水的薄壁輕質(zhì)容器乙放置在水平地面上，如圖所示，其中甲、乙底面積分別為2S、S，水的質(zhì)量為m，D點距水面0.1m，ρ水＝1.0×103kg/m3。將甲沿虛線切出一質(zhì)量為m0的小物塊（不吸水）放入乙中，小物塊有四分之一的體積露出水面。（1）求D處水的壓強；（2）求甲的密度；（3）現(xiàn)有A、B、C三物體，相關(guān)信息如下表所示。物體ABC密度1.2ρ水3.8ρ水2.5ρ水體積2V0.5V2V若要選擇其中一個先后放在甲剩余部分的上部和放入乙中（均可浸沒），使乙對地面的壓強變化量大于甲剩余部分對地面的壓強變化量，且乙對地面的壓強p最大。請分析說明所選物體的理由，并計算出p的最大值。（結(jié)果用題中字母表示）【解答】解：（1）D處水的壓強p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m＝1.0×103Pa；（2）小物塊有四分之一的體積露出水面，說明物塊漂浮，排開體積V排＝V；F?。紾，ρ水gV＝ρgV，解得ρ＝ρ水＝×1.0×103kg/m3＝0.75×103kg/m3；（3）要使乙對地面的壓強p最大，即乙對地面的壓力最大。乙對地面的壓力等于容器、液體和物體的總重力。當A浸沒乙中，排開水的重力G1＝ρ水g×2V＝2ρ水gV，物體重力GA1＝1.2ρ水g×2V＝2.4ρ水gV，乙對地面的壓強變化量Δp乙1＝＝，甲剩余部分對地面的壓強變化量Δp甲1＝＝；Δp乙1＜Δp甲1；故A不符合；當B浸沒乙中，排開水的重力G2＝ρ水g×0.5V＝0.5ρ水gV，物體重力GA2＝3.8ρ水g×0.5V＝1.9ρ水gV，乙對地面的壓強變化量Δp乙2＝＝，甲剩余部分對地面的壓強變化量Δp甲2＝＝；Δp乙2＞Δp甲2；故B符合；當C浸沒乙中，排開水的重力G3＝ρ水g×2V＝2ρ水gV，物體重力GA3＝2.5ρ水g×2V＝5ρ水gV，乙對地面的壓強變化量Δp乙3＝＝，甲剩余部分對地面的壓強變化量Δp甲3＝＝；Δp乙3＞Δp甲3；故C符合；所以選物體為C，p的最大值+。答：（1）D處水的壓強是1.0×103Pa；（2）甲的密度0.75×103kg/m3；（3）所選物體為C，p的最大值+。9．（2022?德陽）如圖甲所示，有一正方體物塊A，其密度小于水的密度，把它掛在一輕質(zhì)彈簧下，物塊靜止時，彈簧長度的變化量ΔL＝3cm；物塊A的正下方水平桌面上有一個圓柱形容器，其底面積S＝200cm2，如圖乙，現(xiàn)在往容器中緩慢注入水，使水面剛好淹沒物塊A，彈簧長度隨之發(fā)生變化，變化量ΔL1＝2cm，這時容器中的水面距容器底高度是40cm；保持其它條件都不變的情況下，將物塊A換成同樣大小的正方體物塊B掛在彈簧下，其密度大于水的密度，彈簧長度再次變化，變化量ΔL2＝6cm。丙圖是輕質(zhì)彈簧受到的彈力F與彈簧的長度變化量ΔL關(guān)系。（本題物塊A、B對水都沒有吸附性，始終保持上下表面與水平面平行；輕質(zhì)彈簧一直完好無損，受力時只在豎直方向變化；水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3）求：（1）物塊A的質(zhì)量；（2）物塊B的密度；（3）容器中水的質(zhì)量和物塊B下表面在水中所受到水的壓強。