2023年中考二轮复习专项练习 浮力计算题(含答案)
1.水平桌面上放置底面积为80cm2,质量为400g圆筒,筒内装有16cm深的某液体,弹簧测力计悬挂底面积为40cm2、高为8cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直到浸没,弹簧测力计示数F与圆柱体浸入液体深度h的关系如图所示.(圆筒的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出)求:
(1)圆柱体浸没在液体中所受浮力是多少?
(2)筒内液体的密度是多少?
(3)圆柱体浸没时,圆筒对桌面的压强是多少?
2.有一边长为10cm的正方体木块,用一根质量忽略不计的细线系在一薄壁圆柱形容器底部,往容器里注水,直至木块完全浸入水中,如图所示,此时细线对木块拉力F=4N,已知圆柱形容器底面积为50cm2,水的密度为1.0×103kg/m3。求:
(1)木块浸没时受到浮力;
(2)木块的密度;
(3)若把细线剪断,当木块静止时水对容器底部压强变化了多少帕?
3.在水平桌面上放有一个足够高的薄壁柱形容器,如图甲所示,其底面积为100cm2,一个重为2.5N,底面积为40cm2,高为10cm的柱形玻璃杯A漂浮于水面上,容器底有一个密度为2×103kg/m3的实心金属块B(与容器底部不密合),用一根细线将B与玻璃杯A的下表面相连,细线未拉直,缓慢向容器中注水,细线所受拉力随时间变化的图像如图乙所示,最后A、B两物体在水中静止(细线不可伸长且质量与体积忽略不计),求:
(1)注水前,玻璃杯A所受浮力;
(2)当细线所受拉力为0.5N时,玻璃杯A浸入水中的深度;
(3)金属块B的重力;
(4)从t1时刻到t2时刻,水对容器底的压强变化量。
4.如图所示是中国女子冰壶队参加冬奥会时的一个情景。冰壶由花岗岩凿磨而成,质量约为19Kg,与冰道接触的底面积约为0.02m2,冰壶的体积约为8×10-3m3。
求:
(1)冰壶的密度。
(2)冰壶对水平冰道的压强。
(3)若将冰壶完全浸没水中,求其受到的浮力。(ρ水=103kg/m3)
5.建设中的珠澳大桥由桥和海道铅成。随道由一节一节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成,如图所示,建造隧道时先将沉管两端密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,让其漂浮在海面上,然向其内部灌水使之沉入海底,假设某一节密封的长方体沉管的长、宽、高分别是180m、35m、10m,质量为6×107kg,取海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)漂浮在海面上的密封沉管,在灌水前受的浮力是多少N?
(2)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时,沉管下表面受到海水的压强多少?
(3)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中静止时,需要至少注入多少kg的海水?
(4)当密封沉管灌水下沉到海底后,将其下部分埋入海底的混沙中,再将入其中的海水全部抽出,此时空心密封沉管并不会再上浮,请用浮力的知识来解释其原因。
6.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?
7.如图所示,底面积为100cm2的薄壁圆柱形容器、实心均匀圆柱体B均放置在水平桌面上,实心均匀圆柱体A放置在无水的容器内。当向容器内缓慢注入水后,水对容器底部的压强 ,相关数据如下表所示。容器足够高,忽略圆柱体吸附水等次要因素,常数g取10N/kg。
水 A B
质量/g 500 450 320
密度/(g/cm3) 1 0.8
底面积/cm2 60 50
(1)求容器内水的体积。
(2)求静止时圆柱体A受到水的浮力,并判断出A在水中的浮沉状态。
(3)若再将B竖直缓慢放置于A的上表面,释放并稳定后,B不倾倒,求静止时水对容器底部的压强。
8.一正方体铁块边长是10cm,放在水平桌面上,已知铁的密度为7.9×103kg/m3
(1)铁块对地面的压强是多大?
(2)用50N竖直向上的力提铁块时,铁块对地面的压强是多大?
(3)用细绳拴住该铁块浸没在水中,细绳对铁块拉力多大?
