综合训练05 力学计算专项训练--【好题汇编】三年（2022-2024）中考物理真题分类汇编（四川专用）

三年（2022-2024）中考物理真题分项汇编（四川专用） 综合训练05 力学计算专项 考点01 压强的简单计算 1 考点02 液面的升降变化 4 考点03 出入液面问题 8 考点04 漂浮中的力学问题 11 考点05 杠杆在浮力中的综合应用 12 考点06 滑轮组在浮力中的综合应用 14 考点07 电学在压强和浮力中的应用 16 考点08 滑轮组、机械效率的综合应用 17 考点01 压强的简单计算 1．（2024·四川眉山·中考真题）土豆是餐桌上常见的食材，深受师生喜爱。水平桌面上放置一个底面积为，重6N的柱形薄壁容器、装有20N的水。弹簧测力计下悬挂体积为的土豆，静止时示数为2.1N，如图甲；竖直向上拉着土豆匀速上升0.3m，再将土豆浸没在水中，静止时示数为0.1N，如图乙。（细线质量忽略不计，土豆未接触容器，）求： （1）土豆浸没在水中受到的浮力； （2）土豆上升0.3m，拉力对土豆做的功； （3）土豆浸没在水中时，容器对水平桌面的压强。 2．（2024·四川广安·中考真题）茶壶几乎是每家必备的常用器具。学习压强知识后，小淇想对家中的茶壶进行相关研究。她测得茶壶的质量为600g，底面积为，装入适量水后将它放在水平桌面上，测得水的深度如图所示，请你接着她的探究完成如下任务。（，g取） （1）求水对茶壶底的压强。 （2）若水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的0.6倍，则茶壶内水的质量为多少？（茶壶壁厚度不计） 3．（2023·四川甘孜·中考真题）如图所示，人工智能逐渐融入我们的生活，餐饮服务行业中，机器人随处可见。在一次送餐服务中，托着饮料的机器人总质量为52kg，与地面接触的面积为。若机器人沿水平地面匀速运动了20m，用时20s。g取10N/kg。求： （1）机器人的速度； （2）机器人和饮料的总重力； （3）机器人对地面的压强。    4．（2023·四川德阳·中考真题）电动自行车在城市生活中有着广泛的应用。某外卖员骑行如图甲所示的电动自行车为顾客送货，假设他驾驶电动自行车的运动为匀速直线运动，行驶的路程-时间图像如图乙所示，外卖员的质量为60kg，电动自行车及货物的总质量为55kg，电动自行车的功率为400W，电动自行车的电能转化为机械能的效率为65%，电动自行车前后轮与地面的接触总面积为5×10-3m²。求： （1）外卖员骑行电动自行车的速度和此时对地面的压强； （2）电动自行车行驶过程中牵引力的大小。      5．（2022·四川资阳·中考真题）2022年，高亭宇在北京冬奥会速度滑冰男子500米项目上滑出34秒32的成绩，打破奥运纪录的同时也赢得中国历史上首枚冬奥会男子速度滑冰金牌。已知高亭宇连同其装备的总质量，静止站在起跑处时冰刀与冰面的接触总面积；若将高亭宇的滑行总时间记为，比赛项目的赛程长度为s，g取。求： （1）高亭宇静止站立时冰刀对地面的压强p； （2）高亭宇比赛全程的平均速度v的大小（结果保留2位小数）。 考点02 液面的升降变化 6．（2024·四川遂宁·中考真题）遂宁大英的卓筒井被誉为“世界近代石油钻井之父”，是手工制盐的活化石。从井中提取盐卤水是制盐过程中的关键环节，其装置如甲图所示。某科创小组制作了一个模型来模拟提取过程，如乙图所示，图中的竹制汲卤筒顶端开口，底部装有硬质单向阀门；竹条具有韧性，对汲卤筒可以产生压力或拉力。汲卤筒在盐卤水中下降时单向阀门绕O点转动打开，盐卤水进入筒中；当汲卤筒上升时，单向阀门绕O点转动关闭。已知汲卤筒的高2m，质量2.4kg，密度，盐卤水的密度（汲卤筒底和阀门厚度及质量不计；g取）。求： （1）汲卤筒实心部分的体积； （2）汲卤筒浸没在盐卤水中时受到的浮力大小； （3）汲卤筒浸没在盐卤水中静止时，竹条对它所施加力的大小和方向； （4）取出装满盐卤水的汲卤筒后，在竖直状态下，要将阀门刚好顶开至少需用多大的力（筒的取水口与单向阀门均看作面积为的圆形；盐卤水对阀门压力的作用点等效在阀门圆心处）。 7．（2024·四川乐山·中考真题）如图所示，实心均匀圆柱体A、底面积均为的薄壁圆柱形容器B、C，都放置在水平桌面上，A、B、C的高度均为10cm。容器B内装有水，各项参数如表所示。忽略圆柱体A吸附液体等次要因素，g取。 参数 圆柱体A 水 油 质量/g 90 120 81 密度/（） 0.6 1 0.9 深度/cm 4 3 （1）求圆柱体A的体积； （2）将A竖直缓慢放入B中，静止时A漂浮在水面，求此时圆柱体A受到的浮力； （3）将A竖直缓慢放入C中，待A静止后，求油对容器底部的压强。 8．（2023·四川巴中·中考真题）某兴趣小组在做浮力相关实验时，将力传感器固定在铁架台上，底面积为的实心均匀圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连，力传感器的示数等于细线拉力的大小。底面积的柱形容器B放在水平升降台上，装有深的水，如图甲所示。从某时刻开始让升降台上升使A逐渐浸入水中，力传感器的示数F与升降台上升高度h的关系如图乙所示。不计细线的伸缩，A始终保持竖直，且不吸水，整个过程无水溢出。请回答下列问题： （1）求A的质量； （2）当升降台上升高度为时，A浸入水中深度为，求此时A受到的浮力； （3）求A的密度。    9．（2023·四川泸州·中考真题）科创小组设计了水库自动泄洪控制装置，将其制成顶部开有小孔的模型，如图所示。其中A为压力传感器，B是密度小于水且不吸水的圆柱体，能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动。当模型内水深h0=15cm时，B与模型底面刚好接触且压力为零。水面上涨到设计的警戒水位时，圆柱体对压力传感器的压力为2N，触发报警装置，开启泄洪阀门。已知圆柱体B的底面积SB=50cm2，高hB=25cm，g取10N/kg，ρ水=1×103kg/m3。 （1）当B对模型底面压力F1=2.5N时，模型内水深h1为多少cm？ （2）刚触发报警装置时，B浸入水中的深度h2为多少cm？ （3）为了提高防洪安全性，警戒水位需要比原设计低5cm，在B的上方加上与B同材质同底面积的圆柱体C，则圆柱体C的高度h3应为多少cm？    10．（2022·四川巴中·中考真题）小红用菜盆盛水清洗樱桃时，将一个塑料水果盘漂浮在菜盆里的水面上盛放樱桃，当她把水里的樱桃捞起来放入果盘后，发现菜盆里的水位有所变化。为一探究竟，她用一个水槽、一个长方体空盒A、一个正方体金属块B设计了如图的实验来研究。已知水槽的底面积为200cm2，空盒A底面积为100cm2，金属块B边长为5cm。她先把金属块B放入水槽中沉底，当空盒A漂浮在水面上时，盒底浸入水中1cm深。整个实验中，水槽里的水未溢出。（ρB=7.0×103kg/m3） （1）空盒A漂浮在水面上时，求盒底部受到水的压强大小； （2）求空盒A漂浮在水面上时所受浮力的大小； （3）小红把金属块B从水中捞起后放进盒A并漂浮在水面上时，求盒A受到的浮力的大小；（金属块B上附着的水忽略不计） （4）第（3）问中水槽里的水位与之前相比会上升还是下降？