【解答】解：（1）物塊A靜止時，彈簧受到的拉力和物體A的重力相等，彈簧長度的變化量ΔL＝3cm，根據(jù)圖丙可知彈簧受到的彈力即為物體的重力為：GA＝F＝6N，由G＝mg可得，正方體A的質(zhì)量：mA＝＝＝0.6kg；（2）現(xiàn)在往容器中緩慢注入水，使水面剛好淹沒物塊A，A的密度小于水的密度，浸沒時要上浮，此時彈簧對A的作用力是壓力，彈簧長度的變化量即壓縮量為ΔL1＝2cm，根據(jù)圖丙可知彈簧受到的彈力FA＝4N，則A浸沒時受到的浮力為：F浮A＝GA+FA＝6N+4N＝10N，由阿基米德原理可知，A的體積為：VA＝VA排＝＝＝1×10﹣3m3，因為VB＝VA＝1×10﹣3m3＝1000cm3，根據(jù)阿基米德原理可知B浸沒在水中時受到浮力等于A浸沒時受到的浮力，即F浮B＝F浮A＝10N，由于B的密度大于水的密度，所以此時彈簧對B的作用力為拉力，彈簧長度的變化量即伸長量為ΔL2＝6cm，根據(jù)圖乙可知彈簧受到的彈力FB＝12N，則物塊B的重力為：GB＝F浮B+FB＝10N+12N＝22N，由GB＝ρBVBg可知，物塊B的密度為：ρB＝＝＝2.2×103kg/m3；（3）容器內(nèi)水的體積為：V水＝Sh水﹣VA＝200×10﹣4m2×0.4m﹣1×10﹣3m3＝7×10﹣3m3，則容器中水的質(zhì)量為：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×7×10﹣3m3＝7kg；物塊B的邊長為：LB＝＝＝10cm，物塊B下表面到水面的距離為：h＝ΔL2+ΔL1+LB＝6cm+2cm+10cm＝18cm，所以物塊B下表面在水中所受到水的壓強為：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.18m＝1800Pa。答：（1）物塊A的質(zhì)量為0.6kg；（2）物塊B的密度為2.2×103kg/m3；（3）容器中水的質(zhì)量和物塊B下表面在水中所受到水的壓強為1800Pa。10．（2022?樂山）一個邊長為10cm、重為8N的正方體木塊輕放入水中，處于漂浮狀態(tài)時有露出水面甲乙（如圖甲），已知ρ水＝1×103kg/m3。求：（1）木塊所受的浮力；（2）木塊底部受到的液體壓強；（3）若在木塊上放一砝碼使得木塊剛好完全浸沒水中（如圖乙），則砝碼的重為多少牛？【解答】解：（1）在甲中，木塊處于漂浮狀態(tài)，所受浮力等于木塊的重力，即：F?。紾木＝8N；（2）木塊底部所處水的深度：h＝0.1m×（1﹣）＝0.08m；木塊底部受到的水的壓強：p＝ρ水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.08m＝800Pa；（3）當完全浸沒時，木塊排開液體體積和木塊體積相等，此時木塊受到的浮力：F浮′＝ρ水gV＝1×103kg/m3×10N/kg×（0.1m）3＝10N；由力的平衡條件可知：F浮′＝G木+G砝，則砝碼的重為G砝＝F浮′﹣G木＝10N﹣8N＝2N；答：（1）木塊所受的浮力是8N；（2）木塊底部受到的液體壓強是800Pa；（3）若在木塊上放一砝碼使得木塊剛好完全浸沒水中（如圖乙），則砝碼的重為2牛。11．（2022?郴州）如圖所示，用細線將質(zhì)量可忽略不計的杠桿懸掛起來，把質(zhì)量為0.3kg的物體A用細線懸掛在杠桿的C處；質(zhì)量為0.5kg的物體B（B不溶于水）用細線懸掛在杠桿的D處。當物體B浸沒于水中靜止時，杠桿恰好在水平位置平衡。此時C、D到O點的距離分別為20cm、30cm。（g取10N/kg）求：（1）物體A的重力；（2）細線對物體B的拉力；（3）物體B的體積?！窘獯稹拷猓海?）