专题小卷8 压强、浮力的综合计算（综合应用题）-【一战成名新中考】2026广西物理·真题与拓展·专题特训小卷

专题小卷8 压强、浮力的综合计算（综合应用题） 类型1 漂浮、悬浮、沉底 1．小林在研究各种材料的性质时，发现EPE珍珠棉（全称聚乙烯发泡棉）具有隔水、防潮、隔音、保温、环保、抗撞力强、密度小等诸多优点.经查阅，某款EPE珍珠棉的密度仅为28kg/m3，使用防水布紧密包裹此款珍珠棉制作一件负重感轻的水上救生衣，可提供给大体重人士使用.他亲自动手实践，用质量为0.3kg的防水布和一些珍珠棉，制作了一件体积为2.5×10﹣2m3（约等于珍珠棉的体积）的救生衣，如图所示.（ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg） 求：（1）该救生衣浸没在水中时受到的浮力F浮衣. （2）该救生衣的重力G衣. （3）使用救生衣时至少保证使人的头部露出水面，若成年人的头部体积约占人体总体积的10%，人的平均密度为1.02×103kg/m3，请你通过计算判断：该救生衣能否供一位质量为153kg的人士使用？ 第1题图 2.物理兴趣小组设计了一款金属打捞模型，核心构件是底部能够吸附金属的圆柱形浮筒A，如图甲，浮筒A的质量为2kg，A的外部底面积为、高0.3m，浮筒A内有压载水箱，能够自动吸、排水（吸、排水口未画出，不考虑吸、排水口的体积和浮筒内空气的质量），调节压载水箱内的水量，可控制浮筒A的浮沉，压载水箱的最大容积为，B是沉在底部待打捞的正方体金属块（B未与容器底部紧密接触），此时B对底部的压强为3000Pa.求： 第3题图 (1)甲图中，当压载水箱内水量为零时，漂浮的浮筒A排开水的体积？ (2)要使浮筒A在水中悬浮静止，压载水箱内注入水的重力？ (3)如图乙，打捞B时，当压载水箱内剩余重10牛顿的水时，B对容器底部的压力刚好为零，求金属块B的密度？ 3.[2025云南]2024年11月17日，我国建造的全球最先进的大洋钻探船“梦想”号正式入列，如图甲所示.它具备11000米超深水钻探能力，有望实现“打穿地壳，进入地球深部”的科学梦想.钻探船上高耸的井架控制钻杆作业，使钻头深入海底钻取岩心. 第2题图 （1）“梦想”号钻探船上建有高耸的井架，出海执行任务时，要从大桥下通过.只要 空载 （选填“空载”或“满载”）时能通过大桥，就能始终确保安全通行. （2）求在水深5000m处海水对钻头的压强.取） （3）科创小组估测井架质量为，井架与甲板接触面积为，求井架对甲板的压强. （4）为了研究“梦想”号钻探船从桥下安全通行的高度问题，科创小组用两块相同的等腰梯形板材和三块长边均为的矩形板材，制作了如图乙所示的“启航”号实验船，板材不吸水且厚度不计.船底短边，船身高度，，船头竖立有旗杆.将船放入平静的湖水中进行实验，当装载货物时，吃水深度为.若桥离水面的高度，要实验船始终能安全通过此桥，求旗杆的最大高度.（货物高度始终低于旗杆顶部，） 类型2 注水、排水 4.[2025玉林三模]如图甲所示，薄壁圆柱形容器放在水平台上，容器的底面积S容＝100cm2，质量均匀的圆柱体物块上表面中央用足够长的细绳系住，悬挂于容器中.以恒定速度向容器中缓慢注水（每分钟注入100g），直至注满容器为止，细绳的拉力大小与注水时间的关系图像如图乙所示.ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg，物块不吸水，忽略细绳体积、液体扰动等其它次要因素，求： （1）注水前圆柱体物块的下表面到容器底部的距离； （2）当细绳的拉力为0.9N时，求水对物块下表面的压强； （3）若改为以恒定速度向容器中缓慢注入另一种液体（每分钟注入100cm3，ρ液＝1.5g/cm3），求从开始注水到物体刚开始漂浮的过程，容器底部所受液体压强p与注液时间tx分钟的函数关系式. 