请算出水槽里水位变化的高度。 考点03 出入液面问题 11．（2024·四川广元·中考真题）如图甲，一个底面积为的薄壁圆柱形容器中盛有深度为40cm的水。电动机吊着一个底面积为的圆柱形金属块，从金属块底面距水面20cm高处开始竖直下降，然后进入水中，最后静止在容器底部，金属块运动过程中始终做匀速直线运动，水未溢出。整个过程中，电动机对金属块拉力的功率P与金属块运动时间t的关系如图乙。g取10N/kg，水的密度为，金属块下降过程中受到的阻力和绳子自重不计。求： （1）金属块下降的速度大小； （2）金属块浸没在水中时，受到的浮力大小； （3）金属块静止在容器底部时，上表面受到水的压力大小。 12．（2023·四川宜宾·中考真题）如图甲，用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下，静止时测力计读数为3N；如图乙，将该木块静置于平放的盛水容器中，木块有的体积露出水面；如图丙，用竖直向下的力F压该木块时，木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为，g取10N/kg，求： （1）图乙中木块所受的浮力大小； （2）木块的体积； （3）木块的密度； （4）图丙中F的大小。    13．（2024·四川自贡·中考真题）自贡某初级中学物理科技小组的同学们用弹簧测力计悬挂一实心长方体不吸水砖块，使其缓慢匀速下降，并将其浸入平静的游泳池水中，如图甲所示。弹簧测力计的示数F与砖块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示，忽略砖块浸入水中时游泳池水面高度的变化，已知，，，求： （1）砖块完全浸没在水中时所受浮力的大小； （2）砖块的密度； （3）砖块刚好完全浸没时，其下底面所受的压强。 考点04 漂浮中的力学问题 14．（2022·四川攀枝花·中考真题）用轻质细线将石块与木块连接后放入水中，静止时木块有的体积浸入水中，如图甲所示。若将石块移到木块上方，静止时木块刚好全部浸入水中，如图乙所示。若将石块移开，静止时木块有的体积露出水面，如图丙所示。已知水的密度为，求： （1）木块的密度； （2）石块的密度。 15．（2022·四川乐山·中考真题）一个边长为10cm，重为8N的正方体木块轻放入水中，处于漂浮状态时有露出水面（如图甲），已知ρ水=1×103kg/m3求： （1）木块所受的浮力； （2）木块底部受到的液体压强； （3）若在木块上放一砝码使得木块刚好完全浸没水中（如图乙），则砝码的重为多少牛？ 考点05 杠杆在浮力中的综合应用 16．（2024·四川达州·中考真题）如图所示，一重为200N底面积为0.4的方形玻璃缸（玻璃缸壁的厚度忽略不计），玻璃缸中装有重1000N的水。上方有一轻质杆OA，在绳子AC的拉力作用下可绕竖直墙上O点转动，现在OA的中点B处悬挂一滑轮组。已知每个滑轮重20N，滑轮组上悬挂着重300N的物体甲，将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，（忽略物体带出的水，，g取10N/kg）求： （1）当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强； （2）重物甲浸没在水中时所受的浮力； （3）滑轮组的绳子不会断裂，当时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是多少。（不计杆OA和绳子的重力及绳与滑轮间的摩擦） 17．（2022·四川达州·中考真题）某兴趣小组设计了一个水塔水位监测装置，图甲是该装置的部分简化模型，轻质硬杆AB能绕O点无摩擦转动，AO∶OB=2∶3，物体N是一个不吸水的柱体，打开阀门，假定水的流量相同，物体M对压力传感器的压强p与水流时间t的关系如图乙所示，t2时刻装置自动报警，t3时刻塔内水流完，杠杆始终在水平位置平衡。已知正方体M的密度为6×103kg/m3，棱长为0.1m，悬挂物体M、N的轻质细绳不可伸长，g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，单位时间内水通过阀门处管道横截面的体积为水的流量，求： （1）物体M的重力大小； （2）t1时刻杠杆A端所受拉力大小； （3）物体N的密度。 考点06 滑轮组在浮力中的综合应用 18．（2023·四川南充·中考真题）某人始终双脚站在地上，用滑轮组从水池底匀速提起实心圆柱体A，如示意图甲。A从离开池底到刚要离开水面的过程中，其底面受到水的压强与时间关系PA-t如图乙。A从刚离开池底到拉出水面并继续向上运动的过程中，人对地面的压强与时间关系P人-t如图丙。A未露出水面之前装置的机械效率为η1；A离开水面后装置的机械效率为η2。已知人的质量为60kg，人双脚站地时，与地面的接触面积为500cm2，A的底面积为200cm2，η1∶η2=15∶16，ρ水=1.0×103kg/m3。不计摩擦和绳重及水的阻力，g=10N/kg，A不吸且不溶于水，A底部与池底不密合，忽略液面高度变化，图甲中①②③④段绳均竖直。 （1）求池水深度和A的上升速度； （2）求A的高度和未露出水面受到的浮力； （3）求A未露出水面前人对绳的拉力和A全部露出水面后人对绳的拉力； （4）求动滑轮的重力。    19．（2022·四川广安·中考真题）某校科技小组，设计了如图所示的一套从水中打捞物体的简单滑轮组装置，动滑轮的重力为50N，物体A的密度为1.5×103kg/m3，体积为0.04m3；通过滑轮组把A从水中匀速提升（A始终未露出水面），不计绳重、摩擦及水的阻力，ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg。求： （1）A浸没在水中所受浮力； （2）A露出水面前，滑轮组的机械效率； （3）若人的重力为625N，与水平地面的接触面积为500cm2，人对地面的压强。 20．（2022·四川遂宁·中考真题）小超与同学到某工地参观，看到工人操作电动机通过如图所示滑轮组将正方体石料从水池底竖直匀速吊起。他们通过调查得知：石料的边长为0.2m，密度为，石料上升时速度恒为0.4m/s，圆柱形水池的底面积为，动滑轮重为30N。请根据他们的调查数据求：（不计绳重和摩擦，，g取10N/kg）： （1）石料露出水面前受到的浮力； （2）石料的重力； （3）石料露出水面前滑轮组的机械效率； （4）石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间；并推导出该过程中电动机的输出功率P（单位：W）与时间t（单位：s）的函数关系式。 考点07 电学在压强和浮力中的应用 21．（2024·四川南充·中考真题）科创小组设计利用电流表测量质量的装置如图。现截取适当长度的电阻片（它的阻值随长度的变化图像如图乙）作为滑动变阻器接入电路，如图甲所示。如图甲中，电源电压恒定不变，电流表量程为。当滑片在最下端时，电流表示数为。