2020年中考物理浮力计算题专题训练题(精选解析版)(59)

1、2020年中考物理浮力计算题专题训练题591.如图所示，杠杆 AD放在钢制水平凹槽 BC中，杠杆AD能以B点或C点为支点在 竖直平面内转动，BC=0.2m.细绳的一端系在杠杆的 A端，另一端绕过动滑轮固定 在天花板上，物体 E挂在动滑轮的挂钩上。浸没在水中的物体H通过细绳挂在杠杆的D端，与杠杆D端固定连接的水平圆盘的上表面受到的压力为F.已知60N邛W20N,动滑轮的质量 mo=1kg,物体H的密度p=2X3kg/m3, AD=0.8m, CD=0.2m,杠杆、圆盘、细绳的质量及摩擦均忽略不计，g取10N/kg.为使杠杆AD保持水平平衡，求：第13页，共14页2.下航行器进行深海搜寻.其外形与

2、潜艇相似(如图甲所示)，相关标准参数为：体积1m3、质量750kg,最大潜水深度 4500m,最大航速7.4km/h (不考虑海水密度变化，密度p取1.0 X03kg/m3, g取(1)物体E的最小质量m；(2)物体H的最小体积V。为寻找失联的MH370航班，启用了 “蓝鳍金枪鱼 21” (简称“金枪鱼”)自主水(1)假设“金枪鱼”上有面积为20cm2的探测窗口，当它由海水中2000m处下潜至最大潜水深度处，问该探测窗口承受海水的压力增加了多少？(2)“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时恰能静止漂浮在海面上，此时露出 海面体积为多大？(3)若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其匀速竖直吊

3、离海面.起重 装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示，图中P3=3Pi.求ti时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力(不考虑水的阻力).3.如图所示，将一个重为20N的物块用弹簧测力计挂着浸没在装满水的溢水杯中，物块静止后，从杯中溢出的水的质量为0.5kg,求：(p水=1.0 M03kg/m3)(1)弹簧测力计的示数。(2)物体的密度。4.某兴趣小组利用同一物体“探究浮力大小等于什么”的实验过程如图所示。(1)物体所受的重力为 NoABCDE(2)利用水进行探究记录的实验 数据如下表，请将表中空缺的数据补充完整。实验过程弹簧测力计的示数 F (N)排开液体的体积V (cm3)排开液体的重力G (N)

4、液体所受的浮力F (N)A4000B3.5500.5C10011D310011(3)利用另一种液体进行实验 (如图E所示)，则所用液体的密度是 kg/m3;(4)当测力计吊着物体，从接触水面开始缓慢完全浸入水中，到与底部刚好接触的过程中，能正确表示物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图象是 (5)分析实验数据可知，物体所受浮力大小等于 。(6)小亮想利用实验结论来计算体积2.5立方分米，重22N的长方体物块浸没在水中受到多大的浮力，并判断自由状态下物块是漂浮、悬浮还是沉底，请帮他完成。5 .在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上的物品，已知海水密度p海 =1.03 103kg/m3。

5、(g=10N/kg)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大？某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m3,密度为2.7 X03kg/m3的物体静止不动，求该力的大小。30m,宽15m,排水量60t,船1. 6X105W,若接收的太阳能只6 .如图所示是一艘完全依靠太阳能驱动的船，该船长 的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为用来驱动船前进。在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图甲所示，船的运动速度v随时间t的变化关系如图乙所示。(g取10N/kg)求：满载时太阳能船受到的浮力;（2）第50s到第100s内牵引力做的功;7.第50

6、s到第100s的运动过程中，太阳能船的效率。归纳式探究某同学用弹簧测力计下悬挂一均匀实心金属圆柱体，他先把圆柱体浸在同种液体中，通过改变液面到圆柱体底部的距离，记下弹簧测力计的示数（如表1） .再把圆柱体浸没在不同液体中，分别记下了弹簧测力计的示数（如表2）。表1液面到金属块底部的距离 h （米）00.20.30.40.50.60.7弹簧测小示数F （牛）13.511.19.98.77.57.5表2液体密度P （ X103千克/米3）1.21.82.02.22.42.5弹簧测力示数F （牛）7.54.52.51.51.0（1）完成表1和表2中的空格填写。（2）分析表1中数据可知，物体的重力为

7、,进一步分析可以看出拉力大小 与物体浸没液体中的深度 （填“有关”或“无关”）（3）当物体浸没在密度为 3.0 M03千克/米3的液体中时，发现测得弹簧测力计的示数为0,则该种液体的密度 物体的密度。（4）在图中，能正确反映表 2中弹簧测力计示数与液体密度之间关系是图中的8.一金属块重为27N,挂在弹簧测力计的挂钩下浸没在水中时，弹簧测力计的示数为17N.求：（1）金属块的质量；(2)金属块浸没在水中时受到的浮力;(3)金属块排开水的体积；(4)金属块的密度。9.A.体积为2m3,密度为x的古代石像沉在河底，考古工作者用动滑轮将石像缓慢提升，如图所示，在一像没有露出水面前， 若不计摩擦和滑轮重

