专题10 压强与浮力大综合计算题（11道）-2025年中考物理三轮复习临门一脚挑战13个压轴专题练

2025年中考物理三轮复习临门一脚挑战13个压轴专题练（高分法宝） 专题10 压强与浮力大综合计算题（11道） 1. 如图甲所示，我国自主建造重为的导管架“海基二号”需要用驳船运输到指定位置，安装在超过300m深的海域搭建石油开采平台。而亚洲最大驳船的最大载重只有，该驳船可看作长200m、宽50m、高14m的规则长方体，其最大吃水深度为7m。“文冲修造厂”通过加宽驳船解决了超重难题，如图乙是驳船加宽后的示意图，加宽后驳船的最大吃水深度不变。（）求： （1）水深300m处的压强； （2）加宽前，驳船空载时排开水的体积； （3）若驳船体积每增加，自重增加，为了安全装载“海基二号”，驳船总宽度至少应增加多少；请你另外设计一种改装驳船的方法（只说方法，不计算）。 2. 如图所示，是某型号水下机器人。该机器人可以通过三种方式控制浮沉，第一种是机器人内部水舱充放水，水舱的容积为；第二种是利用推进器提供竖直向上的推力，可以在0~30N之间调节；第三种是在机器人外部加装不同数量的浮块，每个浮块质量均为0.4kg，体积均为。已知该机器人水舱未充水时的质量为9.5kg，未装浮块时，机器人的总体积为（体积不变，含机械臂）。 （1）求150m深处水的压强； （2）求当机器人未加浮块、水舱充满水浸没在水中悬停时，的大小； （3）深处水底有一物体（未与水底紧密接触），其密度均匀且为，体积为，需机器人潜入水中用机械臂抓住物体打捞上来，为确保打捞顺利进行，机器人下水前需制定好能让机器人抓住物体上浮的方案，在调到30N的情况下，还需如何利用另外两种方式实现上浮，请通过计算给出一种合理方案。 3.（科创社同学设计并“3D”打印了一艘长方体轮船模型，为了对轮船进行测试，准备了一个薄壁长方体容器置于水平地面，其底面积为1800cm2，装有深度为9cm的水，如图甲所示。轮船的质量为2.2kg，底面积为800cm2，总高度为16cm，如图乙所示。轮船的下部有7个长方体水密隔舱（以便轮船漏水时，相互隔离，确保行船安全），每个隔舱的内部底面积均为100cm2，高度为10cm；轮船的上部可放置货物，并通过调整货物位置保持轮船不倾斜。忽略液体扰动等次要因素，已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。 （1）求容器中水的质量。 （2）设计组的同学从安全角度设想：在轮船满载（最大载重）时，假如有2个隔舱漏满水，稳定后轮船依然漂浮，且浸入水中的深度为14cm，求满载时货物的质量。 （3）测试组的同学对轮船进行漏水实验：将载货5kg的轮船置于容器中，通过扎孔使4个隔舱漏入一定质量的水，然后堵住小孔并保持轮船不倾斜，求此时水对轮船外底部的压强P与漏入隔舱内水的质量mx克（0<mx≤4000）之间的关系式。 4. “水能载舟，亦能覆舟”出自《荀子·哀公》，它告诉我们人民才是社会的主人！习近平总书记在纪念红军长征胜利80周年大会上的讲话中告诫全党必须牢记这个道理。习近平总书记说：“老百姓是天，老百姓是地。忘记了人民，脱离了人民，我们就会成为无源之水、无本之木，就会一事无成。”从物理学角度来说，浸在水中的物体，当排开水的体积不同时，浮力和压强会发生怎样的变化呢？为了探究这个问题，某小组设计如下实验进行探究。 如图甲所示，质地均匀的长方体物体，质量为1kg，底面积为1×10-2m2，竖直放入水平桌面上的薄壁圆柱形容器（筒壁厚度不计）内（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg），求： （1）物体对容器底部的压强。 （2）向容器内注入2cm深的水，物体不会倾斜，也没有浮起，如图乙所示，求水对容器底部的压强。 （3）现不断往容器内注水，当注水深度为物体高度的一半时，物体对容器底部的压力刚好为0，如图丙所示，求物体的密度。 （4）在容器内继续注入适量的水，物体静止时如图丁所示，将露出水面的部分切去，待剩余部分再次静止后，请推理说明水对容器底部压强的变化量Δp水与容器对桌面压强的变化量Δp桌的大小有何关系。 5. 为庆祝中国人民解放军海军成立75周年，海军烟台舰于2024年4月20日至24日期间访问家乡烟台，并同步开展了军民共建活动。海军烟台舰，舷号“538”，属国产054A型导弹护卫舰，舰长134m，最大宽度16m，高度35m，排水量（满载）约4000t，巡航速度18节（1节=1.852km/h），续航里程4000海里（1海里=1.852km），抗风力大于12级，除极区外任何海区均可安全航行。烟台舰创造了当年护航时间最长、直升机飞行时间最长、编队人数最少、访问国家最多的“四个之最”。（g=10N/kg，海水的密度取kg/m3）求： （1）满载时烟台舰所受的浮力约为多大？ （2）某次航行中烟台舰吃水深度为4m，则在舰底0.5m2的面积上受到海水的压力为多大？ （3）若烟台舰在某次航行过程中以18节的巡航速度航行3000海里，其航行时间为多少小时？（结果保留一位小数） 6. 小静想知道家中一个实心金属小摆件是否为纯铜制成。她找来一个厚薄与质量分布都均匀的方形空盒A和一个方形透明水槽B，它们的底面积分别为SA、SB，且SA︰SB=1︰2。如图甲所示，装有摆件的空盒在水槽中水平稳定漂浮后，测出H1和h1；再将摆件从空盒中拿出，轻轻放入水中沉底静止后，空盒水平稳定漂浮，如图乙所示，测出H2和h2。整个过程中，不考虑摆件和空盒吸水，且水槽里的水质量不变，数据记录如下。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3） 水槽水位H1（m） 空盒浸入水中深度h1（m） 水槽水位H2（m） 空盒浸入水中深度h2（m） 0.2500 0.1000 0.2150 00200 （1）摆件放入水中前后，摆件所受重力的大小变化情况是________；图甲中水对水槽底部的压强为p1，图乙中水对水槽底部的压强为p2，p2的大小比p1要________； （2）如图甲、乙所示，请结合表中数据，求出摆件静止在空盒A中到全部浸入水槽B中时，水槽底部所受水的压力变化量（结果可用SB表示）； （3）小静用一把尺子就粗略得到该摆件的密度，请你也尝试用题中提供的数据算出该摆件的密度。 7. 有一个质量为4kg，底面积为的足够高的薄壁柱形容器放在水平地面上，g取10N/kg。 （1）容器受到的重力是多大？ （2）容器对水平地面的压强是多大？ （3）科技小组利用这个容器来研究物体的浮沉，他们将同种材料制成的不吸水的正方体A和长方体B放在容器中，如图甲所示，向容器内缓慢加水，A、B始终保持竖直，水深h与加水体积V的关系如图乙所示。当水深为时，取出其中一个物体，水面下降2cm。当水深为时，水对容器底部的压强是多少帕？（不考虑取出物体的过程中带出的水，） 8. A为质量分布均匀的长方体物块，质量为300g，边长如图甲所示。B为内部平滑的圆柱形薄壁容器，底面积为300cm2，高为15cm，如图乙所示。A、B均静置于水平地面上。水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。 （1）求A的密度； （2）图甲中A对地面的压强为p1，将A放入B后，B对地面的压强为p2，且p1:p2=5:2，求B的质量； （3）将A放入B后，向B中缓慢加水，在A对B底部的压力恰好最小的所有情况中，分析并计算水对容器底部的最小压力。 9. 大国重器“奋斗者”号，在一次深潜作业中，成功从万米海底取回水下取样器，堪称“海底捞针”。请回答（海水密度近似取，g取10N/kg） （1）①深潜器在一万米深处受到海水的压强是多少？ ②若其载人舱舱盖面积为0.3m2，此深度它受到海水的压力是多少？ （2）在海水的高压下，深潜器上浮或下潜的原理与潜水艇不同，它通过电磁铁吸附大铁块及控制容器内铁砂数量实现下潜，若某次控制其总质量为20t时恰好能悬停于某一深度作业。 ①求此时它受的浮力大小。 ②“奋斗者”号需要上浮时，可通过什么方式使电磁铁抛掉吸附的铁块？ 10. “飞天”兴趣小组在模拟搭建月球科研基地时，选取了某种砖块作为建筑材料，钻取了一块圆柱体样品（样品不吸水）。已知g=10N/kg，，求： （1）如图甲所示，利用弹簧测力计测得样品重力为4.2N，则该样品的质量m； （2）如图乙所示，该样品浸没在水中时受到的浮力； （3）该样品的密度ρ； （4）当该样品上表面距水面4cm处时，样品上表面所受水的压强； （5）请你为月球基地命名并简单介绍其寓意。 11. 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）。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年中考物理三轮复习临门一脚挑战13个压轴专题练（高分法宝） 专题10 压强与浮力大综合计算题（11道） 1. 如图甲所示，我国自主建造重为的导管架“海基二号”需要用驳船运输到指定位置，安装在超过300m深的海域搭建石油开采平台。而亚洲最大驳船的最大载重只有，该驳船可看作长200m、宽50m、高14m的规则长方体，其最大吃水深度为7m。“文冲修造厂”通过加宽驳船解决了超重难题，如图乙是驳船加宽后的示意图，加宽后驳船的最大吃水深度不变。（）求： （1）水深300m处的压强； （2）加宽前，驳船空载时排开水的体积； （3）若驳船体积每增加，自重增加，为了安全装载“海基二号”，驳船总宽度至少应增加多少；请你另外设计一种改装驳船的方法（只说方法，不计算）。 【答案】（1）3×106Pa；（2）4×104m3；（3）10m，将驳船的长度增加 【解析】（1）水深300m处的压强 （2）加宽前，最大V排为 最大排水量为 满载时所受浮力为 因为漂浮，所以 则船的重力为 空载时，船漂浮，则 根据阿基米德原理，驳船空载时排开水的体积 （3）若把导管架“海基二号”放入驳船中，需增加的排开水的体积增加为 由题知，若驳船体积每增加，自重增加，则设宽度的增加量为ΔL，则排水量增加了 200m×7m×ΔL 自重就增加了 200m×14m×ΔL×2.5×103N/m3 于是有 宽度增加量为 由上述方法可知，还可以采用将驳船加长的方法。 答：（1）水深300m处的压强3×106Pa； （2）加宽前，驳船空载时排开水的体积4×104m3； （3）驳船总宽度至少应增加10m；改进：将驳船加长。 2. 如图所示，是某型号水下机器人。该机器人可以通过三种方式控制浮沉，第一种是机器人内部水舱充放水，水舱的容积为；第二种是利用推进器提供竖直向上的推力，可以在0~30N之间调节；第三种是在机器人外部加装不同数量的浮块，每个浮块质量均为0.4kg，体积均为。已知该机器人水舱未充水时的质量为9.5kg，未装浮块时，机器人的总体积为（体积不变，含机械臂）。 （1）求150m深处水的压强； （2）求当机器人未加浮块、水舱充满水浸没在水中悬停时，的大小； （3）深处水底有一物体（未与水底紧密接触），其密度均匀且为，体积为，需机器人潜入水中用机械臂抓住物体打捞上来，为确保打捞顺利进行，机器人下水前需制定好能让机器人抓住物体上浮的方案，在调到30N的情况下，还需如何利用另外两种方式实现上浮，请通过计算给出一种合理方案。 【答案】（1）；（2）；（3）在F推调到30N的情况下，还可以将水舱中水排空，并用一个浮块，即可让机器人抓住物体上浮 【解析】（1）150m深处水的压强 （2）该机器人水舱未充水时的重力为 水舱充满水，水的重力 浮力为 悬停时，根据二力平衡，所需推力 （3）物体重力 物体浮力 物体要上浮，需要的拉力 将水舱排空，机器人可产生拉力 当F推调为30N时，则还需要的升力由浮块提供，为 每个浮块重力 每个浮块浮力 每个浮块可产生升力为 因此，在F推调到30N的情况下，还可以将水舱中水排空，并用一个浮块，即可让机器人抓住物体上浮。 答：（1）150m深处水的压强是； （2）F推的大小为15N； （3）在F推调到30N的情况下，还可以将水舱中水排空，并用一个浮块，即可让机器人抓住物体上浮。 