第5题图 5.如图甲所示，体积和质量可忽略不计的轻质硬杆A，长LA=0.1m，其下端通过力传感器竖直固定在底面积S=0.02m2的水平容器底部，力传感器可以显示出杆A下端对它作用力的大小，其上端与重力G=6N、边长LB=0.1m的实心正方体B固定.现通过流量控制阀匀速向外放水，力传感器的示数F随放水时间t变化的图像如图乙所示.已知杆A、正方体B均不吸水，取g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3.求： 第6题图 (1)正方体B的密度ρB； (2)t=35s时，正方体B浸入水中的深度h； (3)正方体B对杆A作用力大小为2N时，容器中剩余水的质量m. 类型3 出水、入水 6.[2025烟台]为了方便快捷地从河中取水，小明利用身边的物品设计了一款“打水神器”（图甲），其中无盖塑料瓶的质量为110g，容积为2.5L，瓶底有一圆孔，绳子穿过圆孔和瓶口，绳子上系一细棒A，A的长度大于圆孔的直径，绳子下端拴着一个直径略大于瓶口的小球B，小球体积为，密度为.打水时，人握住绳子上端，将“打水神器”抛入河水中，水逐渐进入瓶子（图乙）.水满后，将装置提起（图丙），然后将塑料瓶口插入岸上的水桶中，松开绳子，水就自动地流进水桶（图丁）.忽略细棒与绳子的质量和体积，g取10N/kg，.求： 第7题图 (1)小球B的重力； (2)图乙中，假设河水进入瓶子的过程中瓶子是匀速下沉的，且绳子与圆孔、瓶口边缘均不接触，当瓶内水的体积为瓶子容积的一半时，瓶子底部受到细棒的压力； (3)图丙中，“打水神器”离开水面后匀速上升过程中的机械效率. 7.[2025泸州]科创小组的同学设计了如图甲所示的力学综合实验装置.力传感器上端固定在水平杆上，下端通过竖直轻杆与正方体相连，水平升降台上放有溢水杯和力传感器，小桶放在力传感器上，溢水杯中的水面刚好与溢水口齐平.水平升降台匀速上升，当时，正方体刚好接触水面，之后排开的水全部流入小桶中，力传感器的示数随时间变化的关系如图乙所示.已知. 第8题图 (1)当力传感器的示数时，求正方体受到的浮力； (2)求升降台匀速上升的速度； (3)当时，力传感器的示数，求正方体的密度.‍ 答案 专题小卷8 压强、浮力的综合计算（综合应用题） 类型1 漂浮、悬浮、沉底 1．解：（1）该救生衣浸没在水中时受到的浮力F浮衣＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×2.5×10﹣2m3＝250N； （2）该救生衣的重力G衣＝m防水g+ρ棉V棉g＝0.3kg×10N/kg+28kg/m3×2.5×10﹣2m3×10N/kg＝10N； （3）设救生衣的体积为V1，人的体积为V2， 由题知，救生衣和人体排开水的体积（浸入水中的体积）V排＝V1V2， 因为人漂浮，所以F浮＝G＝G人+G衣， 又因为F浮＝ρ水V排g，所以ρ水g（V1V2）＝ρ人V2g+m衣g， 代入数据得1.0×103kg/m3×（2.5×10﹣2m3V2）＝1.02×103kg/m3×V2， 解V2＝0.2m3， 人的质量为：m人＝ρ人V2＝1.02×103kg/m3×0.2m3＝204kg＞153kg， 所以该救生衣能供一位质量为153kg的人士使用. 2.解：（1） 因为浮筒A漂浮，所以. 根据阿基米德原理. 可得； （2）浮筒A的外部底面积 ，高，则浮筒A的体积， 当浮筒A悬浮时，排开水的体积， 此时浮力， 因为浮筒A悬浮时， 所以压载水箱内注入水的重力； （3）浮筒A受到的浮力， 当压载水箱内剩余重的水时，B对容器底部的压力刚好为零，此时整体处于悬浮状态.