物體A的重力：GA＝mAg＝0.3kg×10N/kg＝3N；（2）由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可得，細線對物體B的拉力：F線＝＝＝2N；（3）對物體B受力分析可得，物體B的重力：GB＝mBg＝0.5kg×10N/kg＝5N，物體B受到的浮力：F浮力＝GB﹣F線＝5N﹣2N＝3N，因為浸沒，所以VB＝V排＝＝＝3×10﹣4m3。答：（1）物體A的重力為3N；（2）細線對物體B的拉力為2N；（3）物體B的體積是3×10﹣4m3。12．（2022?涼山州）某同學(xué)在野外撿到一塊小石塊，在課外興趣活動小組活動中進行了如下探究：①如圖甲所示，在托盤秤上放一只盛了適量水的容器，托盤秤的示數(shù)為1kg；②用細線將該石塊系住，手握細線將石塊慢慢放入水中（水不溢出），當石塊浸沒到如圖乙所示位置，穩(wěn)定后托盤秤的示數(shù)是1.1kg；③如圖丙所示，松手后該石塊沉到容器底部，穩(wěn)定后托盤秤的示數(shù)為1.26kg。根據(jù)以上探究情況，求：（1）該石塊的重力為多少；（2）該石塊的密度（要求寫出必要的文字說明和計算過程）?！窘獯稹拷猓海?）由題意可知，步驟①中測量的是水和容器的總質(zhì)量，步驟③中測量的是水、容器和小石塊的總質(zhì)量，因此小石塊的質(zhì)量：m石＝1.26kg﹣1kg＝0.26kg，所以小石塊的重力：G石＝m石g＝0.26kg×10N/kg＝2.6N；（2）由題意可知，步驟②中測量的是水、容器和小石塊排開水的質(zhì)量，因此小石塊排開水的質(zhì)量：m排＝1.1kg﹣1kg＝0.1kg，由ρ＝可知，小石塊排開水的體積：V排＝＝＝1×10﹣4m3，因為小石塊浸沒在水中，所以小石塊的體積：V石＝V排＝1×10﹣4m3，因此小石塊的密度：ρ石＝＝＝2.6×103kg/m3。答：（1）該石塊的重力為2.6N；（2）該石塊的密度為2.6×103kg/m3。13．（2022?河北）質(zhì)地均勻的長方體放在水平地面上，密度為1.5×103kg/m3，邊長如圖甲所示。另有一高為0.35m、底面積為2×10﹣2m2的薄壁圓筒形容器放在水平地面上，容器內(nèi)盛有0.3m深的某種液體，如圖乙所示。將長方體由平放變?yōu)樨Q放，長方體對水平地面的壓強變化量與液體對容器底部的壓強恰好相等。（g取10N/kg）（1）求長方體的質(zhì)量；（2）在圖甲中作出長方體所受重力的示意圖（“O”點為長方體的重心）；（3）求液體的密度；（4）在豎放的長方體上水平截取一部分，并將截取部分放入容器中，能使液體對容器底部的壓強最大且截取部分的質(zhì)量最小，求截取部分所受的浮力?！窘獯稹拷猓海?）長方體的體積V＝0.1m×0.1m×0.3m＝3×10﹣3m3；長方體的質(zhì)量m＝ρV＝1.5×103kg/m3×3×10﹣3m3＝4.5kg；（2）重力方向為豎直向下，作用點在重心上，根據(jù)力的示意圖的畫法作圖，故作圖如圖所示；（3）當長方體水平放置時，長方體對水平地面的壓強p1＝＝＝＝1500Pa；當長方體豎直放置時，長方體對水平地面的壓強p2＝＝＝＝4500Pa；長方體對水平地面的壓強變化量Δp＝p2﹣p1＝4500Pa﹣1500Pa＝3000Pa；液體的密度ρ液＝＝＝1.0×103kg/m3；（4）使液體對容器底部的壓強最大，則要使液面上升到容器上表面；V排＝2×10﹣2m2×（0.35m﹣0.3m）＝10﹣3m3；由于液體密度小于物體密度，所以物體沉底，物體受到的浮力F?。溅岩篻V排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3＝10N。