9.在底面积为200cm2圆柱形底部O点处固定一个轻质连杆,连杆的长度为12cm,将体积为1×10-3m3的圆柱体物块A固定在连杆的顶端,如图甲所示。O点受物块A的压(拉)力F与容器中注入水的质量m的关系如图乙,已知a点注水的质量为2.4kg,c点注水质量为5.4kg,A恰好浸没时,受到轻杆的拉力为5N,(轻质连杆的质量、体积忽略不计)求:
(1)物块A浸没在水中时受到的浮力;
(2)物块A的密度;
(3)当注水至b点时,容器底部受到水的压强。
10.如图所示,薄壁柱形容器B置于水平地面上,均匀立方体A放置在容器B内,已知A的边长a为0.1米,质量为1千克;B的高为0.15米,B的底面积为5×10-2m2:
(1)求立方体A的密度ρA;
(2)若再沿容器壁向容器B内缓慢注入质量为6千克的水,求:在这注水过程中,物体A对容器底部压强的变化范围。
11.如图所示,置于水平地面的薄壁容器上面部分为正方体形状,边长l1=4cm,下面部分也为正方体形状,边长l2=6cm,容器总质量m1=50g,容器内用细线悬挂的物体为不吸水的实心长方体,底面积S物=9cm2,下表面与容器底面距离l3=2cm,上表面与容器口距离l4=1cm,物体质量m2=56.7g。现往容器内加水,设水的质量为M,已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。
(1)当M=58g时,水面还没有到达物体的下表面,求此时容器对水平地面的压强;
(2)实心长方体的密度;
(3)往容器内加入多少体积水时,细线的拉力刚好为零,此时实心长方体刚要开始上浮;
(4)当0≤M≤180g时,在如图中作出F﹣M图象(不要求写出F和M的关系式)
12.如图甲所示,将边长为10 cm的立方体木块A放入水中,有 的体积露出水面,将金属块B放在木块中央静止后用刻度尺测出此时木块露出水面的高度h1为2cm,如图乙所示,再用轻质细线将金属块捆绑在木块中央,放入水中静止后测出此时木块露出水面高度h2为3cm,如图丙所示(g取10 N/kg)。求:
(1)木块在图甲中受到的浮力;
(2)图甲中木块底部受到的压强;
(3)金属块的密度。
13.如图所示,容器内的水中有一个被细线系着的正方体木块,此时容器内的水深为0.2m,木块的边长为0.05m,木块的密度为0.6×103kg/m3.试求:
(1)容器内的水对容器底面的压强是多少Pa?
(2)木块受到水对它的浮力是多少N?
(3)若水中系木块的细线断了,木块最终漂浮在水面上静止时 木块露出水面的体积是多少m3?此时水对容器底面的压强 与第(1)问的压强相比较是增大还是减小?
14.如图,放在水平桌而上的圆柱形容器内装有一定量的水,漂浮在容器内水面上的正方体木块上而放一小铁块,木块上表面刚好和水面齐平.已知容器底面积为4×10-2m2,木块边长为10cm.小铁块重4N,求:(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)木块下表面受到的压强.
(2)木块受到的浮力.
(3)木块的密度
(4)若轻轻拿走铁块,当木块在水面上静止时,容器底部受到水的压强减少了多少.
15.如图所示,装水的圆柱形玻璃容器中漂浮着质量为0.2千克的苹果,已知容器的底面积为0.01米2。求:
(1)苹果受到的浮力;
(2)苹果排开水的体积;
(3)若将苹果缓慢从容器中取出(苹果带出的水忽略不计),则容器底受到水的压强变化了多少?
16.如图甲所示,薄壁圆柱形容器放在水平台上,容器的底面积S容=100cm2,质量均匀的圆柱体物块上表面中央用足够长的细绳系住,悬挂于容器中。以恒定速度向容器中缓慢注水(每分钟注入100g),直至注满容器为止,细绳的拉力大小与注水时间的关系图像如图乙所示。ρ水=1g/cm3,常数g=10N/kg,物块不吸水,忽略细绳体积、液体扰动等其它次要因素。求:
(1)注水前圆柱体物块的下表面到容器底部的距离l1;
(2)圆柱体物块的底面积;
(3)当细绳的拉力为1.4N时,求水对物块下表面的压强。
17.据报道,中国首艘001A型17号国产航母于2017年4月23日前后下水并进行相关测试。从外观上来看该国产航母与16号辽宁舰大致相同,也是常规动力航母,最少可以搭载36架歼-15舰载机。它的满载排水量80000吨,此时的吃水深度为12m。 为了方便计算,ρ海=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,求:
(1)满载时该航母受到的浮力;
(2)满载时该航母最底处受到海水的压强;
(3)若该航母以36km/h的速度匀速航行6h,则航母航行的总路程是多少;
(4)一架舰载机飞离该航母后,若排开的海水体积减少了5m3,则该舰载机的质量是多少?
