2014全国各地中考物理分类汇编－浮力

2014全国各地中考物理分类汇编－浮力20．（7分）（2014•黄冈）2014年4月14日，为寻找失联的MH370航班，启用了“蓝鳍金枪鱼﹣21”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻．其外形与潜艇相似（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ρ取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）．（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=3P1．求t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力（不考虑水的阻力）．考点：液体压强计算公式的应用；阿基米德原理；功率计算公式的应用．专题：压强和浮力．分析：（1）根据压强公式p=ρgh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．解答：（1）海面下2000m处的压强为：p1=ρgh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×2000m=2×107Pa；下潜至最大潜水深度处压强为：p2=ρgh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×4500m=4.5×107Pa；增加的压强为：△p=p2﹣p1=4.5×107Pa﹣2×107Pa=2.5×107Pa；由F=pS得探测窗口承受海水的压力增加：△F=△pS=2.5×107Pa×20×10﹣4m2=5×104N；（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=ρV排g，G=mg，得ρV排g=mg；V排===0.75m3露出海面体积为：V露=V﹣V排=1m3﹣0.75m3=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=F3，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F3=mg所以t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力：F1===2500N．答：窗口承受海水的压力增加了5×104N；（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2500牛．点评：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．10.（2014山东济宁）将金属块挂在弹簧测力计下端，先后浸没在水和酒精中，金属块静止时弹簧测力计的示数如图7中甲、乙所示。则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是（）DA.在水中受到的浮力为2NB.质量为3kgC.体积为10cm3D.密度为3.0×103kg/m313.（2014山东济宁）2014年4月16日，一艘载有470余名乘客的“岁月号”客轮在韩国西南海域发生触礁浸水事故而逐渐倾斜（如图9所示），最终海水灌满船舱，客轮的重力（填“大于”或“小于”）所受浮力而下沉。事故发生后，潜水员下潜到25米深的水下船舱内进行搜救，此时潜水员受到的压强是Pa(ρ海水=1.03×103kg/m3)。大于25750020、(2014重庆B卷)如图18甲所示，水平旋转的平底柱形容器A的底面积为200cm2，不吸水的正方体木块B重为5N，边长为10cm，静止在容器底部，质量体积忽略的细线一端固定在容器底部，另一端固定在木块底面中央，且细线的长度为L＝5cm，已知水的密度为1.0×103kg/m3。求：（1）甲图中，木块对容器底部的压强多大？（2）问容器A中缓慢加水，当细线受到拉力为1N时，停止加水，如图18乙所示，此时木块B受到的浮力是多大？（3）将图18乙中与B相连的细线剪断，当木块静止时，容器底部受到水的压强是多大？20：（1）500Pa(2)6N(3)1050Pa17．（6分）（2014•青岛）运用知识解决问题：（2）请画出图1中漂浮在水面上的小球所受力的示意图．考点：力的示意图；专题：其他综合题．图9分析：（2）小球在水中受到重力和浮力的作用，重力的方向竖直向下，浮力的方向竖直向上，由于小球漂浮，因此受到的力是平衡力，重力和浮力大小相等．解答：解：（2）小球漂浮在水面上，重力和浮力是一对平衡力，二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上，如下图所示：故答案为：（2）如图所示；点评：（2）画力的示意图时要考虑到物体的运动状态，当物体处于静止或匀速直线运动时，受到的力就是平衡力．24．（5分）（2014•青岛）小雨受到的重力为640N，他站在水平地面上时对地面的压强为1.6×103Pa．（1）他用图甲所示滑轮组匀速提升物体A，滑轮组的机械效率为90%（不计绳重和摩擦），此时他对水平地面的压强为6×103Pa．则物体A重力GA=？（2）如图乙所示，若他用此滑轮组从水下缓慢提起边长为0.3m的正方体B（不计水的阻力、绳重和摩擦），当物体B的下表面所受水的压强为2×103Pa时，小雨对水平地面的压强为匀速提升物体A时对水平地面压强的，则物体B的密度ρB=？考点：滑轮组绳子拉力的计算；密度的计算；压强的大小及其计算．专题：其他综合题．分析：（1）根据p=求出人与地面的接触面积，再根据p=求出人拉物体时对地面的压力，从而求出人对绳子的拉力，再根据η===求出物体重力；（2）根据p=ρgh求出物体下表面到液面的深度，求出物体排开液体的体积，根据F浮=ρgV排求出物体受的浮力，根据题意求出此时小雨对地面的压强，根据p=求出小雨此时对地面的压力，从而求出小雨的拉力，在第一问中，根据F=（G+G动）求出动滑轮重，根据F=（G﹣F浮+G动）求出物体重力，根据G=mg=ρVg求出物体密度．