答：（1）長方體的質(zhì)量是4.5kg；（2；（3）液體的密度是1.0×103kg/m3；（4）截取部分所受的浮力是10N。14．（2022?山西）頻閃拍攝是研究物體運動的最好方式之一。如圖所示，是小亮用相機每隔0.5s曝光一次，拍攝的汽車在平直公路上行駛時的頻閃照片。拍攝過程中汽車的總質(zhì)量約為1.6t，所受阻力約為車重的0.3倍。搜集汽車信息得知車身長3m，靜止時車輪與地面的總接觸面積為0.16m2。求：（g取10N/kg）（1）汽車靜止時對水平地面的壓強；（2）拍攝過程中汽車的輸出功率?！窘獯稹拷猓海?）汽車靜止時對水平地面的壓力：F＝G＝mg＝1.6×103kg×10N/kg＝1.6×104N，汽車對水平地面的壓強：p＝＝＝1×105Pa；（2）因汽車在平直公路上每0.5s通過的路程均為兩個車長，即6m，在拍攝過程中做勻速直線運動，牽引力和受到的阻力是一對平衡力，所以，汽車受到的牽引力：F牽引＝f＝0.3G＝0.3×1.6×104N＝4800N；拍攝過程中汽車的輸出功率：P＝＝＝＝5.76×104W。答：（1）汽車靜止時對地面的壓強為1×105Pa；（2）拍攝過程中汽車的輸出功率為5.76×104W。15．（2022?賀州）如圖所示，水平桌面上放置下端用毛細管連通的A、B兩容器，底面積分別為100cm2和150cm2。閥門K打開前，A容器內(nèi)豎直放置一底面積為50cm2、高為0.2m的長方體物塊，物塊對A容器底部的壓強為pA，B容器內(nèi)盛有0.2m深的水。求：（1）閥門K打開前，水對B容器底部的壓強pB；（2）閥門K打開前，當pB＝2pA時，物塊的密度；（3）閥門K打開后，水從B容器進入A容器，剛好使物塊漂浮時，水進入A容器中的深度?！窘獯稹拷猓海?）水對B容器底部的壓強pB＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2000Pa；（2）閥門K打開前，PA就是物塊對容器底的壓強，當pB＝2pA時，pA＝＝＝1000Pa；由pA＝ρ物gh物得：物塊密度為ρ物＝＝0.5×103kg/m3；（3）物塊體積：V物＝S物h物＝50×10﹣4m2×0.2m＝1×10﹣3m3；由ρ＝得：物塊質(zhì)量m物＝ρ物V物＝0.5×103kg/m3×1×10﹣3m3＝0.5kg；則物塊的重力G物＝m物g＝0.5kg×10N/kg＝5N；閥門K打開后，水從B容器進入A容器，當物塊剛好漂浮時，有F?。紾物＝5N；由F浮＝G排＝ρ水gV排得：排開水的體積V排＝＝5×10﹣4m3；進入A容器中水的深度：h′＝＝0.1m。答：（1）閥門K打開前，水對B容器底部的壓強pB為2000Pa；（2）物塊的密度為0.5×103kg/m3；（3）水進入A容器中的深度為0.1m。16．（2022?重慶）為進行浮力相關(guān)實驗，小濤將力傳感器固定在鐵架臺上，底面積為40cm2的實心均勻圓柱體A通過輕質(zhì)細線與力傳感器相連，力傳感器可測量細線拉力的大小。重3N底面積100cm2的薄壁柱形溢水杯B放在水平升降臺上，裝有23cm深的水，如圖甲所示。從某時刻開始讓升降臺上升使A逐漸浸入水中，力傳感器所測力的大小與升降臺上升高度h的關(guān)系如圖乙所示。當升降臺上升高度為8cm時，水對A下表面的壓強為500Pa。不計細線的伸縮，A始終保持豎直，且不吸水。完成下列問題：（g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）（1）求A的質(zhì)量；（2）求圖乙中F1的大??