2026年中考二轮物理计算专题复习-05浮力、滑轮组机械效率综合压轴

2026年中考物理复习-05浮力、滑轮组机械效率综合压轴计算专题 一、计算题 1．边长为 0.1m、重为 20N 的实心正方体 A 放置在装有水的容器底部，水深 0.45m，容器底面积为 400cm2。现用图甲所示的滑轮组将其匀速提升（忽略绳重、摩擦），滑轮组绳子自由端的拉力为 F，物体 A 下表面到容器底部的距离为h，F 与 h 的关系如图乙所示。 求： (1)A 未露出水面时所受的浮力； (2)A 露出水面前，滑轮组的机械效率； (3)若绳端拉动速度是 1cm/s，A 从刚露出水面到完全脱离水面所需时间。 2．如图所示，是某水上打捞船将一个完全密闭的正方体货箱缓慢地打捞出水面的起吊装置示意图。货箱平放在海底，海底深度H=30m，该货箱边长L=1m，货箱及内部货物的总重G货=4.0×104N，动滑轮（只有一个）及附属配件的总重G滑轮=1.0×104N。不计绳重和滑轮摩擦及绳在水中受到的浮力，不考虑风浪、水流等的影响。（海水的密度视为ρ=1×103kg/m3，g取10N/kg）试问： （1）用声呐探测货箱上表面的回声的时间是多少？（声音在海水中的传播速度为v=1450m/s） （2）要将货箱从海底处匀速吊起到上表面露出水面的过程中，拉力F做了多少功？ （3）若货箱从刚露出水面到完全露出水面的过程中是被匀速提升的，请分析在此过程中，货箱所受浮力和滑轮组机械效率的变化情况。 3．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，体积为；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，，。求： （1）物体A的下表面距水面2m时，水对A的下表面的压强； （2）物体A的重力； （3）A浸没在水中所受浮力； （4）A露出水面前，滑轮组的机械效率。 4．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。 5．如图所示，水面到池底的深度为1.5m，工人们用滑轮组匀速提起水池中体积为、密度为的实心金属块，在10s内竖直上升了0.5m（金属块始终浸没在水中），作用在绳子末端的实际拉力为1000N。（，g取10N/kg）求： (1)水池底部受到水的压强； (2)金属块受到的浮力大小； (3)滑轮组的机械效率。 6．池底一轻薄网袋内装了十块的空心砖，每块空心砖（不吸水）的质量为，其材料密度为。小平利用如图滑轮组将它们打捞起，（整体均未露出水面），动滑轮的重力为30N，不计绳重及摩擦。求：（取，） （1）十块空心砖的材料总体积； （2）十块空心砖的总重力； （3）十块空心砖完全浸没时受到的总浮力； （4）该滑轮组的机械效率。    7．如图甲所示是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，D是油缸，E是柱塞。。通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升，被打捞重物的体积，重力，动滑轮的重力是2000N，重物出水前以的速度匀速上升（不计水的阻力），重物出水前卷扬机牵引力做的功随时间变化的图象如图乙所示。求： （1）重物出水前受到的浮力； （2）重物出水前起重机的机械效率； （3）若打捞过程中，E对吊臂的力的方向始终竖直向上，忽略吊臂、定滑轮、钢丝绳的重力和轮与绳的摩擦，则重物出水后E对吊臂的支撑力至少是多少？        8．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的质量为60kg，体积为0.04m3；通过滑轮组把A从水中匀速提升，不计绳重、摩擦及水的阻力，ρ水=1×103 kg/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，物体A出水后，求人对地面的压强。    9．“奋斗者”号是中国研发的万米载人潜水器，最大下潜深度达到了10909米。如图甲所示，用起重机将重为的潜水器吊起，我们将起吊装置简化为图乙所示的滑轮组。若“奋斗者”号的体积约为，离开水面后吊起时，电动机对钢绳自由端的拉力F为，用时200s，“奋斗者”号匀速上升了10m。（，g取）若不计绳重及摩擦。