8、力， 求:(g取 10N/kg, p型= L。x/(1)石像在水中受到的浮力；(2)作用于绳端的拉力。B.在修建轨道时，建筑工人用图所示的滑轮组提升重360N的水泥碎，建筑工人用150N的拉力在1min内使水泥砂匀速上升 10m。求：(g取10N/kg)(1)工人做的有用功；(2)拉力所做功的功率；(3)此时滑轮组的机械效率。10.在探究“影响浮力大小因素的实验”时，小琴做了一系列的实验数据如图所示)，请回答以下问题：(1)物体A在图水中所受浮力大小为 N;(2)分析比较图，可以得出结论：物体所受浮力的大小与(3)在图若物体 A完全浸没在盐水后，继续向下移动，则物体(实验装置及相关有关。A受到

9、的浮力将。(选填“变大”、“变小”或“不变”) 答案及其解析1.答案：解：由于60N邛W20N,当Fmin=60N时，由题意知，此时以 B点为支点，分别 以E、杆、H为研究对象，受力分析如图所示：因为是动滑轮，所以 Fa=(m+mo) gFd=F + Gh-F 浮=5+ pgV- p水 gV 根据题意及杠杆的平衡条件：Fa?Lab 寻d?Lbd 贝 ug (m+mo) g>LAB< (Fmin+pgV-p 水 gV) XLbD 当Fmax=200N时，由题意知，此时以 C点为支点，分别以以 E、杆、H为研究对象，受 力分析如图所示：和郢金根据题意及杠杆的平衡条件：Fa?Lac*d?

10、LcdI则 E (m+mo) g>LAC> (Fmax+pgV-p 水 gV) XLcd 由可得:(F max+ pgV- p水 gV)与(m+m0) g<Fmin+ pgV- p水gVV> 1,0 x-3m3, m>13kg因此物体E的最小质量为13kg,物体H的最小体积为1.0X0-3m3。答：(1)物体E的最小质量为13kg； (2)物体H的最小体积为1.0M0-3m3。解析：将整个题目分成三部分：动滑轮的特点：F=g ( G动+G物)杠杆的平衡条件：F1l=F2L2浮力知识：F=G-F浮关键是对各种情况进行受力分析，搞清各力之间的关系，什么时候是最小值，什

11、么时候 是最大值；此题是一道有关杠杆、滑轮、浮力的综合性题目，关键是利用学过的知识对杠杆进行分析，利用滑轮和浮力的知识分析出杠杆所受的力，根据杠杆的平衡条件计算出结果。2.答案：解：(1)海面下2000m处的压强为：pi= pghi=1.0 M03kg/m3 M0N/kg X2000m=2 xi07Pa ；下潜至最大潜水深度处压强为：P2=pgh2=1.0 103kg/m3xi0N/kg>4500m=4.5 107Pa；增加的压强为： Ap=P2-pi=4.5 107Pa-2 ¥07Pa=2.5 107Pa；探测窗口承受海水的压力增加：AF =3S=2.5 M07PaX20 X

12、10-4m2=5 M04N ;(2)由于“金枪鱼”搜寻任务完成后，静止漂浮在海面上，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则露出海面体积为：V B=V-V排=1 m3-0.75m3=0.25m3；(3)由于起重装置吊起“金枪鱼”是匀速竖直离海面，所以速度保持不变即V1 = V3,由 P = Fv,得 P1=F1V1 , P3=F3v3,又 P3=3P1 ,所以有F3=3F1, F1 =,在t3时刻“金枪鱼”离开水面，由图象分析知，此时起重装置对“金枪鱼”的拉力等于“金枪鱼”的重力，即

13、F3=mg所以t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力： 1 .尸 1 =彳mg =亍 x 750Ag 乂 10N/k,g = Z500N。答：(1)窗口承受海水的压力增加了5X104N；(2)露出海面体积为 0.25立方米；(3)起重装置对“金枪鱼”的拉力是2500N。解析：(1)根据压强公式p= pgh求航行器由2000m下潜至4500m深度时受到海水的压强差，根据公式 F=PS求所受压力差；(2)处于漂浮状态的物体露出液面的体积等于总体积与浸在液面下的体积之差；(3)利用功率变形式，结合受力分析，计算所受拉力。本题考查了浮力、压强和功的计算，认真计算即可正确解题，解题时，有时要注意单位 换算。