3.（科创社同学设计并“3D”打印了一艘长方体轮船模型，为了对轮船进行测试，准备了一个薄壁长方体容器置于水平地面，其底面积为1800cm2，装有深度为9cm的水，如图甲所示。轮船的质量为2.2kg，底面积为800cm2，总高度为16cm，如图乙所示。轮船的下部有7个长方体水密隔舱（以便轮船漏水时，相互隔离，确保行船安全），每个隔舱的内部底面积均为100cm2，高度为10cm；轮船的上部可放置货物，并通过调整货物位置保持轮船不倾斜。忽略液体扰动等次要因素，已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。 （1）求容器中水的质量。 （2）设计组的同学从安全角度设想：在轮船满载（最大载重）时，假如有2个隔舱漏满水，稳定后轮船依然漂浮，且浸入水中的深度为14cm，求满载时货物的质量。 （3）测试组的同学对轮船进行漏水实验：将载货5kg的轮船置于容器中，通过扎孔使4个隔舱漏入一定质量的水，然后堵住小孔并保持轮船不倾斜，求此时水对轮船外底部的压强P与漏入隔舱内水的质量mx克（0<mx≤4000）之间的关系式。 【答案】（1）16.2kg；（2）7000g；（3）当0<mx≤3200时，；当3200<mx≤4000时， 【解析】（1）已知容器底面积为1800cm2，装有深度为9cm的水，即容器底面积为0.18m2，装有深度为0.09m的水，所以容器中水的质量为 （2）将整个轮船（包括漏入隔舱内的水）看成整体，轮船底面积为800cm2，即0.08m2，总高度为16cm，即0.16m，此时浮力为 每个隔舱的内部底面积均为100cm2，即0.01m2，高度为10cm，即0.1m，漏入隔舱内的水的重力为 货物质量（满载）为 （3）假设轮船可以触底，当轮船刚好触底时，轮船、货物及漏入隔舱内水的总重力等于轮船所受浮力，可得下列关系式 解得 4个隔舱漏满水的质量 假设成立，此时轮船浸入水中的深度 所以轮船上端不会进水。 ①当0<mx≤3200时，漏入隔舱中水的质量 轮船漂浮，轮船、货物及漏入水的总重力等于轮船所受浮力，轮船底部所受液体压强为 ②当3200<mx≤4000时，漏入隔舱中水的质量 轮船触底，轮船底部所受液体压强为 综上，当0<mx≤3200时 当3200<mx≤4000时 答：（1）容器中水的质量为16.2kg。 （2）在轮船满载（最大载重）时，假如有2个隔舱漏满水，稳定后轮船依然漂浮，且浸入水中的深度为14cm，满载时货物的质量为7000g。 （3）将载货5kg的轮船置于容器中，通过扎孔使4个隔舱漏入一定质量的水，然后堵住小孔并保持轮船不倾斜，此时水对轮船外底部的压强P与漏入隔舱内水的质量mx克（0<mx≤4000）之间的关系式为：当0<mx≤3200时，；当3200<mx≤4000时，。 4. “水能载舟，亦能覆舟”出自《荀子·哀公》，它告诉我们人民才是社会的主人！习近平总书记在纪念红军长征胜利80周年大会上的讲话中告诫全党必须牢记这个道理。习近平总书记说：“老百姓是天，老百姓是地。忘记了人民，脱离了人民，我们就会成为无源之水、无本之木，就会一事无成。”从物理学角度来说，浸在水中的物体，当排开水的体积不同时，浮力和压强会发生怎样的变化呢？为了探究这个问题，某小组设计如下实验进行探究。 如图甲所示，质地均匀的长方体物体，质量为1kg，底面积为1×10-2m2，竖直放入水平桌面上的薄壁圆柱形容器（筒壁厚度不计）内（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg），求： （1）物体对容器底部的压强。 （2）向容器内注入2cm深的水，物体不会倾斜，也没有浮起，如图乙所示，求水对容器底部的压强。 （3）现不断往容器内注水，当注水深度为物体高度的一半时，物体对容器底部的压力刚好为0，如图丙所示，求物体的密度。 （4）在容器内继续注入适量的水，物体静止时如图丁所示，将露出水面的部分切去，待剩余部分再次静止后，请推理说明水对容器底部压强的变化量Δp水与容器对桌面压强的变化量Δp桌的大小有何关系。 【答案】（1）1000Pa；（2）200Pa；（3）0.5×103kg/m3；（4）Δp水=Δp桌 【解析】（1）无水时，物体对容器底的压力等于其重力，即 F=G=mg=1kg×10N/kg=10N 压强 （2）水深度为2cm即 0.02m，根据p=ρgh得水对容器底部的压强 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa （3）当水深为物体高度一半时，压力为0，则此时浮力等于重力。根据阿基米德原理，所受浮力为 而物体重力为 G物=m物g=ρ物V物g 根据二力平衡，浮力等于重力，得到 故 （4）将物体露出水面部分切去，切去其中一半，即切去质量为m=0.5kg。假设容器底面积为S，则容器对桌面压强的变化量 当物体切去一半后，剩下的一半仍漂浮，故排开液体质量与剩余物体质量相等，均为0.5kg，即排开液体质量也为m=0.5kg；排开液体变化量Δm=0.5kg；则有 水面高度变化量 则水对容器底部压强的变化量 因此Δp水=Δp桌。 答：（1）物体对容器底部的压强为1000Pa； （2）水对容器底部的压强为200Pa； （3）物体的密度为0.5×103kg/m3； （4）水对容器底部压强的变化量Δp水等于容器对桌面压强的变化量Δp桌。 5. 为庆祝中国人民解放军海军成立75周年，海军烟台舰于2024年4月20日至24日期间访问家乡烟台，并同步开展了军民共建活动。海军烟台舰，舷号“538”，属国产054A型导弹护卫舰，舰长134m，最大宽度16m，高度35m，排水量（满载）约4000t，巡航速度18节（1节=1.852km/h），续航里程4000海里（1海里=1.852km），抗风力大于12级，除极区外任何海区均可安全航行。烟台舰创造了当年护航时间最长、直升机飞行时间最长、编队人数最少、访问国家最多的“四个之最”。（g=10N/kg，海水的密度取kg/m3）求： （1）满载时烟台舰所受的浮力约为多大？ （2）某次航行中烟台舰吃水深度为4m，则在舰底0.5m2的面积上受到海水的压力为多大？ （3）若烟台舰在某次航行过程中以18节的巡航速度航行3000海里，其航行时间为多少小时？（结果保留一位小数） 【答案】(1)；(2)；(3)166.7小时 【解析】（1）满载时烟台舰排水量（满载）约4000t 因为烟台舰处于漂浮状态，所受浮力等于重力，故烟台舰满载时所受浮力 （2）某次航行中烟台舰吃水深度为h=4m,烟台舰吃水深度为4m时的压强为 烟台舰底0.5m2的面积上受到海水的压力 （3）烟台舰的巡航速度 航行距离 航行时间 答：（1）满载时烟台舰所受的浮力约4×107N； （2）某次航行中烟台舰吃水深度为4m，则在舰底0.5m2的面积上受到海水的压力为2×104N； （3）若烟台舰在某次航行过程中以18节的巡航速度航行3000海里，其航行时间为166.7小时。 6. 小静想知道家中一个实心金属小摆件是否为纯铜制成。她找来一个厚薄与质量分布都均匀的方形空盒A和一个方形透明水槽B，它们的底面积分别为SA、SB，且SA︰SB=1︰2。如图甲所示，装有摆件的空盒在水槽中水平稳定漂浮后，测出H1和h1；再将摆件从空盒中拿出，轻轻放入水中沉底静止后，空盒水平稳定漂浮，如图乙所示，测出H2和h2。整个过程中，不考虑摆件和空盒吸水，且水槽里的水质量不变，数据记录如下。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3） 水槽水位H1（m） 空盒浸入水中深度h1（m） 水槽水位H2（m） 空盒浸入水中深度h2（m） 0.2500 0.1000 0.2150 00200 （1）摆件放入水中前后，摆件所受重力的大小变化情况是________；图甲中水对水槽底部的压强为p1，图乙中水对水槽底部的压强为p2，p2的大小比p1要________； （2）如图甲、乙所示，请结合表中数据，求出摆件静止在空盒A中到全部浸入水槽B中时，水槽底部所受水的压力变化量（结果可用SB表示）； （3）小静用一把尺子就粗略得到该摆件的密度，请你也尝试用题中提供的数据算出该摆件的密度。 