解答：解：（1）∵p=∴小雨与地面的接触面积S===0.04m2，匀速提升物体A时，小雨对地面的压力F′=p′S=6×103Pa×0.04m2=240N，小雨对绳子的拉力F拉=G﹣F′=640N﹣240N=400N，∵η===∴物体A的重力GA=3F拉η=3×400N×90%=1080N；（2）∵p=ρgh∴物体B浸入液体中的深度h===0.2m，物体排开水的体积V排=S′h=（0.3m）2×0.2m=0.018m3，物体受到的浮力F浮=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.018m3=180N，∵p=∴此时小雨对地面的压力F″=p″S=p′S=×6×103Pa×0.04m2=120N，小雨对绳子的拉力F拉′=G﹣F″=640N﹣120N=520N，∵F=（G+G动）∴动滑轮重G动=3F拉﹣GA=3×400N﹣1080N=120N，∵F=（G﹣F浮+G动）∴物体B的重力GB=3F拉′﹣G动+F浮=3×520N﹣120N+180N=1620N，∵G=mg=ρVg∴物体B的密度ρ===6×103kg/m3．答：（1）物体A重力为1080N；（2）物体B的密度为6×103kg/m3．点评：此题主要考查的是学生对压强、二力平衡知识、机械效率、液体压强、浮力、滑轮组的省力特点、质量、密度计算公式的理解和掌握，综合性很强，难度很大．27．（2分）（2014•青岛）问题解决﹣﹣测量浮力：小雨想要知道一块形状不规则的塑料泡沫浸没在水中时所受浮力的大小，身边只有一个轻质滑轮，一把轻质硬木刻度尺，一个密度小于水的正方体木块，一个盛有适量水的水槽和线绳．（1）测量步骤（配图说明）；（2）计算出浮力的大小F浮=ρ水ga3h．考点：探究浮力大小的实验．专题：设计与制作题；测量型实验综合题．分析：泡沫塑料的形状不一定规则且密度小于水的密度，无法直接用刻度尺测出泡沫塑料的体积即排开水的体积，但给了正方体木块、轻质滑轮、轻质硬木棒，可以组装成杠杆和滑轮组合而成的测量工具，即先利用可读出测出木块的边长和放入足够多的水中浸没的深度，利用阿基米德原理和物体漂浮条件求出木块的密度，进一步求出木块的质量和重力，然后把泡沫塑料和木块分别挂着硬木棒的两端水平平衡，测出力臂，根据杠杆的平衡条件求出泡沫塑料的重力，最后通过滑轮浸没在水中，调节平衡后测出力臂，根据杠杆的平衡条件求出此时绳子的拉力，则泡沫塑料受到的浮力等于泡沫塑料的重力加上绳子对泡沫塑料的拉力，据此进行解答．解答：解：（1）步骤：①如图甲所示，将塑料泡沫和木块分别挂在刻度尺两端，使杠杆水平平衡，读出力臂l1和l2；②用刻度尺测量出正方体的边长为a，把木块放入水槽中，如图乙所示，用刻度尺测出它的下表面到水面的距离为h；③如图3所示，用此装置使塑料泡沫浸没在水中，并使杠杆水平平衡，读出力臂l1和l3．（2）图乙中，木块的体积：V=a3，因木块漂浮，所以，木块的重力：G木=F浮木=ρ水gV排=ρ水ga2h，由杠杆的平衡条件可得，图甲中有：G泡沫l1=G木l2，则G泡沫==，图丙中，设滑轮绳子的拉力为F′，则F′l1=G木l3，即F′==，所以，泡沫塑料浸没时受到的浮力：F浮=G泡沫+F′=+=ρ水ga2h．故答案为：（1）步骤：①如图甲所示，将塑料泡沫和木块分别挂在刻度尺两端，使杠杆水平平衡，读出力臂l1和l2；②用刻度尺测量出正方体的边长为a，把木块放入水槽中，如图乙所示，用刻度尺测出它的下表面到水面的距离为h；③如图3所示，用此装置使塑料泡沫浸没在水中，并使杠杆水平平衡，读出力臂l1和l3．（2）ρ水ga2h．点评：本题考查了测量泡沫塑料完全浸没时所受的浮力，关键是明白所给实验器材的作用，要注意木块和泡沫塑料的密度均小于水的密度．25．（2分）（2014•邵阳）酷夏季节，烈日炎炎，很多人喜欢下河下塘游泳．一个密度与水相同的实心物体，放入足够多的水中静止时，它将处于悬浮（选填“漂浮”或“悬浮”）状态．因为人体密度与水的密度大致相同，所以为了安全，请同学们不要擅自下河下塘游泳．考点：物体的浮沉条件及其应用．专题：应用题；浮沉的应用．分析：利用物体的浮沉条件判定，实心物体密度小于水的密度，物体漂浮在水面上；实心物体密度大于水的密度，物体下沉，实心物体密度等于水的密度，物体会悬浮．解答：解：由于一个密度与水相同的实心物体，根据物体的浮沉条件可知：放入足够多的水中静止时，它将处于悬浮状态，所以人体密度与水的密度大致相同，所以为了安全，请同学们不要擅自下河下塘游泳．故答案为：悬浮．点评：本题考查了物体的浮沉条件，知道根据物体与液体的密度即可判断实心物体的浮沉．30．（6分）（2014•邵阳）某同学在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中：（1）如图甲、乙，先用弹簧测力计吊着石块，弹簧测力计的示数为1.6N，然后让石块完全浸没在水中，弹簧测力计的示数变为1N，则石块受到水的浮力为0.6N．（2）如图丙，用弹簧测力计缓慢将石块拉出水面，随着石块露出水面的体积越来越大，观察到弹簧测力计的示数也越来越大，则石块受到的水的浮力越来越小（选填“大”或“小”）．说明浮力的大小与石块浸入水中的体积有关．（3）通过比较图乙和图丁，可以探究浮力大小跟液体密度是否有关．考点：探究浮力大小的实验．专题：探究型实验综合题．分析：石块受到的浮力等于重力与测力计示数之差；应用控制变量法分析图示实验，根据实验现象分析答题．解答：解：（1）石块受到的浮力：F浮=G﹣F=1.6N﹣1N=0.6N；（2）石块受到的浮力：F浮=G﹣F，石块的重力G不变，测力计示数F越来越大，则石块受到的浮力越来越小；（3）探究浮力与液体密度的关系，应控制物体排开液体的体积相等而液体密度不同，由图示实验可知，图乙与图丁所示实验物体排开液体体积相等而液体密度不同，可以用图乙与图丁所示实验探究浮力与液体密度的关系．故答案为：（1）0.6；（2）小；（3）丁．点评：本题考查了求石块受到的浮力、判断浮力如何变化、实验现象分析等，