14、3.答案：解：(1)由阿基米德原理可得，物块浸没在装满水的溢水杯中时所受到的浮 力：F 浮=6 排=m 排 g=0.5kgX10N/kg=5N;由F钎G-F'可得，弹簧测力计的示数：.=G-F 浮=20N-5N=15N；(2)因为物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，所以，由|p =：可得物体的体积：V = V. = =-r= 5 x, P* 1.0 X IQ kg由G=mg可得，物体的质量：m =小而西=2口，物体的留度： p = - = -74 x 1049/理r K 5x1。FJI答：(1)弹簧测力计的示数为 15N;(2)物体的密度为4X103kg/m3。解析：(1)知道物块

15、浸没在装满水的溢水杯中时溢出水的质量，根据阿基米德原理求出受到的浮力；然后根据 5浮=6干求出弹簧测力计的示数；(2)物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，根据力=(求出物体的体积，根据G = mg和。=?求出物体的密度。重力公式的应用，要注意物体本题考查了阿基米德原理和称重法求浮力以及密度公式、 浸没在液体中时排开液体的体积和自身的体积相等。4.答案：4; 1.2 103； C；排开液体的重力解析：解：(1)由图A知，物体受到的重力为 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=会=函,切:io% "2 103kg/m3；(4)在完全浸没前，随着深度的增加，受到的浮力增大；完全浸没后，深度增加，但浮力不变，所以 C正确；(5)由表格中数据知，浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体的重力；(6)物体完全浸没时受到的浮力：F 浮=水 gV排=1.0 X03kg/m3X10N/kgX2.5 10-3m3=25N；G=22N,F浮G,所以物体上浮，最后漂浮在水面上。故答案为：(1) 4; (2)实验过程弹簧测力计的示数 F (N)排开液体的体积V (c

17、m3)排开液体的重力G (N)液体所受的浮力F (N)A4000B3.5500.50.5C310011D310011(3) 1.2X03; (4) C; (5)排开液体的重力；(6)完全浸没时受到的浮力为25N;最后漂浮在水面上。(1)物体在空气中时弹簧测力计的拉力等于物体的重力；(2)根据阿基米德原理，排开水的重力等于物体所受的浮力，根据 F钎G-F计算物体 所受的浮力大小；(3)根据AE计算出在E中受到的浮力，由 F = p«gV排得，P液=;，代入数据便可求 a班出液体的密度；(4)当物体慢慢浸入水中时，完全浸没前，由于排开水的体积增大，受到的浮力增大，当物体完全浸没后，深度增

18、大，排开水的体积不变，浮力不变；(5)根据表格中数据进行分析，得出浮力大小等于物体排开液体的重力；(6)根据物体的浮沉条件，首先计算出物体完全浸没时受到的浮力，根据浮力与重力 的关系判断物体的沉浮。此题是“探究浮力大小等于什么”的实验，考查了称重法浮力公式的应用， 同时考查了对阿基米德原理的掌握及公式的变形应用，还涉及到了物体的浮沉判断，考查得比较全面。5.答案：解：(1)机器人受到海水的压强：p=p海7K gh=i.03 103kg/m3xi0N/kgX70m=7.21 105Pa；(2) 物体在水下静止，V排=丫物，.物体受平衡力的作用，. G = F浮+F举F 举=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)机器人在水下 70m处受到海水产生的压强是7.21 M05Pa；(2)举力的大小是334N。解析：(1)知道深度和海水的密度，利用液体压强公式求机器人受到海水的压强；(2)知道物体的体积、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体重和所受浮力；又因为机器人在水下物体静止不动，物体受重力等于物体受浮力加上机器人对它向上的力，据此求机器人对物体施加的力。6 .答案：解：(1)满载时太阳能船受到的浮力：F 浮=仃排=m 排 g=60 M 03

20、kg X10N/kg=6 X105N;(2)第50s到第100s内，由图甲可知牵引力 F=8X104N,由图乙可知船匀速行驶的速度v=0.5m/s,由u 可得，船行驶的距离：s=vt=0.5m/sX50s=25m,第 50s到第 100s 内牵引力做的功：W=Fs=8X104NX25m=2X106J;(3)由题可知，太阳能电池板接收太阳能的功率为1.6M05W,则第50s到第100s的运动过程中，太阳能电池板接收到的太阳能：E=Pt=1.6 105W X50s=8X106J,W2 X ID5/则太阳能船的效率：7 = =25%。答：(1)满载时太阳能船受到的浮力为6X105N；(2)第50s到

21、第100s内牵引力做的功为 2X106J；25%。(3)第50s到第100s的运动过程中，太阳能船的效率为解析：(1)知道太阳能船的排水量，根据阿基米德原理F浮=6 3m排g求出满载时受到的浮力；(2)第50s到第100s内，由图甲可知牵引力的大小，由图乙可知船的速度，根据 s=vt求出船行驶的距离，根据 W=Fs求出牵引力做的功；(3)知道太阳能电池板接收太阳能的功率，根据E=Pt求出接收到的太阳能，利用TJ = j X求出太阳能船的效率。本题考查了阿基米德原理和速度公式、做功公式、功率公式、效率公式的应用，从图象 中读出第50s到第100s内的牵引力和速度是关键。7 .答案：7.5; 3.