【答案】 （1）不变 小 （2）350Pa×SB （3）8×103kg/m3 【解析】（1）摆件放入水中前后质量不变，根据G=mg可知，摆件所受重力不变。 由表中数据可知，图甲中水的深度H1=0.2500m，图乙中水的深度H2=0.2150m，根据p=ρgh可知，图甲中水对水槽底部的压强为p1大于图乙中水对水槽底部的压强为p2，所以p2的大小比p1要小。 （2）由题意可知，图甲中水对水槽底部的压强为 p1=ρgH1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2500m=2500Pa 则图甲中水对水槽底部的压力为 F1=p1SB=2500Pa×SB 图乙中水对水槽底部的压强为 p2=ρgH2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2150m=2150Pa 则图甲中水对水槽底部的压力为 F2=p2SB=2150Pa×SB 因此水槽底部所受水的压力变化量 ΔF=F1-F2=2500Pa×SB-2150Pa×SB=350Pa×SB （3）假设空盒面积为S，则水槽面积为2S；根据图甲整体漂浮，得到整体质量等于整体排开液体的质量，即 ……① 根据图乙空盒漂浮，得到空盒质量等于空盒排开液体的质量，即 ……② ①-②得到摆件的质量为 因为水槽面积是空盒的2倍，故若在图甲中若将整体移除（即水槽中只有水），水面应下降，即水的总高度为；图乙水位上升到，故整体排开液体体积为 ……③ 图乙中，空杯子排开液体体积为 ……④ ③-④得到物体排开液体体积为 故摆件密度为 答：（1）摆件放入水中前后，摆件所受重力的大小变化情况是不变；图甲中水对水槽底部的压强为p1，图乙中水对水槽底部的压强为p2，p2的大小比p1要小； （2）水槽底部所受水的压力变化量为； （3）小该摆件的密度为。 7. 有一个质量为4kg，底面积为的足够高的薄壁柱形容器放在水平地面上，g取10N/kg。 （1）容器受到的重力是多大？ （2）容器对水平地面的压强是多大？ （3）科技小组利用这个容器来研究物体的浮沉，他们将同种材料制成的不吸水的正方体A和长方体B放在容器中，如图甲所示，向容器内缓慢加水，A、B始终保持竖直，水深h与加水体积V的关系如图乙所示。当水深为时，取出其中一个物体，水面下降2cm。当水深为时，水对容器底部的压强是多少帕？（不考虑取出物体的过程中带出的水，） 【答案】（1）40N；（2）800Pa；（3）①若，3000 Pa，②若，1500Pa 【解析】（1）容器的重力 （2）容器对水平地面的压力 容器对水平地面的压强 （3）由题意及图像可知，A、B浸没或漂浮时均有 注水体积由的过程中 ……① 注水体积由的过程中 ……② 注水体积由的过程中 ……③ 联立①②③解得 由此可知正方体A边长，取出其中一个物体时 ①若，则A、B浸没，由可知取出的物体为A，为A的高度，，水对容器底部的压强 ②若，则A、B漂浮，由可知取出的物体为B由图可知A浸入水中的深度为，B浸入水中的深度为，由于 解得 水对容器底部的压强 答：（1）容器受到的重力是40N； （2）容器对水平地面的压强是800Pa； （3）若，水对容器底部的压强为3000Pa，若，水对容器底部的压强为1500Pa。 8. A为质量分布均匀的长方体物块，质量为300g，边长如图甲所示。B为内部平滑的圆柱形薄壁容器，底面积为300cm2，高为15cm，如图乙所示。A、B均静置于水平地面上。水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。 （1）求A的密度； （2）图甲中A对地面的压强为p1，将A放入B后，B对地面的压强为p2，且p1:p2=5:2，求B的质量； （3）将A放入B后，向B中缓慢加水，在A对B底部的压力恰好最小的所有情况中，分析并计算水对容器底部的最小压力。 【答案】（1）；（2）0.6kg；（3） 【解析】（1）A的密度为 （2）A的重力为 图甲中A对地面的压强为 将A放入B后，B对地面的压强为p2，且p1:p2=5:2，即 解得，则B对地面的压力为 则A和B的总质量为 则B的质量为 （3）将A放入B后，向B中缓慢加水，因A的密度小于水的密度，当A刚好漂浮，即 时，A对B底部的压力恰好为0；当长方体底面积最大时，水的深度最小，此时水对容器底部的压力最小；由图可知，最大底面积为 根据阿基米德原理可知，A浸入水中的深度为 则水对容器的压强为 则水对容器底部的最小压力为 答：（1）A的密度为； （2）B的质量为0.6kg； （3）水对容器底部的最小压力为。 9. 大国重器“奋斗者”号，在一次深潜作业中，成功从万米海底取回水下取样器，堪称“海底捞针”。请回答（海水密度近似取，g取10N/kg） （1）①深潜器在一万米深处受到海水的压强是多少？ ②若其载人舱舱盖面积为0.3m2，此深度它受到海水的压力是多少？ （2）在海水的高压下，深潜器上浮或下潜的原理与潜水艇不同，它通过电磁铁吸附大铁块及控制容器内铁砂数量实现下潜，若某次控制其总质量为20t时恰好能悬停于某一深度作业。 ①求此时它受的浮力大小。 ②“奋斗者”号需要上浮时，可通过什么方式使电磁铁抛掉吸附的铁块？ 【答案】（1）①；②；（2）①；②“奋斗者”号需要上浮时，可以通过断电使电磁铁失去磁性，抛掉吸附的铁块，改变自身重力，使浮力大于重力实现上浮。 【解析】（1）①深潜器在一万米深处受到海水的压强为 ②若其载人舱舱盖面积为0.3m2，根据可知，此深度它受到海水的压力为 （2）①当深潜器总质量为20t时恰好能悬停于某一深度作业，说明深潜器悬浮，此时它受浮力为 ②“奋斗者”号需要上浮时，可以通过断电使电磁铁失去磁性，抛掉吸附的铁块，改变自身重力，使浮力大于重力实现上浮。 答：（1）①深潜器在一万米深处受到海水的压强为； ②此深度载人舱受到海水的压力为； （2）①深潜器总质量为20t时，能悬停于某一深度作业，此时它受到的浮力为； ②“奋斗者”号需要上浮时，可以通过断电使电磁铁失去磁性，抛掉吸附的铁块，改变自身重力，使浮力大于重力实现上浮。 10. “飞天”兴趣小组在模拟搭建月球科研基地时，选取了某种砖块作为建筑材料，钻取了一块圆柱体样品（样品不吸水）。已知g=10N/kg，，求： （1）如图甲所示，利用弹簧测力计测得样品重力为4.2N，则该样品的质量m； （2）如图乙所示，该样品浸没在水中时受到的浮力； （3）该样品的密度ρ； （4）当该样品上表面距水面4cm处时，样品上表面所受水的压强； （5）请你为月球基地命名并简单介绍其寓意。 【答案】（1）0.42kg；（2）3N；（3）1.4×103kg/m3；（4）400Pa；（5）见解析 【解析】（1）该样品的质量为 （2）如图乙所示，测力计分度值为0.2N，示数为1.2N。根据称重法，该样品浸没在水中时受到的浮力为 （3）样品的体积为 则该样品的密度为 （4）样品上表面所受水的压强为 （5）月球基地名字为“飞天”，表达中国人民由来已久的探索太空的梦想。 答：（1）如图甲所示，利用弹簧测力计测得样品重力为4.2N，则该样品的质量为0.42kg； （2）如图乙所示，该样品浸没在水中时受到的浮力为3N； （3）该样品的密度为1.4×103kg/m3； （4）当该样品上表面距水面4cm处时，样品上表面所受水的压强为400Pa； （5）见解答。 11. 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 【解析】（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。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$