装置中托盘与圆柱形实心塑料浮筒通过硬质绝缘细杆固定连接，整体漂浮在装有足够深水的柱形薄壁容器中，且只能竖直移动。托盘的质量为；高，底面积为，质量为；容器的底面积为，托盘通过滑杆带动滑片上下移动。托盘中未放物体时，调节水量，使滑片正好位于最上端。托盘中放入物体时，刚好浸没，滑片正好位于最下端（取、、不计滑片、滑杆、细杆的质量，忽略摩擦阻力，工作中水不溢出）。求： （1）R0的阻值； （2）物体A的质量； （3）托盘中未放物体时，电流表的示数。 考点08 滑轮组、机械效率的综合应用 22．（2023·四川资阳·中考真题）周末，小明写完作业后帮妈妈洗衣服。在晾衣服的时候，他发现晾衣杆套组含有4个定滑轮和2个动滑轮，安装时绳子的一端固定在天花板上，另一端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣杆升降，如图所示。查询说明书得知晾衣杆（含动滑轮）总质量。晾衣前，小明用家中体重计测得洗好的衣服（含衣架）的质量。挂好衣服后，保持晾衣杆水平，摇动摇柄使晾衣杆匀速上升。若晾衣杆在上升了，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。求： （1）摇柄处绳子拉力F； （2）拉力F做功的功率P。 23．（2023·四川乐山·中考真题）中国目前已成为世界基建强国，如图1所示的塔吊是基建的常用设备，其结构可简化为如图2所示的滑轮组模型。已知物体质量为120kg，动滑轮的重为300N，在绳子自由端施加拉力F后物体在10s内匀速上升5m。不计绳重和一切阻力，g取10N/kg。求： （1）物体上升的速度； （2）10s内拉力F的功率； （3）滑轮组的机械效率η。 24．（2023·四川广元·中考真题）如图所示，某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动到加工点。拉动过程中，工人对绳的拉力始终沿竖直方向，工人双脚始终与水平地面接触且接触面积为。工人对地面的压强为；此工人的质量为70kg，两个动滑轮的质量共为10kg，绳重、绳与滑轮之间的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求： （1）工人的手对绳的拉力大小； （2）工件移动过程中，地面对工件摩擦力的大小； （3）滑轮组在此次工作中的机械效率。    25．（2022·四川资阳·中考真题）我国第十四个五年规划和2035年远景目标纲要明确提出，要推进以县城为重要载体的城镇化建设，加快推进公共服务、环境卫生、市政公用、产业配套等设施提级扩能，增强综合承载能力和治理能力。随着近期疫情防控形势的好转，各类基础设施建设正如火如荼的展开。如图所示，一建筑工人欲通过滑轮组向高的三楼阳台上运送建筑材料，已知滑轮组的定滑轮固定在三楼阳台上面的天花板外缘。若工人用的力拉绳子，将重为的建材在内匀速竖直的由地面提升到三楼阳台上，不计建材和滑轮组长度，忽略绳的重量及绳与滑轮间、滑轮与轮轴间的摩擦，g取，求： （1）工人拉力F的功率P； （2）滑轮组装置的机械效率η（结果保留2位小数）； （3）滑轮组中动滑轮的质量m。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 三年（2022-2024）中考物理真题分项汇编（四川专用） 综合训练05 力学计算专项 考点01 压强的简单计算 1 考点02 液面的升降变化 5 考点03 出入液面问题 11 考点04 漂浮中的力学问题 14 考点05 杠杆在浮力中的综合应用 16 考点06 滑轮组在浮力中的综合应用 19 考点07 电学在压强和浮力中的应用 23 考点08 滑轮组、机械效率的综合应用 25 考点01 压强的简单计算 1．（2024·四川眉山·中考真题）土豆是餐桌上常见的食材，深受师生喜爱。水平桌面上放置一个底面积为，重6N的柱形薄壁容器、装有20N的水。弹簧测力计下悬挂体积为的土豆，静止时示数为2.1N，如图甲；竖直向上拉着土豆匀速上升0.3m，再将土豆浸没在水中，静止时示数为0.1N，如图乙。（细线质量忽略不计，土豆未接触容器，）求： （1）土豆浸没在水中受到的浮力； （2）土豆上升0.3m，拉力对土豆做的功； （3）土豆浸没在水中时，容器对水平桌面的压强。 【答案】（1）2N；（2）0.63J；（3）2.8×103Pa 【详解】解：（1）土豆浸没在水中受到的浮力 F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N（2）土豆上升0.3m，拉力对土豆做的功 W=Fs=2.1N×0.3m=0.63J （3）把容器、水和土豆当作一个整体，整体受向下的总重力、向上的拉力、向上的支持力，根据相互作用力知识和力的平衡条件可得，容器对桌面的压力 F压=F支=G容+G水+G土豆-F=6N+20N+2.1N-0.1N=28N容器对水平桌面的压强 答：（1）土豆浸没在水中受到的浮力为2N； （2）土豆上升0.3m，拉力对土豆做的功为0.63J； （3）土豆浸没在水中时，容器对水平桌面的压强为2.8×103Pa。 2．（2024·四川广安·中考真题）茶壶几乎是每家必备的常用器具。学习压强知识后，小淇想对家中的茶壶进行相关研究。她测得茶壶的质量为600g，底面积为，装入适量水后将它放在水平桌面上，测得水的深度如图所示，请你接着她的探究完成如下任务。（，g取） （1）求水对茶壶底的压强。 （2）若水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的0.6倍，则茶壶内水的质量为多少？（茶壶壁厚度不计） 【答案】（1）1.2×103Pa；（2）1.4kg 【详解】解：（1）水对茶壶底的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa （2）由​可得，水对茶壶底的压力F水​=pS=1.2×103Pa×100×10−4m2=12N 由题意可知，茶壶对桌面的压力 茶壶的重力G壶​=m壶g=0.6kg×10N/kg=6N 因茶壶对桌面的压力等于茶壶和水的重力之和，所以，水的重力G水​=F壶​−G壶​=20N−6N=14N 则水的质量 答：（1）水对茶壶底的压强为1.2×103Pa； （2）茶壶内水的质量为1.4kg。 3．（2023·四川甘孜·中考真题）如图所示，人工智能逐渐融入我们的生活，餐饮服务行业中，机器人随处可见。在一次送餐服务中，托着饮料的机器人总质量为52kg，与地面接触的面积为。若机器人沿水平地面匀速运动了20m，用时20s。g取10N/kg。求： （1）机器人的速度； （2）机器人和饮料的总重力； （3）机器人对地面的压强。    【答案】（1）1m/s；（2）520N；（3） 【详解】解：（1）机器人的速度为 （2）机器人和饮料的总重力为 （3）机器人对水平地面的压力等于机器人和饮料的总重力为 则机器人对地面的压强为 答：（1）机器人的速度为1m/s； （2）机器人和饮料的总重力为520N； （3）机器人对地面的压强为。 4．