所以，设正方体金属块B的边长为a， 即60N+=+……① B对底部压强为3000Pa时，有-=,即 ……② 联立①②解得. 3.解：（1）空载 （2）在水深5000m处海水对钻头的压强； （3）井架对甲板的压力， 井架对甲板的压强； （3）当装载货物时，， 货物重力， 则货物排开液体， ，当船吃水深度为时，船浸在水中船头梯形的面积， 船浸入水中的体积， 船空载时排开水的体积， 空载时，船浸在水中船头的梯形的面积 ， 空载时，船浸在水中的梯形的面积， 解得，只要船在空载时能通过大桥，就能始终确保安全通行，旗杆的最大高度. 类型2 注水、排水 4.解：（1）分析图象可知，第4min时，水面刚好接触物块下底面.注水质量为400g，水的深度即为，则，； （2）物块的重力等于开始时的拉力，即，则， 第7min时水面刚好与物块的上表面相平， ， 从第4min到第7min注水质量为300g，注水体积，细绳拉力不为零，说明细绳一直处于拉直状态，物块位置没有移动，，代入数据解得， ， 当细绳拉力为0.9N时，，即为水对物块底面的压力， ； （3）从注水时的图象看，第7min至第9min注水质量为200g，注水体积，物块的上表面距容器口距离. 容器的高度， 由于每分钟注水和注液的体积是相同的，所以第4min时液体刚好接触物块底面. 当时，， 第4min时，，物体密度， 由于，所以继续注液到某一时刻，物块刚好漂浮.此时， 物块底面浸入深度， 从第4min到这一时刻的注液体积， 则注液时间为2.4min，当时，， 6.4min时，，6.4min至9.4min，物块漂浮并随液面一起上升.这段时间注液体积，假设无液体溢出，液面上升3cm.9.4min时，液体深度为，所以假设成立.当时，. 5.解：（1）B的质量， B的密度； （2）由图可知t=35s时压力传感器示数为零，说明此时B对压力传感器没有力的作用，此时B所受的浮力等于重力等于6N，此时B排开水的体积， B的底面积， B浸入水中的深度； （3）由图可知正方体B对杆A作用力大小为2N时有两种情况.第一种情况：当B所受到的浮力等于8N时，此时B受到竖直向下的重力和杆对B向下的拉力，根据受力平衡可知此时B对杆的力为2N. B排开水的体积， B浸入水中的深度， 容器内水的深度， 容器内水的体积， 容器中剩余水的质量， 第二种情况：当B受到的浮力等于4N时，此时B受到竖直向下的重力和杆对B向上的支持力，根据受力平衡可知此时B对杆的压力为2N.B排开水的体积， ， B浸入水中的深度， 容器内水的深度， 容器内水的体积， 容器中剩余水的质量. 类型3 出水、入水 6.解：（1）小球B的重力为； （2）小球受到的浮力为， 匀速下沉时，小球受力平衡，则小球受到绳子的拉力为 则细棒受到绳子的拉力为， 则瓶子底部受到细棒的压力， （3）水满后，将装置提起（图丙），水的质量为， 则“打水神器”离开水面后匀速上升过程中的机械效率. 7.解：（1）根据阿基米德原理，浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体所受的重力，即， 由图乙可知，小桶的重力， 当时，排开水的重力， 所以正方体E受到的浮力； （2）由图乙可知，正方体E从刚接触水面到刚好完全浸没所用的时间， 正方体E完全浸没时排开水的重力， 根据，可得正方体E的体积 所以正方体E的边长， 升降台匀速上升的速度； （3）当时，正方体E已经完全浸没在水中，此时力传感器A的示数.由前面计算可知， 如果正方体E的密度大于水：根据称重法可得正方体E的重力， 正方体E的质量， 正方体E的密度， 如果正方体E的密度小于水：根据称重法可得正方体E的重力， 正方体E的质量， 正方体E的密度， 故正方体的密度为或. 学科网（北京）股份有限公司 $