22、5; 13.5N;无关；等于；A解析：解：(1)表1中，当液面到金属块底部的距离达到并超过0.5m时，弹簧测力计的示数不再变化，始终保持7.5N,说明此时物体完全浸没，故表中空格处的数值均为7.5N;表2中，液体密度越大，弹簧测力计示数越小，仔细分析可以看出，液体密度每增大0.2和3Kg/m3,弹簧测力计的示数 F就减小1N,故表中空格处的数据为 4.5N-1N=3.5N; (2)表1中，当液面到金属块底部的距离为0时，物体还未接触水面，此时测力计的示数就是物体的重力，即 G=13.5N；当h达到0.5m时，弹簧测力计的示数不再改变，说明此时金属块已完全浸入液体中， 其浮力的大小不再改变，进一

23、步分析可以看出拉力大小与物体浸没液体中的深度无关；(3)当物体浸没在密度为 3.0 X03千克/米3的液体中时，发现测得弹簧测力计的示数为0,则该种液体的密度等于物体的密度，此时物体可以悬浮在液体中，不再需要测力计 的拉力。(4)表1中可以看出，弹簧测力计的示数 F随液体的密度p的增大而减小，故初步判 断只有A、B可选，同时可以判断弹簧测力计的示数 F不可能为负值，故 B可以排出， 只有A符合题意。故答案为：(1) 7.5； 3.5； (2) 13.5N；无关；(3)等于；A。(1)观察表1中的数据可以看出，一开始，当金属块底部距离液面的越深时，弹簧测力计的示数越小，但当 h达到0.5m时，弹

24、簧测力计的示数不再改变，说明此时金属块已完全浸入液体中，其浮力的大小不再改变。据此可得出表1空格处的数值；观察表2中的数据可以看出，随着液体密度的增大，弹簧测力计的示数在逐渐减小，通过计算得出变化的数量关系，即可得出表中空格处的数值；(2)根据表一中的数据，当物体未浸没时测力计的示数，可得出物体的重力；并根据测力计示数随深度的变化规律可得出拉力大小与浸没深度的关系；(3)当物体的密度与液体的密度相同时，则物体可以悬浮在液体中，测力计的示数为令；(4)表2中F随p的增大而减小，且 F不可能为负值，据此可对四个图象做出判断。对表1的分析要抓住关键数据，从中找出当何时物体完全浸没，此时深度的改变不会

25、影响测力计示数的大小，据此得出要求的数据；对表2的分析主要运用了归纳的方法，找出数据变法的规律及数量关系，以此推断出要求的数据；总之能正确分析表中的数据， 熟练运用阿基米德原理和浮沉条件等，是解答本题的关键，有一定的难度。8 .答案：解：(1)由G=mg可得金属块的质量:G 27Wm=LdW=2.7kg；(2)金属块浸没在水中时受到的浮力:F 浮=仃-5 示=27N-17N=10N；(3)由F浮=p水gV排可得金属块排开水的体积：V 排=：=10-3m3；户上3 10 40加M(4)金属块全部浸没在水中，则V金=V排=10-3m3,金属块的密度：P金K=U=2.7 *° kg/anm

26、3。答：(1)金属块的质量为 2.7kg;(2)金属块浸没在水中时受到的浮力为10N;(3)金属块排开水的体积为10-3m3;(4)金属块的密度为 2.7 M03kg/m3。解析：(1)由公式G = mg求出物体的质量；(2)利用二次称重法求出金属块受到水对它的浮力；(3)根据F浮=水gV排求出金属块排开水的体积，当金属块浸没水中时，排开水的体积 等于金属块的体积；(4)根据公式p 求出该金属块的密度。本题考查了学生对阿基米德原理的掌握和运用，利用好称重法测浮力是本题的关键。9 .答案：解：(1)石像受到的浮力： . 1 答：石像受到的力为：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：绳端拉力：F = X 1O4用= 1.hK 1O&N答：绳端的拉力为 1.6M04N(1)工人做的有用功：用1r =。时=360N x 10加=3600/答：工人做的有用功为 3600J.(2)滑轮组的股数为n = 3绳子端移动的距离1 11 1拉力做的功：；"拉力的功率为：产=今=噂? =7511/ t WS答：拉力的做功的功率为75W。(3)滑轮组的机械效率