（2023·四川德阳·中考真题）电动自行车在城市生活中有着广泛的应用。某外卖员骑行如图甲所示的电动自行车为顾客送货，假设他驾驶电动自行车的运动为匀速直线运动，行驶的路程-时间图像如图乙所示，外卖员的质量为60kg，电动自行车及货物的总质量为55kg，电动自行车的功率为400W，电动自行车的电能转化为机械能的效率为65%，电动自行车前后轮与地面的接触总面积为5×10-3m²。求： （1）外卖员骑行电动自行车的速度和此时对地面的压强； （2）电动自行车行驶过程中牵引力的大小。      【答案】（1）5m/s，2.3×105Pa；（2）52N 【详解】解：（1）外卖员骑行电动自行车的速度 外卖员骑行电动车，电动车对地面压力为 此时电动车对地面的压强 （2）依题意得，电动车电能转化为机械能的功率为 由得，电动自行车行驶过程中牵引力的大小为 答：（1）外卖员骑行电动自行车的速度和此时对地面的压强分别为5m/s，2.3×105Pa； （2）电动自行车行驶过程中牵引力的大小52N。 5．（2022·四川资阳·中考真题）2022年，高亭宇在北京冬奥会速度滑冰男子500米项目上滑出34秒32的成绩，打破奥运纪录的同时也赢得中国历史上首枚冬奥会男子速度滑冰金牌。已知高亭宇连同其装备的总质量，静止站在起跑处时冰刀与冰面的接触总面积；若将高亭宇的滑行总时间记为，比赛项目的赛程长度为s，g取。求： （1）高亭宇静止站立时冰刀对地面的压强p； （2）高亭宇比赛全程的平均速度v的大小（结果保留2位小数）。 【答案】（1）；（2） 【详解】解：（1）高亭宇静止站立时冰刀对地面的压力为 高亭宇静止站立时冰刀对地面的压强为 （2）高亭宇比赛全程的平均速度为 答：（1）高亭宇静止站立时冰刀对地面的压强为； （2）高亭宇比赛全程的平均速度的大小为。 考点02 液面的升降变化 6．（2024·四川遂宁·中考真题）遂宁大英的卓筒井被誉为“世界近代石油钻井之父”，是手工制盐的活化石。从井中提取盐卤水是制盐过程中的关键环节，其装置如甲图所示。某科创小组制作了一个模型来模拟提取过程，如乙图所示，图中的竹制汲卤筒顶端开口，底部装有硬质单向阀门；竹条具有韧性，对汲卤筒可以产生压力或拉力。汲卤筒在盐卤水中下降时单向阀门绕O点转动打开，盐卤水进入筒中；当汲卤筒上升时，单向阀门绕O点转动关闭。已知汲卤筒的高2m，质量2.4kg，密度，盐卤水的密度（汲卤筒底和阀门厚度及质量不计；g取）。求： （1）汲卤筒实心部分的体积； （2）汲卤筒浸没在盐卤水中时受到的浮力大小； （3）汲卤筒浸没在盐卤水中静止时，竹条对它所施加力的大小和方向； （4）取出装满盐卤水的汲卤筒后，在竖直状态下，要将阀门刚好顶开至少需用多大的力（筒的取水口与单向阀门均看作面积为的圆形；盐卤水对阀门压力的作用点等效在阀门圆心处）。 【答案】（1）；（2）44N；（3）20N，竖直向下；（4）33N 【详解】解：（1）根据可得，汲卤筒实心部分的体积为 （2）根据阿基米德原理可得，汲卤筒浸没在盐卤水中时受到的浮力大小为 （3）汲卤筒的重力为 小于浮力，汲卤筒浸没在盐卤水中静止时，处于平衡状态，受到平衡力作用，此时竹条对它所施加力为压力，故有 所以竹条对它所施加力的大小为 方向与重力方向相同，为竖直向下。 （4）盐卤水对阀门的压强为 根据可得，盐卤水对阀门的压力为 单向阀门相当于一个杠杆，根据杠杆平衡条件可知，当顶开阀门的力作用在与O点关于圆心对称的点上时，此时动力臂最大，阻力与阻力臂的乘积不变，动力最小，有 所以将阀门刚好顶开的力最少为 答：（1）汲卤筒实心部分的体积为； （2）汲卤筒浸没在盐卤水中时受到的浮力大小为44N； （3）汲卤筒浸没在盐卤水中静止时，竹条对它所施加力的大小为20N，方向为竖直向下； （4）取出装满盐卤水的汲卤筒后，在竖直状态下，要将阀门刚好顶开至少需用33N的力。 7．（2024·四川乐山·中考真题）如图所示，实心均匀圆柱体A、底面积均为的薄壁圆柱形容器B、C，都放置在水平桌面上，A、B、C的高度均为10cm。容器B内装有水，各项参数如表所示。忽略圆柱体A吸附液体等次要因素，g取。 参数 圆柱体A 水 油 质量/g 90 120 81 密度/（） 0.6 1 0.9 深度/cm 4 3 （1）求圆柱体A的体积； （2）将A竖直缓慢放入B中，静止时A漂浮在水面，求此时圆柱体A受到的浮力； （3）将A竖直缓慢放入C中，待A静止后，求油对容器底部的压强。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）根据题中表格内参数可得圆柱体A的体积为 （2）A漂浮在水面，则所受浮力与A的重力相等，即浮力大小为 （3）油的体积为 圆柱体A的密度小于油的密度，假如A放入油中，静止时处于漂浮状态，则所受浮力与A的重力相等，由（2）可得浮力大小为0.9N，则排开油的体积为 此时圆柱体A浸入油中的深度为 所需油的体积为 所以A不能漂浮在油中，A在油中沉底，则此时油的深度为 油对容器底的压强为 答：（1）圆柱体A的体积； （2）将A竖直缓慢放入B中，静止时A漂浮在水面，此时圆柱体A受到的浮力； （3）将A竖直缓慢放入C中，待A静止后，油对容器底部的压强。 8．（2023·四川巴中·中考真题）某兴趣小组在做浮力相关实验时，将力传感器固定在铁架台上，底面积为的实心均匀圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连，力传感器的示数等于细线拉力的大小。底面积的柱形容器B放在水平升降台上，装有深的水，如图甲所示。从某时刻开始让升降台上升使A逐渐浸入水中，力传感器的示数F与升降台上升高度h的关系如图乙所示。不计细线的伸缩，A始终保持竖直，且不吸水，整个过程无水溢出。请回答下列问题： （1）求A的质量； （2）当升降台上升高度为时，A浸入水中深度为，求此时A受到的浮力； （3）求A的密度。    【答案】（1）1.2kg；（2）2N；（3）1.5×103kg/m3 【详解】解：（1）当物体未浸入水中时传感器的示数即为A的重力，所以A的质量为 （2）当时，物体排开液体的体积为 此时A受到的浮力为 （3）当浸没时，排开液体的体积为 液体上升的高度为 物体的高度为 物体的体积为 A的密度为 答：（1）A的质量为1.2kg； （2）当升降台上升高度为时，A浸入水中深度为，此时A受到的浮力为2N； （3）A的密度为1.5×103kg/m3。 9．（2023·四川泸州·中考真题）科创小组设计了水库自动泄洪控制装置，将其制成顶部开有小孔的模型，如图所示。其中A为压力传感器，B是密度小于水且不吸水的圆柱体，能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动。当模型内水深h0=15cm时，B与模型底面刚好接触且压力为零。水面上涨到设计的警戒水位时，圆柱体对压力传感器的压力为2N，触发报警装置，开启泄洪阀门。已知圆柱体B的底面积SB=50cm2，高hB=25cm，g取10N/kg，ρ水=1×103kg/m3。 （1）当B对模型底面压力F1=2.5N时，模型内水深h1为多少cm？ （2）刚触发报警装置时，B浸入水中的深度h2为多少cm？ （3）为了提高防洪安全性，警戒水位需要比原设计低5cm，在B的上方加上与B同材质同底面积的圆柱体C，则圆柱体C的高度h3应为多少cm？    【答案】（1）10cm；（2）19cm；（3）12.5cm 【详解】解：（1）当模型内水深h0=15cm时，B排开水的体积V0=SBh0=50cm2×15cm=750cm3 由B与模型底面刚好接触且压力为零可知，此时B处于漂浮状态，由物体的漂浮条件可知，B的重力 GB=F0浮=ρ水gV0=1×103kg/m3×10N/kg×750×10-6m3=7.5N 由G=mg可知，B的质量 B的体积VB=SBhB=50cm2×25cm=1250cm3 则B的密度 由力的平衡条件可知，当B对模型底面压力，F1=2.5N时，B受到的浮力F1浮=GB-F1=7.5N-2.5N=5N 由F浮=ρ液gV排可知，B排开水的体积 由V=Sh可知，B浸入水中的深度 （2）刚触发报警装置时圆柱体对压力传感器的压力为2N，由力的平衡条件可知，此时B受到的浮力 F2浮=GB+F2=7.5N+2N=9.5N 由F浮=ρ液gV排可知，B排开水的体积 由V=Sh可知，B浸入水中的深度 （3）由刚触发报警装置时B浸入水中的深度和B的高度可知，A到水面的距离hA=hB-h2=25cm-19cm=6cm 警戒水位需要比原设计低5cm时，A到水面的距离hA'=hA+5cm=6m+5cm=11cm 则BC整体排开水的深度hBC=h3+hB-hA'=h3+25cm-11cm=h3+14cm BC整体排开水的体积VBC=SBhBC=50cm2×(h3+14cm)=(50h3+700)cm3 此时BC整体受到的浮力F浮=ρ水gVBC=1×103kg/m3×10N/kg×(50h3+700)×10-6m3 BC整体的体积V=SB(h3+hB)=50cm2×(h3+25cm)=(50h3+1250)cm3 由密度公式和G=mg可知，BC整体的重力G=mg=ρBVg=0.6×103kg/m3×10N/kg×(50h3+1250)×10-6m3 由力的平衡条件可知，浮力F浮=G+F 即1×103kg/m3×10N/kg×(50h3+700)×10-6m3=0.6×103kg/m3×10N/kg×(50h3+1250)×10-6m3+2N 解得h3=12.5cm。 答：（1）模型内水深h1为10cm； （2）刚触发报警装置时，B浸入水中的深度h2为19cm； （3）圆柱体C的高度h3应为12.5cm。 10．（2022·四川巴中·中考真题）小红用菜盆盛水清洗樱桃时，将一个塑料水果盘漂浮在菜盆里的水面上盛放樱桃，当她把水里的樱桃捞起来放入果盘后，发现菜盆里的水位有所变化。为一探究竟，她用一个水槽、一个长方体空盒A、一个正方体金属块B设计了如图的实验来研究。已知水槽的底面积为200cm2，空盒A底面积为100cm2，金属块B边长为5cm。她先把金属块B放入水槽中沉底，当空盒A漂浮在水面上时，盒底浸入水中1cm深。整个实验中，水槽里的水未溢出。（ρB=7.0×103kg/m3） （1）空盒A漂浮在水面上时，求盒底部受到水的压强大小； （2）求空盒A漂浮在水面上时所受浮力的大小； （3）小红把金属块B从水中捞起后放进盒A并漂浮在水面上时，求盒A受到的浮力的大小；（金属块B上附着的水忽略不计） （4）第（3）问中水槽里的水位与之前相比会上升还是下降？请算出水槽里水位变化的高度。 【答案】（1）100Pa；（2）1N；（3）9.75N；（4）上升，3.75cm 【详解】解：（1）由题意可知，A盒盒底所处的深度为1cm，即0.01m，由可知，盒底部受到水的压强 （2）由题意可知，空盒A底面积为100cm2，即0.01m2入水中1cm深，即0.01m，故空盒A排开水的体积 由可知，空盒A漂浮在水面上时所受浮力 （3）由题意可知，金属块B的重力 小红把金属块B从水中捞起后放进盒A并漂浮在水面上时，盒A受到的浮力的大小与盒A和金属块B的重力大小之和相等，即 （4）金属块B在水中时受到的浮力 把金属块B从水中捞起后放进盒A中时，将A、B视为一个整体，此时该整体所受的浮力变化量 该整体排开水的体积的变化量 故水槽里水位变化的高度 水槽里的水位与之前相比会上升。 答：（1）空盒A漂浮在水面上时，盒底部受到水的压强为100Pa； （2）空盒A漂浮在水面上时所受浮力为1N； （3）水槽里的水位与之前相比会上升，水槽里水位变化的高度为3.75cm。 考点03 出入液面问题 11．（2024·四川广元·中考真题）如图甲，一个底面积为的薄壁圆柱形容器中盛有深度为40cm的水。电动机吊着一个底面积为的圆柱形金属块，从金属块底面距水面20cm高处开始竖直下降，然后进入水中，最后静止在容器底部，金属块运动过程中始终做匀速直线运动，水未溢出。整个过程中，电动机对金属块拉力的功率P与金属块运动时间t的关系如图乙。g取10N/kg，水的密度为，金属块下降过程中受到的阻力和绳子自重不计。求： （1）金属块下降的速度大小； （2）金属块浸没在水中时，受到的浮力大小； （3）金属块静止在容器底部时，上表面受到水的压力大小。 【答案】（1）0.2m/s；（2）5N；（3）17.5N 【详解】解：（1）由乙图可知，金属块从开始下降，到下表面接触水面所用时间为1s，路程为20cm=0.2m，则金属块下降的速度 （2）金属块从开始下降，到下表面接触水面，电动机对金属块的拉力等于金属块重力，则金属块重力 由乙图可知，金属块浸没在水中时，电动机功率为5W，对金属块拉力 金属块浸没在水中时，受到的浮力 （3）金属块浸没在水中时，物体体积等于排开水的体积 水面上升高度 金属块高度 上表面到水面的距离 上表面受到水的压强 上表面受到水的压力 答：（1）金属块下降的速度为0.2m/s； （2）金属块浸没在水中时，受到的浮力为5N； （3）上表面受到水的压力为17.5N。 12．（2023·四川宜宾·中考真题）如图甲，用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下，静止时测力计读数为3N；如图乙，将该木块静置于平放的盛水容器中，木块有的体积露出水面；如图丙，用竖直向下的力F压该木块时，木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为，g取10N/kg，求： （1）图乙中木块所受的浮力大小； （2）木块的体积； （3）木块的密度； （4）图丙中F的大小。    【答案】（1）3N；（2）；（3）；（4）2N 【详解】解：（1）因为弹簧测力计的示数是3N，又因为木块漂浮，故G=F浮，所以乙图中木块的浮力为3N。 （2）因为，则木块的体积为 （3）木块的质量 木块的密度 （4）用竖直向下的力F将木块缓慢压入水中,静止时,木块上表面恰好与水面相平，此时物体排开水的体积 此时时物体受到的浮力 根据可知，竖直向下的力 答: （1）图甲中木块受到浮力的大小为3N 。 （2）木块的体积为0.5×10-3m3。 （3）木块的密度为0.6×103kg/m3 。 （4）竖直向下的力F的大小为2N。 13．