2019年中考物理专题复习力学综合题

力学综合题

一、浮力及相关力学综合

1. 如图所示，是小婷为防止家中停水而设计的贮水箱.当水箱中水深达到1.2 m 时，浮子A 恰好堵住进水管，使其停止向箱内放水，此时浮子A 有15

体积露出水面(浮子A 只能沿图示位置的竖直方向移动).进水管口水的压强为1.2×105 Pa ，管口横截面积为 2.5 cm 2，贮水

箱底面积为 0.8 m 2，浮子A 重10 N .

(1)注水过程中，随着水位上升，水对水箱底部的压强逐渐(选填“增大”或“减小”).

第1题图

(2)此时浮子A 受到的浮力为多大？

(3)浮子A 的密度是多少？

【答案】(1)增大

解：(2)浮子A 堵住进水口时，根据公式p ＝F S

可得， 进水管口水对浮子A 的压力F ＝p 水S 进水口＝1.2×105Pa ×2.5×10－4m 2＝30 N

浮子A 处于静止状态，所以浮子A 受到的浮力F 浮＝F ＋G ＝30 N ＋10 N ＝40 N

(3)根据阿基米德原理可知F 浮＝ρ水gV 排，则

浮子A 排开水的体积V 排＝F 浮ρ水g ＝40 N 1×103 kg/m3×10 N/kg

＝4×10－3m 3 浮子A 有15体积露出水面，浮子A 的体积V ＝V 排1－15＝4×10－3 m345

＝5×10－3m 3 浮子A 的质量m ＝G g ＝10 N 10 N/kg

＝1 kg 浮子A 的密度ρ＝m V ＝ 1 kg 5×10－3 m3

＝0.2×103kg /m 3 2. 图示为小唯同学利用圆柱形容器自制的浮力秤(右图是其原理图)，利用它可以方便的

测出放入杯内物体的质量.该装置(小筒)的质量为200 g ，底面积为40 cm 2，高度为20 cm

.

第2题图

(1)当小筒静止时，它受到的浮力与重力(选填“是”或“不是”)一对平衡力.

(2)当小筒竖直漂浮在水中时，求它受到的浮力大小与浸入水中的深度.

(3)通过实验，小唯把“浮力秤”的读数均匀的刻在了小筒上，请简要回答：小唯是怎样确定该“浮力秤”的零刻度线？该“浮力秤”所能测量的最大质量是多少？

【答案】(1)是

【解析】由题中“静止”可知此时浮力秤处于平衡状态，它受到的浮力与重力是一对平衡力.

解：(2)由题可知，小筒是漂浮状态，则：

F 浮＝

G 筒＝m 筒g ＝200 g ×10 N /kg ＝0.2 kg ×10 N /kg ＝2 N

由F 浮＝ρ水V 排g 可得：

V 排＝F 浮ρ水g ＝ 2 N 1×103 kg/m3×10 N/kg

＝2×10－4m 3 h ＝V 排S ＝2×10－4 m340 cm2＝2×10－4 m340×10－4 m2

＝0.05 m (3)由题分析可知，当空的小筒竖直漂浮在水中时，此时小筒浸入水中的深度0.05 m 处即为该“浮力秤”的零刻度线位置，由题可知，当放入最大质量的物体时，浮力秤浸入水中的深度为h ＝20 cm ，且处于漂浮状态，则：

G 总＝ F 浮′＝ρ水V 排′g ＝ 1×103kg /m 3×40×10－4m 2×0.2 m ×10 N /kg ＝8 N

则m 大＝G 大g ＝G 总－G 筒g ＝8 N －2 N 10 N/kg

＝0.6 kg 3. 继“蛟龙号”后我国自主设计的“深海勇士号”(如图所示)，2017年10月3日完成最大深度4 500米下潜后，胜利返航海南三亚港.

第3题图

(1)当“蛟龙号”从3 000 m 深处下潜至4 000 m 过程中，载人潜水器受到的浮力将，压强将(均选填“变大”“变小”或“不变”).

(2)当它下潜至4 000 m 深度处时，受到海水的压强是多大？(取ρ海水＝1.0×103kg /m 3)

若它上面有一个20 cm 2的探测窗口，在4 000 m 深度处窗口所受海水的压力是多少？

(3)若“深海勇士号”的质量为22 t ，请你计算它体积的大小.

【答案】(1)不变 变大

解：(2)当它下潜至4 000 m 深度处受到海水的压强p ＝ρ海水gh ＝1.0×103kg /m 3×10 N /kg

×4 000 m ＝4×107Pa

由p ＝F S

得探测窗口所受海水的压力F ＝pS ＝4×107Pa ×20×10－4m 2＝8×104N (3)“深海勇士号”所受的重力为G ＝mg ＝22×103kg ×10N /kg ＝2.2×105N

因为悬浮时排开海水的体积就是物体的体积，所以其在海水中悬浮时，

G ＝F 浮＝ρ海水gV 排

所以它的体积为

V 物＝V 排＝F 浮ρ海水g ＝ 2.2×105 N 1.0×103 kg/m3×10 N/kg ＝22 m 3