备战2024年中考物理专项真题练习--浮力与压强

备战2024年中考物理专项真题练习--浮力与压强 1．（2023·威海） 某大学科研团队研制了一款无人潜航器，如图甲所示，其体积可通过从内部油舱向外部油囊压入油量的多少来改变，从而实现浮沉。（ρ煤油=0.8×103kg/m3，g=10N/kg。ρ海水≈1×103kg/m3）请分析解答下列问题： （1）当用缆绳吊起潜航器A点处挂钩时，潜航器总保持水平静止，B点处于潜航器中间位置。请判断潜航器重心在　 　点位置附近（选填“A”或“B”）； （2）将潜航器从空中缓慢下放至水下，缆绳的拉力F随下降的高度h变化规律如图乙所示。求潜航器的体积是多少　 　？（油囊没有充油，不计水的阻力） （3）解开缆绳后潜航器下潜至海底，此时A点距海平面，A点受到海水的压强是多少　 　？若想使潜航器上浮，至少向油囊压入多少的煤油　 　？（忽略煤油因水压导致的体积变化） 2．（2023·威海） 小明发现小区、商场等地下停车场入口处的地面要比临街路面高一些。经过调查了解，这是为了避免雨天路上的积水流进地下停车场而采取的措施，当积水过高时还要用沙袋将停车场入口地面垫高，小明与学习小组的同学拟设计一个自动装置、解决积水进入地下停车场的问题，制定了如下项目研究内容： 【项目名称】浮体式拦水坝 【项目特点】隐藏式、自动化、节能 【项目要求】 要求一：积水即将没过上行缓坡时，蓄水池蓄水。当蓄水达到一定高度，拦水坝升起。 要求二：积水水位降低，拦水坝自动下降。当水位降至路面时，拦水坝下降至底部。 【项目设计】 （1）结构及原理：如图1甲，参照船闸的结构和原理，地下蓄水池相当于闸室。积水的路面相当于河流的上游，通过进水口下方管道连接起来构成　 　 。如图1乙，当蓄水池中水面逐渐上升至H位置时，拦水坝刚要浮起，在这个过程中拦水坝受到的浮力　 　 （填“变大”、“不变”或“变小”）。如图丙，随着水面继续升高，拦水坝慢慢升起至顶端，此时坝体与蓄水池左侧壁接触紧密，避免蓄水池中的水进入地下停车场。 （2）方案评估：同学们经过充分讨论后发现这个设计方案不能满足“项目要求”中的　 　 （填“要求一”或“要求二”），需要进一步改进。 （3）设计改进：①如图2，参照原设计结构，增加一个排水管道，排水口与路面相平。要保证积水不能从排水管道流进蓄水池，但蓄水池中的水可以从排水管道排出。这就需要利用单向阀门来控制水流方向，单向阀门只能向一个方向开启，其结构和作用如图3所示。要满足全部项目要求，应在图2虚线框所在的位置安装图3中的　 　 （填“A阀门”或“B阀门”）。 ②通过调节拦水坝的配重，可改变排水水位的高度，以应对各种积水情况。 （4）功能升级：拦水坝升起时车辆不能通行，应在入口处设计一个报警电路。 ①如图4，虚线位置为拦水坝恰好浮起时蓄水池水面高度H处，金属块A、B、C分别安装在蓄水池侧壁的不同高度上，随着水位的升高，都能与雨水接触较好（雨水可以导电）。其中a、b、c是连接金属块的接线柱、d、e是电磁继电器上的接线柱。 ②要求：拦水坝不升起时，绿灯亮；拦水坝升起时，红灯亮同时电铃响，起到警示作用。请你根据上述要求选择合适的接线柱，用笔画线代替导线，将电路连接完整。　 　 【项目小结】同学们的设计已完成项目要求，更多功能可进一步开发。 3．（2023·威海）图1是我国古代劳动人民搬运巨木时的场景，简化装置如图2所示：O为轻质杠杆AB的转轴，OA：OB＝1：3，物块用轻质细绳系在A端，工人在B端施加竖直向下的拉力F，此时杠杆水平平衡、物块重1200N，底面积为0.252，不计转轴摩擦. （1）图1中，横杆属于　 　杠杆，垫上石块的目的是为了减小　 　. （2）为将图2中物块恰好拉离地面，求工人所用的拉力. （3）剪断图2中A端细绳，求物块静止时对水平地面的压强. 4．（2023·威海）某水位报警器如图所示：光敏电阻R和光源正对安装在水池侧壁等高处.R接收到光源发出的光时阻值为20Ω，未接收到光时阻值为120Ω.为电阻箱，Q为边长5cm的正方体浮子，密度为，当池内水面缓慢上升至某处时，浮子将挡住射向R的光线，报警铃声响起.当线圈中的电流I≥0.04A时，铁质开关K被吸上，反之被释放.电源电压U＝12V，不计线圈电阻，g取10N/kg. （1）Q的质量为　 　g，它缓慢上升时受到的浮力为　 　N，露出水面的高度为　 　cm. （2）如图所示，为保证开始报警时的液面位置MN与R之间高度差ℎ0⩾3需要对装置进行适当的调整，下列措施可行的是____.(有多个选项正确，全部选对得2分，漏选得1分，不选或错选得0分) A．仅换用密度小些的材料制作浮子 B．仅将池内水换为密度小些的液