18.一边长为10cm的正方体物块,用细线系在底面积为200cm2的圆柱形容器底部,向容器内加水,物块上浮,被拉直后的细线长10cm。当物块一半体积浸入水中时(如图甲),细线拉力为3N;继续加水,当物块刚好浸没时(如图乙),停止注水,并剪断细线,使物块上浮直至漂浮,求:(g=10N/kg)。
(1)物块处于图甲所示状态时所受浮力大小;
(2)物块密度;
(3)剪断细线后,物块漂浮时,水对容器底部的压强。
19.先将一个底面积为S的圆柱体木块,放在空圆柱形容器内,木块底部与容器底部用一根细线相连,然后向容器中慢慢加水,左图所示是加水过程中的情境;在整个加水过程中,木块受到的浮力随容器中水的深度变化的关系图象如右图所示( 、 、 也为已知量)。已知水的密度为 ,请你解答下列问题:
(1)木块的密度;
(2)整个加水过程中,木块只受浮力和重力时,容器底部所受水的压强的变化范围。
20.如图所示,有一体积、质量均忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体物块的下底面上。已知正方体物块的边长为10cm,向足够深的容器中加入适量的水,直至正方体物块上表面与水面相齐平,此时弹簧对正方体物块的拉力大小为4N(ρ水=1.0×10kg/m)。求:
(1)正方体物块浸没时受到水的浮力大小;
(2)该正方体物块的密度大小;
(3)打开出水孔,缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的自然(L弹簧=10cm)状态时,关闭出水孔,求此时水对容器底部的压强大小。
答案
1.(1)无关 (2)
2.用大头针将木块压入水中,读出体积V3;
3.(1)0.4;向溢水杯中加水使水刚好齐杯口 (2)④ (3)物体排开液体的体积
(4);
4.(1)1;竖直向上 (2)0.8 (3)CE (4)物体排开的液体体积 (5)增大;无关
(6)4×103;0.8×103
5.(1)0.2;5 (2)3.6;地球 (3)拉力;物体对地球的吸引力 (4)浮;0.8
6.(1)3;1.2×103 (2)变大 (3)2;1.5×103 (4)0.8×103
7.(1)铁; (2)A
8.(1)1
(2) (3)4×103 (4)ACD
9.(1)天平;正;;简洁、方便;不能得出质量与体积的定量关系
(2)3;弹簧测力计的示数变小;不同的物体和液体
10.4与5;;小球体积相同且 ; 与ρ球成正比;2.00
11.(1)0.35|0.40|0.50 (2)液体的密度 (3)控制变量
12.(1)密度;2.4 (2)增大;无关 (3)变小 (4)2×10-4
13.(1)1.2 (2)浮力;小 (3)1 (4)无关 (5)丙(丁)均正确;无关 (6)0.4
14.(1)排开的液体的体积 (2)c;d (3)5N (4)4;0.8×103;液体密度 (5)B
15.(1)1.4 (2)无关;①②③;越大 (3)B (4)
16.(1)①②③④;F1﹣F5 (2)①④⑤; (3)>; ρ水
17.(1)调节平衡螺母时游码没有归零 (2)18.6;30;0.62 (3)30;12;5;2.4×103
18.(1)隔绝水,防止砖块吸水 (2)56;1.4×103 (3)偏大 (4)ρ水S(h2﹣h1);
19.(1)G-F (2)丁桶内壁上沾有水 (3)能
20.(1)2.4 (2)0.48×103kg/m3 (3)换用体积更小的木块或换密度更大的物块
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