；（3）當A浸沒入水中后剪斷細線，升降臺和A都靜止時，求溢水杯對升降臺的壓強?！窘獯稹拷猓海?）由圖乙可知，物體A浸入水中之前，細線拉力大小即為物體A的重力，所以GA＝12N，由G＝mg可知，物體A的質(zhì)量：mA＝＝＝1.2kg；（2）當升降臺上升高度為8cm時，水對A下表面的壓強為500Pa，由p＝可知，物體A下表面受到水的壓力：F＝pSA＝500Pa×40×10﹣4m2＝2N；對物體A受力分析可知，此時物體A受到重力GA、細線的拉力F1和水對豎直向上是壓力F，物體A在三個力的作用下，保持平衡，所以細線的拉力F1＝G﹣F＝12N﹣2N＝10N；（3）由圖乙可知，當升降臺上升高度為8cm時，溢水杯中水面剛好上升到溢水口，由p＝ρgh可知，此時物體A下表面的深度h1＝＝＝0.05m＝5cm；原來溢水杯中水的體積V＝S杯h(huán)＝100cm2×23cm＝2300cm3，假設(shè)此時物體A下表面距杯底的距離為h2，則V＝S杯h(huán)2+（S杯﹣SA）h1＝2300cm3，解得：h2＝20cm；溢水杯中水的深度h′＝h1+h2＝5cm+20cm＝25cm；由圖乙可知，當升降臺上升高度為18cm時，物體A剛好完全浸沒，則物體A的高度hA＝5cm+（18cm﹣8cm）＝15cm；當A浸沒入水中后剪斷細線，升降臺和A都靜止時，溢水杯中剩余水的體積V′＝S杯h(huán)′﹣SAhA＝100cm2×25cm﹣40cm2×15cm＝1900cm3；由ρ＝可知，溢水杯中剩余水的質(zhì)量m水＝ρV′＝1.0×103kg/m3×1900×10﹣6m3＝1.9kg；溢水杯中剩余水的重力G水＝m水g＝1.9kg×10N/kg＝19N；溢水杯、溢水杯中剩余的水和物體A的總質(zhì)量G總＝G杯+G水+GA＝3N+19N+12N＝34N；溢水杯對升降臺的壓力F壓＝G總＝34N；溢水杯對升降臺的壓強p′＝＝＝3400Pa。答：（1）A的質(zhì)量為1.2kg；（2）圖乙中F1的大小為10N；（3）當A浸沒水中后剪斷細線，升降臺和A都靜止時，溢水杯對升降臺的壓強為3400Pa。17．（2022?重慶）底面積為150cm2、重3N、盛水4cm深且足夠高的薄壁柱形容器置于水平桌面上，如圖所示，將底面積為50cm2、質(zhì)量為450g、密度為0.9g/cm3的不吸水圓柱體用輕質(zhì)細線掛在測力計下，由圖示位置緩慢向下浸入水中，直至測力計示數(shù)為0后，只取走測力計，再打開閥門K向外放水。求：（取g＝10N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3）（1）圓柱體的體積；（2）圓柱體下降過程中，當其浸入水中的深度為2cm時，測力計的示數(shù)；（3）當放水至容器對桌面的壓強為800Pa時，水對容器底的壓強?！窘獯稹拷猓海?）圓柱體的體積V＝＝＝500cm3；（2）浸入水中的深度為2cm時，圓柱體排開水的體積V排＝Sh＝50cm2×2cm＝100cm3＝10﹣4m3；此時圓柱體受到的浮力F?。