（2024·四川自贡·中考真题）自贡某初级中学物理科技小组的同学们用弹簧测力计悬挂一实心长方体不吸水砖块，使其缓慢匀速下降，并将其浸入平静的游泳池水中，如图甲所示。弹簧测力计的示数F与砖块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示，忽略砖块浸入水中时游泳池水面高度的变化，已知，，，求： （1）砖块完全浸没在水中时所受浮力的大小； （2）砖块的密度； （3）砖块刚好完全浸没时，其下底面所受的压强。 【答案】（1）30N；（2）；（3） 【详解】解：（1）由图像知道，当h=0时，弹簧测力计示数为54N，此时砖块处于空气中，由二力平衡条件知道，砖块的重力 由图像知道，当h=70cm之后，弹簧测力计示数不变，说明砖块浸没水中，受到的浮力 （2）由 知道，砖块的质量 由知道，砖块体积 砖块的密度 （3）不计液面变化，砖块刚浸没时下表面距水面距离 砖块下底面受到水的压强 其下底面所受的压强 答：（1）砖块完全浸没在水中时所受浮力的大小是30N； （2）砖块的密度； （3）砖块刚好完全浸没时，其下底面所受的压强。 考点04 漂浮中的力学问题 14．（2022·四川攀枝花·中考真题）用轻质细线将石块与木块连接后放入水中，静止时木块有的体积浸入水中，如图甲所示。若将石块移到木块上方，静止时木块刚好全部浸入水中，如图乙所示。若将石块移开，静止时木块有的体积露出水面，如图丙所示。已知水的密度为，求： （1）木块的密度； （2）石块的密度。 【答案】（1）0.6×103kg/m3；（2）2×103kg/m3 【详解】解：（1）在图丙中，木块处于漂浮状态，由漂浮条件得到G木=F浮 由G=mg和F浮=ρ液gV排得到 ， 木块的密度 （2）在图甲中，木块和石块整体处于漂浮状态，由漂浮条件得到G石+G木=F浮总 由G=mg和F浮=ρ液gV排得到① 在图乙中，木块和石块整体处于漂浮状态，由漂浮条件得到G石+G木=F′浮总 ② 由①和②得到 石块的体积 由②得到石块的质量 石块的密度 答：（1）木块的密度是0.6×103kg/m3； （2）石块的密度是2×103kg/m3。 15．（2022·四川乐山·中考真题）一个边长为10cm，重为8N的正方体木块轻放入水中，处于漂浮状态时有露出水面（如图甲），已知ρ水=1×103kg/m3求： （1）木块所受的浮力； （2）木块底部受到的液体压强； （3）若在木块上放一砝码使得木块刚好完全浸没水中（如图乙），则砝码的重为多少牛？ 【答案】（1）8N；（2）800Pa；（3）2N 【详解】解：（1）重为8N的正方体木块轻放入水中，处于漂浮状态，处于平衡态，那么重力和浮力是平衡力，那么木块所受的浮力 （2）木块底部受到的液体压力为 木块底部受到的液体压强 （3）当木块全部浸没时，木块的浮力为 将砝码和木块当成一个整体，这个整体受到了向下的总重力和向上的浮力，故砝码的重为 答：（1）木块所受的浮力为8N； （2）木块底部受到的液体压强为800Pa； （3）砝码的重为2N。 考点05 杠杆在浮力中的综合应用 16．（2024·四川达州·中考真题）如图所示，一重为200N底面积为0.4的方形玻璃缸（玻璃缸壁的厚度忽略不计），玻璃缸中装有重1000N的水。上方有一轻质杆OA，在绳子AC的拉力作用下可绕竖直墙上O点转动，现在OA的中点B处悬挂一滑轮组。已知每个滑轮重20N，滑轮组上悬挂着重300N的物体甲，将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，（忽略物体带出的水，，g取10N/kg）求： （1）当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强； （2）重物甲浸没在水中时所受的浮力； （3）滑轮组的绳子不会断裂，当时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是多少。（不计杆OA和绳子的重力及绳与滑轮间的摩擦） 【答案】（1）3000Pa；（2）200N；（3）95% 【详解】解：（1）玻璃缸对地面的压力等于玻璃缸的重力加上水的重力，即 则当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强为 （2）将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，则重物甲排开水的体积为 重物甲浸没在水中时所受的浮力为 （3）先做出绳AC拉力的力臂OD，如图，直角三角形ADO中，∠A=30°，，B是OA的中点，，OB=OD 根据杠杆平衡条件 ，绳子AC能承受的最大拉力FA=620N，B点最大拉力FB=620N；滑轮组绳子的最大拉力 ， 物体最大重力 滑轮组的最大机械效率 答：（1）当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强3000Pa； （2）重物甲浸没在水中时所受的浮力200N； （3）滑轮组的绳子不会断裂，当∠CAO=30°时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力FA=620N时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是95%。 17．（2022·四川达州·中考真题）某兴趣小组设计了一个水塔水位监测装置，图甲是该装置的部分简化模型，轻质硬杆AB能绕O点无摩擦转动，AO∶OB=2∶3，物体N是一个不吸水的柱体，打开阀门，假定水的流量相同，物体M对压力传感器的压强p与水流时间t的关系如图乙所示，t2时刻装置自动报警，t3时刻塔内水流完，杠杆始终在水平位置平衡。已知正方体M的密度为6×103kg/m3，棱长为0.1m，悬挂物体M、N的轻质细绳不可伸长，g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，单位时间内水通过阀门处管道横截面的体积为水的流量，求： （1）物体M的重力大小； （2）t1时刻杠杆A端所受拉力大小； （3）物体N的密度。 