2024年中考物理压轴题训练——浮力综合计算

2024年中考物理压轴题训练——浮力综合计算 1.小明做了一个探究鸡蛋悬浮的实验,他在水平桌面上放置一个底面积为1.25 10﹣2m2的厚度可忽略的圆柱形容器,向容器中注入0.2m深的水,再拿一个鸡蛋,用天平称得其质量为55g,将它轻轻放入水中,发现鸡蛋沉至容器底部,此时测得水面升高了4mm(水未溢出)。然后,向容器中缓慢加食盐并轻轻搅动,直到鸡蛋恰好悬浮为止。( 水=1 103kg/m3,g=10N/kg)求: (1)未放入鸡蛋前,水对容器底部的压力大小; (2)当鸡蛋悬浮时,鸡蛋所受的浮力大小; (3)当鸡蛋悬浮时,盐水的密度是多少? 2.潜水艇能潜入水下进行侦察和袭击,是一种很重要的军用舰艇,大多数常规潜艇的有效潜深为300m。如图所示为潜水艇截面示意图,其艇身装有水舱,通过向水舱充水或是用压缩空气将水舱内的水排出,实现潜艇下沉和上浮。而海底情况非常复杂,如海水跃变层,即海水出现突变导致海水上层密度大、下层密度小的状态。潜艇在水下航行时遭遇海水跃变层,会急剧掉向海底,称为“掉深”,潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时,会被巨大的海水压力破坏,造成失事。 中国海军372潜艇在一次战备巡逻中,遇上“掉深”的紧急情况,潜艇的主机舱管路发生破损,艇长立即发出命令:“损管警报!向所有水舱供气!”。不到10秒钟应急供气阀门打开向所有水舱开始供气,一段时间之后“掉深”终于停止,潜艇开始缓慢上升。372潜艇化险为夷,创造了我军乃至世界潜艇史上的奇迹。(取 海水=1.0 103 kg/m3,g取10N/kg) (1)潜艇遇到“掉深”时,潜艇所受的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”),潜艇会失去平衡而急剧下沉; (2)潜艇下潜至300m深度时受到海水的压强为多少?( ) (3)若某潜艇的质量为2.3 103t,体积为2.65 103m3,要使它从海面潜入海水中,至少要向水舱充入多少立方米的海水?( ) (4)请分析为化解危险向所有水舱供气后,潜艇能够缓慢上升的原因。 3.我国自主研发的极目一号 型浮空艇从海拔4300米的科考营地顺利升空,达到9032米,创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。假设在此前的一次实验中,浮空艇(表皮很薄的气囊)体积为9000m3,内部充有氦气和空气的混合气体,浮空艇的表皮及外壁仪器舱及充入气体后总质量为3.2 103 kg,浮空艇用缆绳系在一辆锚泊车上(如图),该浮空艇周围空气的密度为0.8kg/m3,g取10N/kg,缆绳的重力不计,仪器舱体积可忽略不计。求: (1)浮空艇在升空的过程中(假设体积不变),它受到的浮力会变 ;浮空艇能悬停在空中也感受不到地球是自转的,是因为浮空艇具有 。 (2)浮空艇所受到的浮力? (3)缆绳的拉力是多少? 4.龙凤山公园施工时,要向水中沉放大量的施工构件,假设一正方体构件被缓缓吊入水中(如图甲);在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,随着h的增大,正方体构件所受浮力F1,钢绳拉力F2的变化如图乙所示; (1)浮力F1随h变化的图线是图乙中的 (选填“①”或“②”)图线,由此图可知正方体构件的边长为 m; (2)构件所受的最大浮力为多少?( ) (3)构件的密度是多少?( ) 5.2022年6月17日,我国第三艘航母“福建号”正式下海,如图所示。它大约可以搭载36架战斗机,4~5架空警-600预警机,4~5架歼-15D伴随式电子战飞机以及一定数量的勤务直升机,总数在接近60架的水平上。( 海水=1.1 103 kg/m3,g=10N/kg) (1)航母配备的深水炸弹主要用于拦截来袭鱼雷,深水炸弹在深度500m的深海中行驶时,深水炸弹受到海水的压强为多大? (2)若航母满载时排水量为80000t,此时该航母受到的浮力是多大? (3)航母从密度小的海域驶入密度大的海域时,吃水深度如何变化?请说明理由。 6.如图所示,静止在水平地面重为1.5N的圆柱形容器,由上、下两个高为10cm的圆柱形容器组成。下端容器底部封闭,其底面积为80cm2,上端开口面积为55cm2。向容器中注入深为8cm的水,再用细线吊着底面积为50cm2的不吸水的圆柱体,使其竖直缓慢浸入水中八分之一的体积时,柱体受到浮力为1N。(水=1.0 103kg/m3,g=10N/kg)求: (1)柱体未放入水中时,水对容器底的压强; (2)柱体的体积; (3)将物体缓慢竖直放入容器,松开细线,至稳定时,物体上表面距水面4cm,此时容器对地面的压强与水对容器底的压强相等,求物体的密度。 7.2022年6月17日,我国完全自主设计建造的第三艘航空母舰正式下水并命名为“福建舰”,这艘航母满载时排水量(即排开水的质量)达8 104t,吃水深度在10m以上,其他各项技术指标领跑全球同类其他航母,已知g=10N/kg, 海水=1.