溅阉甮V排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣4m3＝1N；圓柱體的重力G＝mg＝0.45kg×10N/kg＝4.5N；則此時測力計的示數(shù)：F彈＝G﹣F?。?.5N﹣1N＝3.5N；（3）將圓柱體由圖示位置緩慢向下浸入水中，當測力計示數(shù)為0時，若漂浮，則F浮′＝G＝4.5N，圓柱體排開水的體積V排′＝＝＝4.5×10﹣4m3＝450cm3，其浸入水中的深度h浸＝＝＝9cm，浸入過程中水面上升的高度Δh＝＝＝3cm，則此時水的深度H＝h0+Δh＝4cm+3cm＝7cm＜9cm，因為此時水的深度小于圓柱體浸入水中的深度，故假設(shè)不成立，則測力計示數(shù)為0時圓柱體與容器底接觸；只取走測力計，再打開閥門K向外放水，當放水至容器對桌面的壓強為800Pa時，容器對桌面的壓力：F壓＝pS容＝800Pa×150×10﹣4m2＝12N；因容器對桌面的壓力等于水、容器和圓柱體總重力，則此時水的重力G水′＝F壓﹣G容﹣G＝12N﹣3N﹣4.5N＝4.5N，由G＝mg＝ρVg可得，放水后剩余水的體積：V水′＝＝＝4.5×10﹣4m3＝450cm3，此時水的深度：h′＝＝＝4.5cm＝4.5×10﹣2m，此時水對容器底的壓強：p′＝ρ水gh′＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4.5×10﹣2m＝450Pa；答：（1）圓柱體的體積是500cm3；（2）圓柱體下降過程中，當其浸入水中的深度為2cm時，測力計的示數(shù)是3.5N；（3）當放水至容器對桌面的壓強為800Pa時，水對容器底的壓強是450Pa。18．（2022?新疆）某工廠長方體儲液池被一塊密封隔板隔成左右兩部分，其截面圖如圖所示。隔板上下兩部分的厚度不同，隔板較厚部分相對于較薄部分左右兩側(cè)凸出的厚度均為0.1m。已知隔板的長為10m，左儲液池內(nèi)儲有密度為1.1×103kg/m3的液體。右儲液池內(nèi)儲有密度為1.3×103kg/m3的液體。隔板左側(cè)凸出部分的下表面所在的深度為0.5m，隔板凸出部分兩側(cè)的下表面受到的液體的壓強差與整個隔板最低處受到的兩側(cè)液體的壓強差均為1.0×103Pa。求：（1）隔板左側(cè)凸出部分的下表面受到的液體壓強；（2）隔板右側(cè)凸出部分的下表面受到的液體豎直向上的壓力；（3）左儲液池中液體的深度?！窘獯稹拷猓海?）隔板左側(cè)凸出部分的下表面受到的液體壓強p左＝ρ左gh左＝1.1×103kg/m3×10N/kg×0.5m＝5.5×103Pa；（2）若p右＝p左+Δp＝5.5×103Pa+1.0×103Pa＝6.5×103Pa；右側(cè)凸出部分的下表面所在的深度h＝＝＝0.5m＝h左，不符題意。所以p右＝p左﹣Δp＝5.5×103Pa﹣1.0×103Pa＝4.5×103Pa；F右＝p右S＝4.5×103Pa×（10m×0.1m）＝4.5×103N；右側(cè)凸出部分的下表面所在的深度h＝＝＝m；（3）整個隔板最低處受到的兩側(cè)液體的壓強差為1.0×103Pa，結(jié)合第二問可知Δp＝p右﹣p左，1.0×103Pa＝ρ右gh′右﹣ρ左gh′左，1.0×103Pa＝1.3×103kg/m3×10N/kg×（h+m）﹣1.1×103kg/m3×10N/kg×（h+0.5m），解得h＝1m；左儲液池中液體的深度＝1m+0.5m＝1.5m。答：（1）隔板左側(cè)凸出部分的下表面受到的液體壓強是5.5×103Pa；（2）隔板右側(cè)凸出部分的下表面受到的液體豎直向上的壓力是4.5×103N；（3）左儲液池中液體的深度是1.5m。19．（2022?眉山）如圖所示，水平桌面上有一個底面積為5.0×10﹣3m2、重力為15N的圓柱形容器，內(nèi)裝有深度為0.1m、重力為5N的水，如圖甲所示。現(xiàn)將一體積為1.20×10﹣4m3、重力為1.8N不吸水的固體緩慢放入水中，水未溢出，靜止時如圖乙所示。