【答案】（1）60N；（2）30N；（3）1.5×103kg/m3 【详解】解：（1）由题意可知，物体M的密度为ρM=6×103kg/m3，物体M的体积为VM=(0.1m)3=1×10-3m3 故由可得，物体M的质量为mM=ρMVM=6×103kg/m3×1×10-3m3=6kg 故由G=mg可得，物体M的重力大小为GM=mMg=6kg×10N/kg=60N （2）由图乙可知，t1时刻物体M对压力传感器的压强为p=4000Pa，故由可得，物体M对压力传感器的压力为F压=pSM=4000Pa×(0.1m)2=40N 因物体M对压力传感器的压力F压与压力传感器对物体M的支持力F支是一对相互作用力，大小相等，故可知压力传感器对物体M的支持力为F支=F压=40N 对物体M受力分析可知，物体M受到向下的重力GM，向上的压力传感器的支持力F支和绳子的拉力FB，物体M处于受力平衡状态，由力的平衡可得GM=F支+FB 解得B端绳子的拉力为FB=GM-F支=60N-40N=20N 杠杆在水平位置平衡时，由杠杆的平衡条件可得FA×OA=FB×OB 解得t1时刻杠杆A端所受拉力大小为 （3）由图乙可知，随着时间的增加，水塔内的水逐渐减少，t1时刻开始，物体N开始露出水面，此时杠杆A端所受拉力逐渐增大，由杠杆的平衡条件可知，此时杠杆B端所受拉力也逐渐增大，则物体M对压力传感器的压力逐渐减小，故物体M对压力传感器的压强也逐渐减小，t2时刻，物体N恰好完全露出水面，此时水面位于物体N的下边缘，杠杆A端所受拉力最大，则此时杠杆B端所受拉力也最大，物体M对压力传感器的压强最小，为0，t3时刻，塔内水流完，此时物体M对压力传感器的压强仍为0，物体N完全露出水面时，此时杠杆A端所受拉力F′A等于物体N的重力GN，因此时物体M对压力传感器的压强为零，故可得此时杠杆B端所受拉力F′B等于物体M的重力GM，由杠杆的平衡条件可得GN×OA=GM×OB 解得物体N的重力为 由（2）中可得，t1时刻杠杆A端所受拉力大小为FA=30N，由称重法可得，此时物体N所受浮力为 F浮=GN-FA=90N-30N=60N 因此时物体N完全浸没在水中，故由F浮=ρ液gV排可得，物体N的体积为 故由可得，物体N的密度为 答：（1）物体M的重力大小为60N； （2）t1时刻杠杆A端所受拉力大小为30N； （3）物体N的密度为1.5×103kg/m3。 考点06 滑轮组在浮力中的综合应用 18．（2023·四川南充·中考真题）某人始终双脚站在地上，用滑轮组从水池底匀速提起实心圆柱体A，如示意图甲。A从离开池底到刚要离开水面的过程中，其底面受到水的压强与时间关系PA-t如图乙。A从刚离开池底到拉出水面并继续向上运动的过程中，人对地面的压强与时间关系P人-t如图丙。A未露出水面之前装置的机械效率为η1；A离开水面后装置的机械效率为η2。已知人的质量为60kg，人双脚站地时，与地面的接触面积为500cm2，A的底面积为200cm2，η1∶η2=15∶16，ρ水=1.0×103kg/m3。不计摩擦和绳重及水的阻力，g=10N/kg，A不吸且不溶于水，A底部与池底不密合，忽略液面高度变化，图甲中①②③④段绳均竖直。 （1）求池水深度和A的上升速度； （2）求A的高度和未露出水面受到的浮力； （3）求A未露出水面前人对绳的拉力和A全部露出水面后人对绳的拉力； （4）求动滑轮的重力。    【答案】（1）4m，0.2m/s；（2）1m，200N；（3）400N， 500N；（4）200N 【详解】解：（1）由图乙可知，物体A在池底时，其底面受到水的压强pA=4×104Pa，根据p=ρgh得，池水深度 忽略液面高度变化，A上升的高度h=4m，时间t=20s，所以A的上升速度 （2）由图丙可知，15~20s时，A从刚接触水面到拉出水面，上升的高度即为物体A的高度hA=vt′=0.2m/s×5s=1m A的底面积SA=200cm2=0.02 m2 A的体积VA=SA hA=0.02m2×1m=0.02 m3 A未露出水面受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水g VA= 1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02 m3=200N （3）由图丙可知，A未露出水面时，人对地面的压强p人=0.4×104Pa，人与地面的接触面积S人=500cm2=0.05m2 根据得，人对地面的压力F人=p人S人=0.4×104Pa×0.05 m2=200N 人的重力G人=m人g=60 kg×10N/kg=600N A未露出水面前人对绳的拉力F拉=G人- F人=600N-200N=400N 由图丙可知，A全部露出水面后人对地面的压强p人′=0.2×104Pa，根据得，人对地面的压力 F人′=p人′S人=0.2×104Pa×0.05 m2=100N A全部露出水面后人对绳的拉力F拉′=G人- F人′=600N-100N=500N （4）A未露出水面前，机械效率 A全部露出水面后，机械效率 因为η1∶η2=15∶16，所以GA=800N。A未露出水面前，由 得G动=2F拉-GA+F浮=2×400N-800N+200N=200N 答：（1）池水深度是4m，A的上升速度是0.2m/s； （2）A的高度是1m，未露出水面受到的浮力是200N； （3）A未露出水面前人对绳的拉力是400N，A全部露出水面后人对绳的拉力是500N； （4）动滑轮的重力是200N。 19．（2022·四川广安·中考真题）某校科技小组，设计了如图所示的一套从水中打捞物体的简单滑轮组装置，动滑轮的重力为50N，物体A的密度为1.5×103kg/m3，体积为0.04m3；通过滑轮组把A从水中匀速提升（A始终未露出水面），不计绳重、摩擦及水的阻力，ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg。求： （1）A浸没在水中所受浮力； （2）A露出水面前，滑轮组的机械效率； （3）若人的重力为625N，与水平地面的接触面积为500cm2，人对地面的压强。 【答案】（1）400N；（2）80%；（3）104Pa 【详解】解：（1）A浸没在水中时，排开水的体积为V排=V=0.04m3 A浸没在水中时所受浮力为F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.04m3=400N （2）A的重力为G=mg=1.5×103kg/m3×0.04m3×10N/kg=600N A露出水面前，滑轮组的机械效率为 人对绳子的拉力为 人的重力为625N，人对地面的压力为F压=G-F=625N-125N=500N 人对地面的压强强为 答：（1）A浸没在水中所受浮力为400N； （2）A露出水面前，滑轮组的机械效率为80%； （3）人对地面的压强为104Pa。 20．（2022·四川遂宁·中考真题）小超与同学到某工地参观，看到工人操作电动机通过如图所示滑轮组将正方体石料从水池底竖直匀速吊起。他们通过调查得知：石料的边长为0.2m，密度为，石料上升时速度恒为0.4m/s，圆柱形水池的底面积为，动滑轮重为30N。请根据他们的调查数据求：（不计绳重和摩擦，，g取10N/kg）： （1）石料露出水面前受到的浮力； （2）石料的重力； （3）石料露出水面前滑轮组的机械效率； （4）石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间；并推导出该过程中电动机的输出功率P（单位：W）与时间t（单位：s）的函数关系式。 