初中物理物体的浮沉条件及其应用计算题

(9分)如图所示，某同学在薄壁平底试管中装入一些沙子，管口密封，制成一个“土密度计”。当把它放入水中竖直漂浮时，试管露出水面的高度为5cm；当把它放入某液体中竖直漂浮时，试管露出液面的高度为7cm．若试管和沙子的总质量为30g，试管的横截面积为1.5cm²，水的密度为1×10³kg/m³．求：
  
（1）在水中漂浮时，水对试管底部的压强．
（2）某液体的密度．（取g = 10N/kg，保留两位小数）

2010年5月31日，一场特大暴雨突袭广西某市，致使该市某中学一千多名师生被洪水围困！武警某部官兵利用冲锋舟为学校师生开辟了水上生命线，该冲锋舟自重为0.6×104N，满载时排开水的体积为1.5m3，吃水深度为0.5m。（已知ρ水=1.0×103kg/m3，取g＝10N/kg），求：（1）冲锋舟满载时底部所受水的压强多大？（2）冲锋舟满载时所受的浮力是多少？
（3）假设每人的平均质量为60kg，为保证安全，冲锋舟最多能承载多少人？

如图19所示，柱形容器重力不计，底面积为6×10^-2 m²。容器内放有一密度为0.6×10³kg/m³，体积为10^-3 m³正方形木块，用一条质量可忽略不计的细绳，两端分别系于木块底部中心和柱形容器的中心．容器内有一定质量的水，水深20cm，此时木块处于漂浮，但细绳刚好拉直，对木块没有拉力．细绳能承受的最大拉力为3牛．求：
（1）木块漂浮时，浸入水中的体积多大？
（2）向容器内缓慢注水，细绳对木块的拉力刚好达到最大时值，木块排开水的体积？
（3）向容器内缓慢注水（水未溢出）多少千克时，细绳断裂？
（4）细绳断裂后，整个容器对水平桌面的压强是多大？

抗洪抢险中解放军战士穿的救生衣是用泡沫塑料（泡沫塑料的密度为0.3×10³kg/m³）制成的，使用时必须使人的头部露出水面（该部分体积约占人体总体积的1/10）才有效。如果救生衣的体积为2.4×10^－2m3，则使用该救生衣的解放军战士最大质量不得超过多少kg？

由我国所自行设计的“海鸥300”轻型水陆两栖飞机可用于公务飞行、货物运输、海岸巡逻等。设飞机的总质量为4000kg，g取10N/kg。
（1）飞机在空中飞行时，利用________________________________________________
的原理，使飞机获得升力。

（2）飞机停在水面时，排开水的体积是多少m³?
（3）若飞机在空中以360km/h的速度水平匀速飞行时，它在水平方向受到的阻力为飞机重力的0.1倍，飞机发动机的功率是多少W？

一空心铜球重4.9牛，体积为500厘米³，把它放入水中后，它是上浮、悬浮还是下沉？如浸入密度为1.2×10³千克／米³的盐水中，球静止后受到的浮力是多大？

如图所示，将边长为的实心正方体木块轻轻放入盛满水的溢水杯中，设水的密度为，木块静止时，从杯中溢出的水的质量为M。根据以上条件，求出三个与木块有关的物理量。(木块面积、体积除外)

小亮在学习了“浮力”之后，做了一个观察鸡蛋悬浮的实验。其主要操作步骤如下：如图所示，先在水平桌面上放置一个底面积为100㎝²的圆筒形容器（厚度可忽略），向容器中注入10㎝深的水，再取一个鸡蛋，称得其质量为55g，将它轻轻放入水中，发现鸡蛋沉至容器底部，此时测得水面升高了5mm；然后，向容器中加食盐并不停地搅动，直到鸡蛋恰好悬浮起来为止。请计算：
（1）      容器中未放入鸡蛋时，水对容器底部的压强是多大？（g=10N/kg)
（2）      当鸡蛋悬浮起来时，盐水的密度是多少

如图所示，边长为10 cm的实心正方体木块，密度为0.6×10³kg/m³，静止在装有足量水的容器中，且上下底面与水面平行，求：

（1）木块在水中所受浮力的大小；
（2）木块浸在水中的体积；
（3）水对木块下底面的压强.（取g＝10 N/kg）

抗洪抢险中解放军战士穿的救生衣是用泡沫塑料（泡沫塑料的密度为0.3×10³kg/m³）制成的，使用时必须使人的头部露出水面（该部分体积约占人体总体积的1/10）才有效。如果救生衣的体积为2.4×10^－2m3，则使用该救生衣的解放军战士最大质量不得超过多少kg？

如图所示是我国新装配的水陆两用坦克，总质量约为20吨，配备的是柴油发动机，输出功率为400kW，在水中最大行驶速度约为5m/S

（1）该坦克在河水中行驶时排开水的体积约为多少？
（2）当在水中以最大速度匀速行驶时其受到的阻力约为多少？
（3）如果该坦克匀速行驶半小时需要消耗120千克柴油，求该机的效率是多少？（柴油的热值为3×10⁷J/kg）

一空心铜球重4.9牛，体积为500厘米³，把它放入水中后，它是上浮、悬浮还是下沉？如浸入密度为1.2×10³千克／米³的盐水中，球静止后受到的浮力是多大？

重力为0.735牛的实心物体漂浮在水面上，露出水面的体积为2.5×10^-5米³。求：
（1）物体排开水的体积。  
（2）物体的密度。

(10分)科技人员设计了一种可移动式太阳能水上漂浮房，它具有冬暖夏凉的优点，不仅为人们到海滨旅游提供了方便，而且节约了能源、减少了对环境的污染．某可移动式太阳能水上漂浮房的屋顶安装了太阳能电池板，接收太阳能的功率为9.0×10³W，能为该房供应热水和在水上移动等提供能量．
(1)漂浮房冬暖夏凉，利用了水的 ▲ 比较大的特性．
(2)太阳能电池板将太阳能转化为 ▲ 能．若只用来给水加热时，电池板两极的电压为200V，加热电阻丝的电阻为15Ω，设电阻丝产生的电热全部转化为水的内能，则加热5min，水的内能增加了 ▲ J．
(3)有5位中学生从岸上进入漂浮房参观，则水对漂浮房的浮力约增加 ▲ N．
(4)若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮房前进所需的能量，漂浮房在平静的水面上以恒定功率沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变．从某一时刻开始，漂浮房受到承平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图所示，t=50s后，漂浮房以2.5m/s的速度做匀速直线运动．则在整个运动过程中，漂浮房受到的阻力大小为 ▲ N，太阳能转化为机械能的效率为 ▲ ．

小亮在学习了“浮力”之后，做了一个观察鸡蛋悬浮的实验。其主要操作步骤如下：如图所示，先在水平桌面上放置一个底面积为100㎝²的圆筒形容器（厚度可忽略），向容器中注入10㎝深的水，再取一个鸡蛋，称得其质量为55g，将它轻轻放入水中，发现鸡蛋沉至容器底部，此时测得水面升高了5mm；然后，向容器中加食盐并不停地搅动，直到鸡蛋恰好悬浮起来为止。请计算：
（1）容器中未放入鸡蛋时，水对容器底部的压强是多大？（g=10N/kg)
（2）当鸡蛋悬浮起来时，盐水的密度是多少