不計容器壁的厚度，ρ水＝1.0×103kg/m3。求（1）固體放入水中前，水對容器底的壓強；（2）固體放入水中靜止后，容器對桌面的壓強；（3）固體放入水中靜止后，容器底對它的支持力?！窘獯稹拷猓海?）固體放入水中前，水對容器底的壓強p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m＝103Pa；（2）固體放入水中后，水未溢出，故容器對桌面的壓力F＝G水+G容+G＝5N+15N+1.8N＝21.8N；固體放入水中靜止后，容器對桌面的壓強p′＝＝＝4.36×103Pa；（3）固體放入水中后，固體排開水的體積和固體體積相等，固體受到的浮力F?。溅裧V排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.20×10﹣4m3＝1.2N；固體靜止時受到豎直向下的重力和豎直向上的浮力、支持力作用，由力的平衡條件可得，固體受到的支持力F支＝G﹣F?。?.8N﹣1.2N＝0.6N。答：（1）固體放入水中前，水對容器底的壓強是103Pa；（2）固體放入水中靜止后，容器對桌面的壓強是4.36×103Pa；（3）固體放入水中靜止后，容器底對它的支持力是0.6N。20．（2022?福建）如圖是一款能自動浮沉的潛水玩具，正方體潛水器內(nèi)裝有智能電磁鐵，將它放入裝有水的圓柱形薄壁容器中，容器放置在水平鐵板上，不計容器的重力。潛水器啟動后通過傳感器測出其底部與鐵板間的距離l，自動調(diào)節(jié)電磁鐵電流大小，改變潛水器與鐵板間的吸引力F的大小。閉合開關(guān)前，潛水器處于漂浮狀態(tài)。閉合開關(guān)，潛水器啟動后先勻速下沉，完全浸入水中后，變?yōu)榧铀傧鲁林敝寥萜鞯撞?，下沉全過程F隨l變化的關(guān)系保持不變，水深變化的影響忽略不計。已知潛水器的邊長為10cm，重為5N，容器的底面積為1000cm2，水深為25cm。求：（1）潛水器漂浮時受到的浮力。（2）下沉全過程潛水器重力所做的功。（3）潛水器沉底靜止后容器對鐵板的壓強?！窘獯稹拷猓海?）潛水器處于漂浮狀態(tài)時，潛水器受到的浮力F?。紾潛水器＝5N；（2）潛水器的底面積S1＝10cm×10cm＝100cm2＝0.01m2；由F?。溅岩篤排g＝ρ水gS1h1得，漂浮時浸入水中的深度：h1＝＝0.05m，即等于潛水器邊長的一半，則此時潛水器的重心恰好與水面相平，所以潛水器下降的距離h2＝h﹣h1＝0.25m﹣0.05m＝0.2m；潛水器的重力所做的功：W＝G潛水器h2＝5N×0.2m＝1J；（3）潛水器勻速下沉?xí)r，F(xiàn)隨l的變化關(guān)系式為：F＝F浮﹣G潛水器＝ρ水gS1（h﹣l）﹣G潛水器＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×（0.25m﹣l）﹣5N＝（20﹣100l）N；依題意，潛水器浸沒后加速下沉，F(xiàn)隨l的變化關(guān)系不變，即F＝（20﹣100l）N；潛水器沉底靜止時，l＝0，受到的吸引力F＝20N；潛水器漂浮時，潛水器受到的重力等于它排開水的重力，因此潛水器和水的總重G等于容器中只裝25cm深的水重G水；容器的底面積S2＝1000cm2＝0.1m2；潛水器和水的總重：G總＝G水＝ρ水gS2h＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m2×0.25m＝250N；潛水器沉底靜止時，容器對鐵板的壓力：F壓＝F+G總＝20N+250N＝270N；由p＝可得，容器對鐵板的壓強：p＝＝2700Pa。