【答案】（1）80N；（2）200N；（3）80%；（4），(0≤t≤0.4s) 【详解】解：（1）石料的体积V=(0.2m)3=0.008m3 石料露出水面前受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=80N （2）石料的重力G=mg=ρgV=2.5×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=200N （3）由图可知，绳子承重段数n=2，不计绳重和摩擦，绳子的拉力 石料露出水面前滑轮组的机械效率 （4）拉出水面后，水面下降的高度 石料上升的实际距离 石料从刚露出水面到完全露出水面的时间 石料经过t秒上升的高度h1=vt=0.4t 石料的底面积S石=0.2m×0.2m=0.04m2 水面下降的高度 露出水面的高度h露=h1+h2=0.4t+0.1t=0.5t 此时排开水的体积V′排=(L-h露)S石=(0.2-0.5t)×0.04m2=-0.02t+0.008 浮力F′浮=ρ水gV′排=1×103×10×(0.008-0.02t)=-200t+80 自由端的拉力 自由端的速度v绳=2v=2×0.4m/s=0.8m/s 电动机功率 综上(0≤t≤0.4s) 答：（1）石料露出水面前受到的浮力是80N； （2）石料的重力是200N； （3）石料露出水面前滑轮组的机械效率是80%； （4）石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间是0.4s；该过程中电动机的输出功率P（单位：W）与时间t（单位：s）的函数关系式是(0≤t≤0.4s) 考点07 电学在压强和浮力中的应用 21．（2024·四川南充·中考真题）科创小组设计利用电流表测量质量的装置如图。现截取适当长度的电阻片（它的阻值随长度的变化图像如图乙）作为滑动变阻器接入电路，如图甲所示。如图甲中，电源电压恒定不变，电流表量程为。当滑片在最下端时，电流表示数为。装置中托盘与圆柱形实心塑料浮筒通过硬质绝缘细杆固定连接，整体漂浮在装有足够深水的柱形薄壁容器中，且只能竖直移动。托盘的质量为；高，底面积为，质量为；容器的底面积为，托盘通过滑杆带动滑片上下移动。托盘中未放物体时，调节水量，使滑片正好位于最上端。托盘中放入物体时，刚好浸没，滑片正好位于最下端（取、、不计滑片、滑杆、细杆的质量，忽略摩擦阻力，工作中水不溢出）。求： （1）R0的阻值； （2）物体A的质量； （3）托盘中未放物体时，电流表的示数。 【答案】（1）10Ω；（2）6kg；（3）0.1A 【详解】解：（1）当滑片位于下端时，滑动变阻器接入的阻值为0，电流表示数为0.6A，则R0的阻值 （2）物体的体积 物体浸没时受到的浮力 由沉浮条件可知，物体M漂浮时 则物体A的重力 物体的质量 （3）没放物体时，浮筒受到的浮力 浮筒排开水的体积 浮筒浸入的深度 放入物体后增加的浮力为的重力 增加的排开水的体积 液面升高的距离 滑片移动的距离 由图乙可知，的阻值为，托盘中未放物体时，电流表的示数 答：（1）R0的阻值为10Ω； （2）物体A的质量为6kg； （3）托盘中未放物体时，电流表的示数为0.1A。 考点08 滑轮组、机械效率的综合应用 22．（2023·四川资阳·中考真题）周末，小明写完作业后帮妈妈洗衣服。在晾衣服的时候，他发现晾衣杆套组含有4个定滑轮和2个动滑轮，安装时绳子的一端固定在天花板上，另一端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣杆升降，如图所示。查询说明书得知晾衣杆（含动滑轮）总质量。晾衣前，小明用家中体重计测得洗好的衣服（含衣架）的质量。挂好衣服后，保持晾衣杆水平，摇动摇柄使晾衣杆匀速上升。若晾衣杆在上升了，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。求： （1）摇柄处绳子拉力F； （2）拉力F做功的功率P。 【答案】（1）25N；（2）30W 【详解】解：（1）由图可知，动滑轮由4段绳子承担，即n=4，不计绳重及摩擦，摇柄端绳子上的拉力为 （2）拉力做的功为 拉力做功的功率为 答：（1）摇柄处绳子拉力F为25N； （2）拉力F做功的功率P为30W。 23．（2023·四川乐山·中考真题）中国目前已成为世界基建强国，如图1所示的塔吊是基建的常用设备，其结构可简化为如图2所示的滑轮组模型。已知物体质量为120kg，动滑轮的重为300N，在绳子自由端施加拉力F后物体在10s内匀速上升5m。不计绳重和一切阻力，g取10N/kg。求： （1）物体上升的速度； （2）10s内拉力F的功率； （3）滑轮组的机械效率η。 【答案】（1）0.5m/s；（2）750W；（3）80% 【详解】解：（1）物体上升的速度为 （2）物体的重力为 由图知，通过动滑轮绳子的段数 不计绳重和一切阻力，绳子自由端拉力 绳子自由端移动的距离 拉力所做的功 拉力的功率 （3）有用功为 滑轮组的机械效率 答：（1）物体上升的速度为； （2）内拉力的功率为； （3）滑轮组的机械效率为。 24．（2023·四川广元·中考真题）如图所示，某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动到加工点。拉动过程中，工人对绳的拉力始终沿竖直方向，工人双脚始终与水平地面接触且接触面积为。工人对地面的压强为；此工人的质量为70kg，两个动滑轮的质量共为10kg，绳重、绳与滑轮之间的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求： （1）工人的手对绳的拉力大小； （2）工件移动过程中，地面对工件摩擦力的大小； （3）滑轮组在此次工作中的机械效率。    【答案】（1）100N；（2）300N；（3）75% 【详解】解：（1）工人的重力 由得，工人对地面的压力 由力的作用是相互的可知，工人受到的支持力 由力的平衡条件可知，工人的手对绳的拉力 （2）两个动滑轮的重力 由图可知n=4，因为不计绳重和摩擦时 所以地面对工件摩擦力 （3）滑轮组的机械效率 答：（1）工人的手对绳的拉力大小为100N； （2）工件移动过程中，地面对工件摩擦力为300N； （3）滑轮组在此次工作中的机械效率为75%。 25．（2022·四川资阳·中考真题）我国第十四个五年规划和2035年远景目标纲要明确提出，要推进以县城为重要载体的城镇化建设，加快推进公共服务、环境卫生、市政公用、产业配套等设施提级扩能，增强综合承载能力和治理能力。随着近期疫情防控形势的好转，各类基础设施建设正如火如荼的展开。如图所示，一建筑工人欲通过滑轮组向高的三楼阳台上运送建筑材料，已知滑轮组的定滑轮固定在三楼阳台上面的天花板外缘。若工人用的力拉绳子，将重为的建材在内匀速竖直的由地面提升到三楼阳台上，不计建材和滑轮组长度，忽略绳的重量及绳与滑轮间、滑轮与轮轴间的摩擦，g取，求： （1）工人拉力F的功率P； （2）滑轮组装置的机械效率η（结果保留2位小数）； （3）滑轮组中动滑轮的质量m。 【答案】（1）216W；（2）97.22%；（3）4kg 【详解】解：（1）由图可知 绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 工人拉力的功率为 （2）有用功为 滑轮组的机械效率 （3）不计绳重和摩擦 则动滑轮的重力 由知动滑轮的质量为 答：（1）工人拉力的功率为216W； （2）滑轮组装置的机械效率为； （3）滑轮组中动滑轮的质量为。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$