求： (1)“奋斗者”号下潜到10000米时受到海水的压强； (2)“奋斗者”号浸没在海水中受到的浮力； (3)滑轮组的机械效率。（结果保留一位小数） 10．如图所示是用滑轮组将一个沉在水中，质量为10kg，体积为5dm3的实心物体吊起的过程。物体没有露出水面前，5s内被匀速吊起1m，已知此时绳子拉力为F=20N，求：（g取10N/kg） （1）水对容器底部的压强； （2）物体受到的浮力； （3）滑轮组的机械效率（结果精确到0.1%）。 11．如图所示，某工人重600N，站在水平面上，用100N的拉力向下匀速拉动绳子，提起一浸没在水中体积为1.2×10-2m3，重360N的物体．（物体始终浸没在水中，且忽略水对物体的阻力，ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg）求： （1）已知工人双脚与地面的总接触面积是3×10-2m2，工人没有拉动绳子时对地面的压强； （2）物体浸没在水中时受到的浮力； （3）提起物体时滑轮组的机械效率． （4）工人最多能够提起多重的同种物体？ 12．如图所示是用滑轮组将一个沉在水中、质量为10kg、体积为5dm3的实心物体吊起的过程。物体没有露出水面前，5s内被匀速吊起1m，已知此时绳子拉力为F＝20N。求：（g取10N/kg） (1)水对容器底部的压强； (2)物体受到的浮力； (3)拉力的功率及滑轮组的机械效率。（结果精确到0.1%） 13．工人使用下图装置打捞水池中的石料，石料体积为，重1300N，工人用300N的拉力匀速打捞石料（石料未露出水面，不计绳重、摩擦和水对石料的阻力，取10N/kg，）。 (1)石料浸没在水中受到的浮力是多大？ (2)滑轮组的机械效率是多大？ (3)当石料完全露出水面后，石料保持匀速上升，此时滑轮组的机械效率是多大？（答案保留一位小数） 14．如图所示是一台起重机在江边工作的示意图。现在用此起重机从水中把重1.5×104 N、体积为0.6m3的物体匀速提起。已知物体在水面下时，滑轮组的钢丝绳自由端拉力F为3750N，物体受到的拉力F′所做的功为有用功。则物体浸没在水中时，求：（不计摩擦和绳重，ρ水＝1.0×103kg/m3） （1）受到的浮力和拉力F′；    （2）滑轮组的机械效率；    （3）动滑轮的质量。      试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2026年中考物理复习-05浮力、滑轮组机械效率综合压轴计算专题》参考答案 1．（1）10N；（2）66.7%；（3）20s 【详解】(1)正方体A的体积 A未露出水面时排开水的体积 所受的浮力 (2)由乙图可知，A 露出水面前，滑轮组绳子自由端的拉力为F= 7.5N ，由图甲可知，n=2，拉力端移动距离s=2h，A 露出水面前，滑轮组的机械效率 (3)A从刚露出水面到完全脱离水面上升的高度为0.1m，则拉力端移动距离为 故A 从刚露出水面到完全脱离水面所需时间为 2．（1）0.04s；（2）1.16×106J；（3）浮力变小，机械效率变大 【详解】解：（1）由题可知，货箱上表面与水面距离为 h=H﹣L=30m﹣1m=29m 超声波通过的路程为 s=2(H﹣L)=2×29m=58m 用声呐探测货箱上表面的回声的时间为 （2）货箱排开水的体积 V排=V=(1m)3=1m3 货箱在水中受到水的浮力为 F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×1m3×10N/kg=1×104N 拉力F大小为 拉力移动的距离为 s=nh=2×29m=58m 拉力做功为 W=Fs=2×104N×58m=1.16×106J （3）货箱从刚露出水面到完全露出水面的过程中，货箱排开水的体积减小，货箱受到的浮力减小，绳子对货箱的拉力增大；在额外功一定的情况下，有用功增大，所以动滑轮的机械效率变大。 答：（1）用声呐探测货箱上表面的回声的时间是0.04s； （2）要将货箱从海底处匀速吊起到上表面将露出水面的过程中，拉力F做了1.16×106J； （3）货箱从刚露出水面到完全露出水面的过程中，货箱所受浮力变小，滑轮组机械效率的变大。 3．