答：（1）潛水器漂浮時受到的浮力為5N；（2）下沉全過程潛水器重力所做的功為1J；（3）潛水器沉底靜止后容器對鐵板的壓強為2700Pa。21．（2022?瀘州）在物理課外拓展活動中，力學(xué)興趣小組的同學(xué)進行了如圖甲的探究。用細線P將A、B兩個不吸水的長方體連接起來，再用細線Q將A、B兩物體懸掛放入圓柱形容器中，初始時B物體對容器底的壓力恰好為零。從t＝0時開始向容器內(nèi)勻速注水（水始終未溢出），細線Q的拉力FQ隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。已知A、B兩物體的底面積SA＝SB＝100cm2，細線P、Q不可伸長，細線P長l＝8cm，取g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3。求：（1）t＝10s時，B物體受到水的浮力；（2）每秒向容器內(nèi)注入水的體積（單位用cm3）；（3）當FQ＝3N時，水對容器底部的壓力?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)稱重法可得，B浸沒時受到浮力為：F浮B＝F0﹣F10＝18N﹣12N＝6N；（2）在浸沒情況下，物體B的體積和排開液體體積相等，即B的體積為：VB＝V排B＝＝＝6×10﹣4m3＝600cm3；B的高度為：hB＝＝＝6cm；0～10s，B排開液體體積增大，所受浮力增大，則B始終接觸容器底面，這段時間注水體積為：V水10＝（S﹣SB）hB；，10～30s，20秒內(nèi)注入的水體積V水30＝Sl＝2V水10；聯(lián)立方程可得：2×（S﹣100cm2）×6cm＝S×8cm，解得S＝300cm2；注水速度為：v＝＝＝120cm3/s，即：每秒向容器內(nèi)注入水的體積是120cm3；（3）當FQ＝3N時，根據(jù)稱重法有：F浮B+F浮A＝F1﹣FQ′，即：6N+F浮A＝18N﹣3N，解得，A受到的浮力為：F浮A＝9N；A排開水的體積為：V排A＝＝＝9×10﹣4m3＝900cm3；物體A浸入水中的深度為：hA＝＝＝9cm；水對容器底部的壓強為：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.09m+0.06m+0.08m）＝2.3×103Pa；水對容器底部的壓力為：F＝pS＝2.3×103Pa×300×10﹣4m2＝69N。答：（1）t＝10s時，B物體受到水的浮力是6N；（2）每秒向容器內(nèi)注入水的體積是120cm3；（3）當FQ＝3N時，水對容器底部的壓力是69N。22．（2022?長沙）一個不吸收液體的圓柱體重5N，底面積S1＝2.5×10﹣3m2。如圖所示，將圓柱體浸沒在水中，彈簧測力計的示數(shù)為3N，已知ρ水＝1.0×103kg/m3，取g＝10N/kg。（1）求圓柱體浸沒在水中時受到的浮力F浮；（2）將圓柱體豎直放在水平桌面上，求圓柱體對水平桌面的壓強p；（3）一個足夠高的柱形容器放在水平桌面上，裝入某種液體后，液體對容器底部的壓強為p1。再將圓柱體緩慢地放入容器中，圓柱體始終保持豎直，松開后最終液面與圓柱體頂部的距離d＝2cm，液體對容器底部的壓強為p2。已知p2﹣p1＝180Pa，容器底面積S2＝100cm2。求容器中液體的質(zhì)量。【解答】解：（1）根據(jù)稱重法，圓柱體浸沒在水中時受到的浮力：F?。紾﹣F＝5N﹣3N＝2N；（2）圓柱體豎直放在水平桌面上，圓柱體