2024年中考物理专题训练——浮力的综合计算

2024年中考物理专题训练——浮力的综合计算 1.“海油观澜号”是全球首座水深超100m、离岸距离超100km的“双百”海上浮式风电平台。它可以在水中漂浮并捕捉风能发电,平台6月投产建成投用后,将成为全球首个给海上油气田供电的半潜式深远海风电平台。平台由浮式基础和风机设备组成,其中浮式基础质量为4000t,总体呈三角形结构,包括3个边立柱和1个中间立柱,这4根立柱均为圆柱体(不计立柱之间的连接结构),浮式基础上方是质量为5200t的风机设备。(海水的密度,锚链的密度) (1)安装风机设备是在陆地上一体化集成作业组装的,如图甲。组装时,吊装机将质量为260t的机舱,吊起高度为110m、约40层楼高的塔筒顶端进行安装,吊装机对机舱做多少功? (2)组装完成在海上运输过程中,浮式基础立柱浸入海水的深度为18.4m,则立柱底部受到的海水压强是多少? (3)到达指定海域后,如图乙。用9根总质量为3200t的锚链下端固定在100m深的3个海底桩上,并且通过在浮式基础的立柱内部注水压载,向每根立柱注入750t的海水,实现在水中漂浮并保持平衡状态,若锚链的下端只与海底桩接触且海底桩与锚链之间的作用力忽略不计,则每根立柱浸入海水的深度比在运输过程中增加了多少m? 2.如图甲所示,蓝鲸1 号是我国研制的世界最先进的深水半潜式钻井平台。在科技节上,小明同学制作了蓝鲸1号的模型,如图乙所示是模型的截面图,该模型重60N,其底部有2个相同的长方体浮箱,每个浮箱底面积为 400cm2,高10cm,每个浮箱内有体积为2000cm3的空心部分,可装水;两个浮箱上共有4根相同的均匀立柱,每根立柱的横截面积为: 50cm2,高30cm, 每根立柱内有体积为1000cm3的空心部分,可用于装载开采的石油。小明将该模型的2个浮箱全部装满水,放入底面积为1000cm2的薄壁柱形容器中,如图丙所示,模型底部通过4根相同的轻质细线均匀固定在容器底部,使其保持竖立,此时2个浮箱全部装满水,细线刚好被拉直。求: (1)2个浮箱全部装满水后,整个模型的总重; (2)图丙中,浮箱底部受到液体的压强; (3)在图丙的基础上,将每根立柱装满酒精,再将浮箱中的水全部排到容器中,当模型静止时,4 根细线的总拉力。( 酒精=0.8 103kg/m3) 3.如图是某车站厕所的自动冲水装置,圆柱体浮筒A的底面积为400cm2,高为0.2m,盖片B的面积为60cm2(盖片B的质量,厚度不计)。连接AB是长为0.4m、体积和质量都不计的硬杆。当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时,盖片B被撇开,水通过排水管流出冲洗厕所(已知水的密度为1.0 103kg/m3,g=10N/kg)。请解答下列问题: (1)当水箱的水刚好浸没浮筒A时,水对盖片B的压力是多少? (2)浮筒A的重力是多少? (3)水箱中水多深时盖片B又自动关上? 4.如图所示是小明为防止家中停水而设计的贮水箱.当水箱中水深达到1.2m时,浮子A恰好堵住进水管向箱内放水,此时浮子A有1/3体积露出水面(浮子A只能沿图示位置的竖直方向移动).若进水管口水的压强为1.2 105Pa,管口横截面积为2.5cm2,浮子A重10N.求:(g取10N/kg) (1)水达到最深时对贮水箱底部的压强; (2)出水管口的水对浮子A的压力; (3)浮子A的体积. 5.一个圆柱形容器放在水平桌面上,如图甲所示,容器中立放着一个均匀实心圆柱体M,现慢慢向容器中加水,加入的水对容器底的压强p水与所加水的质量m的关系如图丙所示,在整个过程中无水溢出,M的底面始终与容器中的水面平行,当加入的水等于3kg时,物体M刚好漂浮且露出水面的高度为4cm,如图乙所示,(已知 水=1.0 10kg/m3),求: (1)圆柱体M刚好漂浮时容器中水的深度h; (2)圆柱体M的密度 ; (3)圆柱形容器的内底面积S。 6.如图所示,用细绳系住体积为3 10-4m3的物体A,使它竖直下垂且全部浸入水中静止,此时绳子的拉力是1.5N,容器和水的总质量是0.7kg,容器与水平桌面的接触面积是100cm2。( 水=1.0 103kg/ m3,g=10N/kg)求: (1)物体A受到的浮力; (2)物体A的密度; (3)容器对桌面的压强。 7.一带阀门的圆柱形容器,底面积是200cm2,装有12cm深的水,正方体M边长为10cm,重20N,用细绳悬挂放入水中,有的体积露出水面,如图所示,试求: (1)正方体M的密度; (2)正方体M受到的浮力以及此时水对容器底部的压强; (3)若从图示状态开始,通过阀门K缓慢放水,当容器中水面下降了2cm时,细绳刚好被拉断,则细绳能承受的最大拉力是多少?(g取10N/kg,水的密度为1.0 103kg/m3) 8.如图所示,水平面上有一底面积为5.0 10-3m2的圆柱