（1）2×104Pa；（2）600N；（3）400N；（4）80% 【详解】解：（1）水对A的下表面的压强为 （2）物体A的重力为 （3）A浸没在水中时，排开水的体积为 A浸没在水中时所受浮力为 （4）A露出水面前，滑轮组的机械效率为 答：（1）物体A的下表面距水面2m时，水对A的下表面的压强为2×104Pa； （2）物体A的重力为600N； （3）A浸没在水中所受浮力为400N； （4）A露出水面前，滑轮组的机械效率为80%。 4．（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。 5．(1) (2) (3)85% 【详解】（1）根据液体压强公式可得，水池底部受到水的压强 （2）金属块始终浸没在水中，所以排开水的体积 根据阿基米德原理可知，金属块受到的浮力 （3）金属块的重力 滑轮组对金属块的拉力 提升金属块所做的有用功 由图可知，承担动滑轮和物体的绳子段数，绳子自由端移动的距离 则拉力F所做的总功 则滑轮组的机械效率 6．（1）0.015m3；（2）270N；（3）150N；（4）80% 【详解】解：（1）十块空心砖的材料总体积为 （2）十块空心砖的总重力为 （3）十块空心砖完全浸没时受到的总浮力为 （4）该滑轮组的机械效率为 答：（1）十块空心砖的材料总体积为0.015m3； （2）十块空心砖的总重力为270N； （3）十块空心砖完全浸没时受到的总浮力为150N； （4）该滑轮组的机械效率为80%。 7．（1）6×103 N；（2）75%；（3）1.04×105 N 【详解】解：（1）根据题意可知，重物出水前排开水的体积为 重物出水前受到的浮力为 （2）由图乙可知，当时，重物出水前卷扬机牵引力做的功为；则克服物体重力和所受浮力之差做的有用功为 则滑轮组的机械效率为 （3）如图，吊臂支点为O，柱塞E竖直向上的力为动力，则动力臂为；忽略吊臂、定滑轮、钢丝绳的重力和轮与绳的摩擦，出水后滑轮组对B端的拉力为阻力，则 阻力臂为 忽略吊臂、滑轮及钢丝绳的重力和各种摩擦，重物离开水后，根据杠杆的平衡条件可得 即 所以，有 则 答：（1）重物出水前受到的浮力为； （2）重物出水前起重机的机械效率； （3）若打捞过程中，E对吊臂的力的方向始终竖直向上，忽略吊臂、定滑轮、钢丝绳的重力和轮与绳的摩擦，则重物出水后E对吊臂的支撑力至少是。 8．（1）400N；（2）80%；（3）6×103 Pa 【详解】解：（1）因为A浸没在水中，所以A排开水的体积 则A所受的浮力 （2）A的重力 由力的平衡条件可知，A浸没在水中时受到的拉力 由图可知，因为不计绳重和摩擦及水的阻力，所以A露出水面前，绳子自由端的拉力 则滑轮组的机械效率 （3）物体A出水后，人对绳子自由端的拉力 人对水平地面的压力 人对地面的压强 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； （3）人对地面的压强为。 9．(1) (2) (3) 【详解】（1）“奋斗者”号下潜到10000米时受到海水的压强 （2）“奋斗者”号浸没在海水中受到的浮力 （3）滑轮组做的有用功 动滑轮上所挂绳子的股数 绳子自由端移动的距离 电动机对滑轮组做的总功 滑轮组的机械效率 10．（1）5×104Pa；（2）50N；（3）83.3% 【详解】解：（1）水对容器底部的压强 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa （2）物体排开水的体积 V排=5dm3=5×10-3m3 物体受到的浮力 F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-3m3=50N （3）物体的重力 G=mg=10kg×10N/kg=100N 有用功 W有=(G-F浮)h'=(100N-50N)×1m=50J 动滑轮绕3段绳，绳子自由端移动的距离 s=nh'=3×1m=3m 拉力做总功 W总=Fs=20N×3m=60J 滑轮组的机械效率 答：（1）水对容器底部的压强是5×104Pa； （2）物体受到的浮力是50N； （3）滑轮组的机械效率是83.3%。 11． 