2024年中考物理专项训练（全国通用）-压轴题07 压强与浮力综合计算（原卷版+解析版）

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结合单个实际物体(或模型)的漂浮、悬浮等状态，通过分析不同状态浮力与重力关系进行计算 ；
结合外力作用下(绳子拉、手压等)的物体通过受力分析计算所受外力、浮力、自身重力大 小等物理量；
结合弹簧测力计，通过分析物体进水(出水)前后弹簧测力计示数变化(图像),计算相关物理量；
结合外力(上端绳拉、手放、升高或降低容器高度等)作用，通过分析物体进水(出水)前后的变化，计算相关物理量；
结合单个物体(两个相连物体),通过分析容器阀门开关(向容器注水)前后物体所受浮力 (浸没体积)变化，计算相关物理量；
结合绳拉(弹簧连接、硬杆连接)物体，通过分析容器阀门开关(向容器注水)及绳子断裂 (弹簧弹力大小、硬杆支持力)前后，物体所受浮力、液面高度等，计算相关物理量，涉及相关图像分析.
1、浮沉状态受力分析及计算
2、物体入液体受力分析及计算（出水、入水类）
注：出液体过程可以看作入液体过程的逆过程。
3、物体注液受力分析及计算（注水、排水类）
注：排液过程可以看作注液过程的逆过程。
目录：
01 入水问题
02 出水问题
03 注水问题
04 抽水问题
05 入水、注水综合（含换位、叠放问题）
06 电学在压强与浮力中的应用
07 杠杆在压强与浮力中的应用
08 滑轮在压强与浮力中的应用
09 含细绳问题
10 按压问题
11 两物块连体问题
12 生活情景中的综合计算题
01 入水问题
1．（2024·湖北省直辖县级单位·模拟预测）如图所示，将重为、底面积为的薄壁（不计厚度）柱形溢水杯装入一定量的水，放置在水平的压力传感器上（压力传感器的表面足够大），压力传感器的示数为。用轻质细线悬挂一重、高，底面积为不吸水的圆柱体，初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为，现提住细线缓慢下移，使圆柱体逐渐浸入水中，当圆柱体下降时，水面达到溢水口。求：
（1）只将圆柱体放在压力传感器的正中央时，圆柱体对传感器的压强；
（2）未浸入水中时，溢水杯中水的质量；
（3）圆柱体刚好浸没时，细线对圆柱体的拉力；
（4）圆柱体从初始位置到刚好浸没，水对溢水杯底部压强的变化量。
【答案】（1）5×103Pa；（2）2.7kg；（3）21N；（4）200Pa
【详解】解：（1）只将圆柱体放在压力传感器的正中央时，圆柱体对传感器的压力
F=G=30N
圆柱体对传感器的压强
（2）溢水杯中水的重力
G′=30N-3N=27N
溢水杯中水的质量
（3）圆柱体刚好浸没水中时排开水的体积
V排=V=S物h=60cm2×15cm=900cm3
圆柱体受到水的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×900×10-6m3=9N
细线对圆柱体的拉力
F拉=G-F浮=30N-9N=21N
（4）因为初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4cm，现提住细线缓慢下移，使圆柱体逐渐浸入水中，当圆柱体下降7cm时，水面达到溢水口，则圆柱体从接触水面到水面上升到溢水口过程中下降的高度
h下=7cm-4cm=3cm
设此过程中水面上升的高度为Δh，则水面上升到溢水口时圆柱体浸入水中的深度
h浸=h下+Δh=3cm+Δh
V排=S杯Δh=S物h浸=S物×(3cm+Δh)
150cm2×Δh=60cm2×(3cm+Δh)
解得Δh=2cm；此时圆柱体浸入水中的深度
h浸=h下+Δh=3cm+2cm=5cm