2×104Pa； 120N 80% 2610N 【详解】 (1)工人对地面的压力F压＝G＝600N,S＝3×10−2m2，对地面的压强：p＝＝2×104Pa；(2)物体浸没水中排开水的体积：V排＝V＝1.2×10−2m3，物体浸没在水中时受到的浮力：F浮＝ρ水V排g＝1×103kg/m3×1.2×10−2m3×10N/kg＝120N，(3)提起物体时，滑轮组受到的拉力：F拉＝G物−F浮＝360N−120N＝240N，由图可知：绳子的股数n＝3，则提起物体时滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝80%;(4)根据η＝可知动滑轮的重力为G动＝−F拉＝−240N＝60N；由于工人重600N,则最大拉力F最大＝G＝600N，根据F＝F拉+G动n可知：滑轮组受到的最大拉力F拉最大＝nF最大−G动＝3×600N−60N＝1740N；水中的同种物体的密度为ρ物＝＝3×103kg/m3,由于水中的同种物体受力情况为：F拉最大＝G最大−F浮最大，即：F拉最大＝G最大−ρ水V排最大g，所以,F拉最大＝G最大−ρ水g，则G最大＝ ＝2610N. 点睛：（1）工人对地面的压力等于其重力，知道总接触面积，利用压强定义式求对地面的压强；（2）知道物体的体积（浸没水中排开水的体积），利用阿基米德原理求物体浸没在水中时受到的浮力；（3）提起物体时，滑轮组受到的拉力F拉等于物体重力减去受到的浮力，利用η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%求提起物体时滑轮组的机械效率；（4）根据η＝求出动滑轮的重力，根据工人最多能施加的拉力，利用F＝求滑轮组受到的最多拉力，根据ρ物＝求出物体的密度，最后根据F＝G-F浮求出物体的重力． 12．(1)5×104Pa；(2)50N；(3)12W，83.3% 【详解】解：(1)水对容器底部的压强 p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5m＝5×104Pa (2)物体受到的浮力 F浮＝ρgV排＝ρgV物＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-3m3＝50N (3)拉力做的功为 W总＝Fs＝F×3h＝20N×3×1m＝60J 拉力的功率为 物体的重力为 G＝mg＝10kg×10N/kg＝100N 有用功为 W有＝(G-F浮)h＝(100N-50N)×1m＝50J 当物体匀速上升时，滑轮组的机械效率为 答：(1)水对容器底部的压强为5×104Pa； (2)物体受到的浮力为50N； (3)拉力的功率为12W，滑轮组的机械效率为83.3%。 13．(1)石料浸没在水中受到的浮力是600N (2)滑轮组的机械效率约为 (3)滑轮组的机械效率约为 【详解】（1）石料浸没在水中，排开水的体积等于石料的体积。设石料体积为，石料浸没在水中受到的浮力为。 根据阿基米德原理，石料受到的浮力为：。 （2）石料在水中被匀速提升时，滑轮组需要克服的拉力（有用拉力）为石料的视重。 。 设工人的拉力为，动滑轮的重力为，承担动滑轮和物体的绳子段数为。 根据滑轮组的省力公式（不计绳重和摩擦）：， 因为动滑轮有重力，即，所以。 代入数据：，解得。 结合滑轮组的常见构造，应取整数，故。 此时滑轮组的机械效率为： （3）首先，根据石料在水中的受力情况计算动滑轮的重力。 由可得：。 当石料完全露出水面后，滑轮组需要克服的拉力为石料的重力，即。 此时工人的拉力为：。 此时滑轮组的机械效率为：。 14．（1）6×103N，9000N；（2）80%；（3）225kg 【详解】解：（1）物体完全浸没在水中时，物体排开水的体积 V排=V物=0.6m3 浸没在水中时物体受到的浮力 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6m3=6×103N 物体的重力G=1.5×104N；物体被匀速提起，则物体受到的拉力 F′=G-F浮=1.5×104N-6×103N=9×103N （2）由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，拉力端移动距离 s=3h 由题可知，物体受到的拉力F′所做的功为有用功，重物在未出水前被提升时，滑轮组的机械效率 （3）不计摩擦和绳重，动滑轮的重力 G动=3F-F′=3×3750N-9×103N=2250N 动滑轮的质量 答：（1）受到的浮力和拉力F′分别为6×103N、9×103N； （2）滑轮组的机械效率为80%； （3）动滑轮的质量为225kg。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $