备战中考物理热学问题求解方法综合题汇编及答案

一、初中物理热学问题求解方法
1．水是人类生存环境的重要组成部分。

水的三种状态分别是冰、水和水蒸气。

以下关于水的说法错误
．．的是（）
A．相同质量0℃水的体积大于0℃冰的体积
B．相同质量0℃水的内能大于0℃冰的内能
C．水蒸气很容易被压缩，说明气体分子之间的距离很远，几乎没有作用力
D．今年12月11日我县第一次出现霜林尽染的美景，说明气温已经低于0℃
【答案】A
【解析】
【详解】
A．根据
m
V
ρ=和ρρ
>
水冰
得质量相同的0℃水的体积小于0℃冰的体积，故A错误，符
合题意；
B．0℃水放热凝固成相同质量的0℃冰，所以相同质量0℃水的内能大于0℃冰的内能，故B正确，不符合题意；
C．水蒸气很容易被压缩，说明气体分子之间的距离很远，几乎没有作用力，故C正确，不符合题意；
D．霜是水蒸气遇冷凝华而成的，在标准大气压下水的凝固点是0℃，而霜的形成需要的温度更低，所以霜的形成，说明气温已经低于0℃，故D正确，不符合题意。

2．2019年12月27日晚，“长征五号遥三”运载火箭成功发射，如图所示。

该火箭的起飞质量约为870t，起飞升力约为1.05×107N，关于该火箭，下列说法正确的是（）
A．火箭利用“流体中流速小的位置压强大”的原理获得升力
B．火箭尾部喷气口热得发红，是通过做功改变了火箭尾部的内能
C．火箭发射时腾起的“白气”是液态水吸热汽化形成的
D．火箭起飞时受到向上的合力约为1.8×106 N（g取10 N/kg）
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．火箭发射是利用物体间力的作用是相互的原理来升空的，与流速小压强大没有关系，故A错误；
B ．火箭尾部喷气口热得发红，是通过热传递的方式改变了火箭尾部的内能，故B 错误；
C ．图中火箭尾部产生大量的“白气”，是因为尾气中的水蒸气遇冷发生了液化现象，故C 错误；
D ．火箭的起飞质量约为870t ，重力
568.710kg 10N/kg 8.710N G mg ==⨯⨯=⨯
由于G 竖直向下，起飞升力F 竖直向上，且G F ＜，所以二力的合力方向向上，大小为
7661.0510N 8.710N 1.810N F F G =-=⨯-⨯=⨯合
故D 正确。

故选D 。

3．甲、乙两容器中装有质量相等的水，水温分别为20℃和70℃，现将一温度为80℃的金属球放入甲容器中，热平衡后水温升高到40℃，然后迅速取出金属球并放入乙容器中，热平衡后以容器中水温为（不计热量散失和水的质量的变化）：
A ．65℃
B ．60℃
C ．55℃
D ．50℃
【答案】B
【解析】
【详解】
当将金属球放入甲容器中时，金属球放出的热量与水吸收的热量相等，即：
Q 金=Q 水
设金属球的质量为m 金、比热容为c 金、水的质量为m 水、水的比热容为c 水，则：
Q 金=c 金m 金（80℃-40℃）
Q 水=c 水m 水（40℃-20℃）
因为Q 金=Q 水，所以
c 金m 金（80℃-40℃）=c 水m 水（40℃-20℃）
化简得： 2=1
c m c m 水水
金金； 当将金属球放入乙容器中时，乙容器中的水放出的热量与金属球吸收的热量相等，即：
Q 水′=Q 金′
由于甲乙容器中的水的质量相等，又是同一个金属球，所以仍设金属球的质量为m 金、比热容为c 金、水的质量为m 水、水的比热容为c 水，此时两者共同的温度为t ℃，则：
Q 水′=m 水c 水（70℃-t ℃）
Q 金′=m 金c 金（t ℃-40℃）
因为：Q 水′=Q 金′所以
m 水c 水（70℃-t ℃）=m 金c 金（t ℃-40℃）
由于： 2=1c m c m 水水
金金
可得：
2(70℃-t ℃）=t ℃-40℃
解得t =60℃，故选B ．
4．如图所示的装置是我国古代劳动人民发明的提物工具——“差动滑轮”，俗称“神仙葫芦”。

它的上半部分是由固定在一起的半径分别为r 和R 的两个齿轮组成， 能绕中心轴 O 转动，下半部分是一个动滑轮。

封闭的链条绕过滑轮，动滑轮下面悬挂着质量为 M 的重物，已知 r :R =1:4。

悬挂动滑轮的链条处于竖直状态，滑轮与链条的重力及轴 O 处的摩擦均忽略不计。

现用大小为 F 的拉力以速率 v 匀速拉动链条。

则错误的判断是（ ）
A ．悬挂动滑轮的链条每根弹力大小都为
12Mg B ．拉力F 的大小为13
Mg C ．重物上升的速率为
3v D ．拉力F 的功率为
14
Mgv 【答案】D
【解析】
【详解】 A ．由于有两条链条悬挂动滑轮，滑轮与链条的重力及轴O 处的摩擦均忽略不计，重物的重力为Mg ，那么链条每根弹力大小都为12
Mg ，A 正确，不合题意； B ．可知拉力F 做的功转化为重物的重力势能，物体上升h ，那么力F 的作用端移动的距离为3h ，可以知道拉力做的功为F 3W F h =⋅，重物增加的重力势能为Mgh ，即
3F h Mgh ⋅=
拉力13
F Mg =，B 正确，不合题意； C ．以速率 v 匀速拉动链条，那么重物上升的速度为1
3v ，C 正确，不合题意；
D ．拉力F 的功率
13
P Fv Mg v ==⋅ D 错误，符合题意。

5．柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是（ ）
A ．吸气、压缩
B ．压缩、排气
C ．吸气、压缩、排气
D ．排气
【答案】D
【解析】
【详解】
吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入的只有空气，所以吸气冲程不同；柴油机属于压燃式点火，所以在压缩冲程中，柴油机比汽油机压缩程度高，所以压缩冲程不同；汽油机气缸顶部有个火花塞，柴油机气缸顶部有个喷油嘴，柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火，所以做功冲程不同；排气冲程只是将废气排出，所以柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是排气冲程；通过以上分析可知，故选D 。

6．有一支刻度不准的温度计，放在冰水混合物中，稳定后示数为﹣4℃，放在一标准气压下的沸水中，示数为92℃，把它放在某教室时温度计示数为28℃，教室的实际温度是________。

【答案】33℃
【解析】
【分析】
【详解】
摄氏温度的规定是：标准大气压下水的沸点为100℃，冰点为0℃，100℃和0℃之间有100等份，每一份代表1℃，而该温度计的96个小格表示100℃，设温度计示数为28℃时的实际温度为t ，则：
10000 92(4)28(4)
t --=----℃℃℃℃℃℃℃ 解得
t ≈33℃
7．一支刻好刻度的温度计，插入冰水混合物中时，水银柱长为4cm ；插入1标准大气压的沸水中时，水银柱长为24cm ，当温度计的水银柱长为16 cm 时，它所测量的实际温度是_________℃；如果实际温度为40℃，温度计水银柱长_________cm 。

【答案】60 12
【解析】
【详解】 [1]插入冰水混合物中时，水银柱顶端的位置代表0℃；插入1标准大气压的沸水中时，水银柱顶端的位置代表100℃，当温度计的水银柱长为16 cm 时，它所测量的实际温度
24cm 4cm 16cm 4cm 1000t
--=-℃℃ 可解得60t =℃；
[2]如果实际温度为40℃，温度计水银柱长
24cm 4cm 4cm 100040l --=-℃℃℃
可解得12cm l =。

8．如图所示，某单缸四冲程汽油机工作状态如图所示，此时的能量转化是__________；若飞轮的转速为1800r/min ，该汽油机每秒共经历了______________个冲程；汽油机工作时利用水循环将热量从高温的发动机自发转移到低温的水，这一现象说明_____________。

【答案】机械能转化为内能 60 能量的转移具有方向性
【解析】
【分析】
【详解】
[1]从图中可看到，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，这是压缩冲程，能量转化是机械能转化为内能。

[2]由题意可知，飞轮每秒转数是
1800r 1800r 30r/s 1min 60s
== 飞轮转两转，汽油机经历一个工作循环，即经历4个冲程，1s 内转30r ，经历的冲程数量是
304602
n ⨯== [3]热量能够从高温的物体转移到低温的物体，汽油机工作时利用水循环将热量从高温的发动机自发转移到低温的水，这一现象说明能量的转移具有方向性。

9．当水烧开时，我们会看到水蒸气将壶盖项起，从能量转化的角度看，这与四冲程汽油机的_________冲程的能量转化相同，若某单缸四冲程汽油机飞轮的转速为1200r/min ，则此汽油机每秒钟对外做功____________次。

【答案】做功 10
【解析】
【详解】
[1]水蒸气将壶盖项起，从能量转化的角度看，这是水蒸气内能转化为壶盖的机械能，四冲程汽油机的做功冲程也是把内能转化为机械能。

[2]由题意可知，飞轮的转速为
1200r 1200r 20r/s 1min 60s
== 即每秒钟飞轮转数是20r ，飞轮转两转，汽油机经历一个工作循环，对外做功1次，那么此汽油机每秒钟对外做功次数是10次。

10．将一杯热水倒入盛有一些冷水的容器中，冷水的温度升高了10 ℃，这是通过______的方式改变了冷水的内能。

又向容器内倒入同样一杯热水，冷水的温度又升高了6℃。

如果再向容器内倒入同样三杯热水，则冷水温度可再升高______℃（不计热量损失）。

【答案】热传递 9
【解析】
【分析】
【详解】
[1]热水倒入冷水中，热水放出热量，冷水吸收热量，冷水温度升高，是通过热传递的方式改变冷水的内能。

[2]热水倒入冷水中，热水放出的热量等于冷水吸收的热量，设一杯的热水质量为m ，初温为t ，冷水的质量为m 0，由热平衡方程可得第一次加入热水时
0(10)10cm t cm -=⨯℃℃
第二次加入热水时
0(16)()6cm t c m m -=+⨯℃℃
两式相减得03m m =，代入解得40t =℃。

若再加入同样三杯热水，设升高的温度为t ∆，则
03(4016)=(2)cm t c m m t --∆+∆℃℃
解得9t ∆=℃。

11．如图甲所示为超市一款电饭煲，在额定电压为220V 的电路中能正常工作，工作原理如图乙所示，R 2=160Ω，其加热功率与保温功率之间的关系为P 加热=5P 保温，试求：
(1)电阻R 1的阻值；
(2)用电高峰时段，电源电压变为200V ，此时电饭煲的保温功率为多少；
(3)电源电压为200V 时，标准气压下将3L 的汤从20℃加热至100℃，需要20min ，电饭煲
的加热效率是多少。

（31.010ρ=⨯汤kg/m 3，34.010c =⨯汤J/（kg ·℃））
【答案】(1)40Ω；(2)200W ；(3)80%
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由图乙可知，当闭合S 、1S 拨至2时，电路为1R 的简单电路，当闭合S 、1S 拨至1时，
电阻1R 与2R 串联，根据P =2
U R
可知，电阻越小，功率越大，可知当闭合S 、1S 拨至2时，是加热档位，当闭合S 、1S 拨至1时，是保温档位，由P ＝UI 、I ＝U R
得 P 加热＝21U R ，P 保温＝2
12
U R R + 则加热功率与保温功率之比为
P P 加热保温＝121R R R +＝51
电阻R 1的阻值
R 1＝14R 2＝14
×160Ω＝40Ω (2)电源电压变为200V ，此时电饭煲的保温功率为
P '保温＝212U R R +＝()2200V 40Ω160Ω
+＝200W (3)加热功率
P '加热
＝21U R ＝()2
200V 40Ω
＝1000W 由P ＝W t
得，20min 电饭煲消耗的电能 W 电＝P '加热t ＝1000W ×20×60s ＝1.2×106J
由ρ＝
m V
得水的质量 m ＝ρV ＝1.0×103kg/m 3×3×10-3m 3＝3 kg 水吸收的热量
Q 吸＝cm (t -t 0)＝4.0×103J/(kg ℃)⨯3kg (⨯100-℃20℃)＝9.6×105J
电饭煲的加热效率
η＝Q W 吸电＝569.610J 1.210J
⨯⨯＝80% 答：(1)电阻R 1的阻值为40Ω。

(2)电饭煲的保温功率为200W 。

(3)电饭煲的加热效率为80%。

12．如图所示，是最新一款无人驾驶四轮小汽车原型图。

汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。

该款车质量3
12g 10.k ⨯，每个轮胎与地面接触面积为222.510m -⨯，当小车以20m/s 的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km 时，消耗的汽油为1.5L 。

假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，求：
(1)该汽车静止在水平地面上时对地面的压强；
(2)在这段运动过程中，该汽车发动机做的有用功是多少？
(3)在这段运动过程中，该汽车的输出功率为多少？发动机提供的牵引力多大？
（已知：汽油的密度为330.810kg /m ⨯，汽油的热值为7
4.510J /kg ⨯）
【答案】(1)51.210Pa ⨯；(2)71.6210J ⨯；(3) 4.05×104W ；2025N
【解析】
【详解】
(1)该汽车静止在水平地面上时对地面的压力 341.210kg 10N/kg 1.210N F G mg ===⨯⨯=⨯
受力面积
2224 2.510m 0.1m S -=⨯⨯=
根据压强公式的对地面的压强
4521.210N 1.210Pa 0.1m
S p F ⨯==⨯= 对地面的压强是51.210Pa ⨯。

(2)消耗汽油的体积
3331.5L 1.5dm 1.510m V -===⨯ 由m V
ρ=可得，消耗汽油的质量 33330.810kg/m 1.510m 1.2kg m V ρ-'==⨯⨯⨯=
汽油完全燃烧放出的热量
771.2kg 4.510J/kg 5.410J Q m q ='=⨯⨯=⨯放 由100%W Q η=⨯放
得 7730% 5.410J 1.6210J W Q η==⨯⨯=⨯放
该汽车发动机做的有用功1.62×107J 。

(3)由s v t
=可得，汽车运动的时间 8000m =400s 20m/s
s t v == 在这段运动过程中，该汽车的输出功率
741.6210J 4.0510W 400s
W P t ⨯===⨯ 由W Fs =可得
71.6210J 2025N 8000m
W F s ⨯'=== 该汽车的输出功率2025N 。

答：(1)该汽车静止在水平地面上时对地面的压强为1.2×105Pa 。

(2)在这段运动过程中，该汽车发动机做的有用功是1.62×107J 。

(3)在这段运动过程中，该汽车的输出功率为4.05×104W ，发动机提供的牵引力为2025N 。

13．如图甲所示为大家常见的普通煤炉，通过燃烧煤将壶中的水进行加热。

为提高煤炉效率，某大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在炉壁的夹层中也加入水，在给壶中水加热的同时，也给炉壁夹层中的水加热。

现在1标准大气压下，壶中装有质量为4.5kg 温度为20℃的水，己知q 煤＝3×107J/kg ，c 水＝4.2×103J/(kg•℃)，求：
(1)如果烧开壶中的水，需要吸收多少热量？
(2)已知甲图煤炉烧水效率为28%，若用甲图煤炉烧开壶中的水，需要完全燃烧煤的质量是多少？
(3)在乙图煤炉加热过程中，在消耗等量煤的情况下，除烧开壶中的水外，还可把炉壁夹层中10kg 的水从20℃加热至40℃，则改进后乙图煤炉的烧水效率是多大？
【答案】(1)1.512×106J ；(2)0.18kg ；(3)43.56%。

【解析】
【分析】
(1)知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量； (2)知道普通煤炉的烧水效率，利用100%Q Q η=⨯吸放
可得煤完全燃烧放出的热量；已知煤的热值，利用Q mq =放可得普通煤炉完全燃烧煤的质量；
(3)由题知，双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg 水从20℃加热至40℃，根据吸热公式求出炉壁间水吸收的热量；由题意可知，壶内水吸收热量不变，则可求出双加热煤炉中水吸收的总热量（有用能量）；由题意可知，双加热煤炉中煤完全燃烧放出的热量不变，再利用效率公式求出改进后乙图煤炉的烧水效率。

【详解】
(1)1标准大气压下水的沸点为100℃，把壶内20℃，4.5kg 水烧开，水吸收的热量：
()()361 4.210J/kg 4.5kg 10020 1.51210J Q c m t =∆=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸水水℃℃℃；
(2)普通煤炉的烧水效率为28%，由100%Q Q η=⨯吸放
可得煤完全燃烧放出的热量： Q 放＝Q η吸
＝61.51210J 28%
⨯＝5.4×106J ， 由Q mq =放可得需要完全燃烧煤的质量： m 煤＝Q q 放
＝675.410J 310J
⨯⨯＝0.18kg ； (3)改进后乙图双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg 水从20℃加热至40℃，则炉壁间水吸收的热量： ()()2354.210J/kg 10kg 40208.410J Q c m t ''=∆=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸
水水℃℃℃， 而壶内水的初温、末温以及质量均不变，则壶内水吸收热量不变，则双加热煤炉中水吸收的总热量：
656
1.51210J8.410J
2.35210J
Q Q Q'
=+=⨯+⨯=⨯
吸吸
吸总
，
由题意可知，双加热煤炉与普通煤炉消耗煤的质量相等，则这些煤完全燃烧放出的热量不变，则双加热煤炉的烧水效率：
η′＝Q
Q
吸总
放
＝
6
6
2.35210J
5.410J
⨯
⨯
×100%≈43.56%。

答：(1)如果烧开壶中的水，需要吸收1.512×106J热量；(2)需要完全燃烧煤的质量是
0.18kg；(3)改进后乙图煤炉的烧水效率是43.56%。

14．为了探究液体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，某同学做了如下实验：在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器加热。

下表是所有的实验记录，根据实验记录回答下列问题。

(1)分析比较_____________烧杯的实验记录(选填烧杯号)，可得出的初步结论是：在质量和升高的温度都相同时，不同物质吸收的热量不同。

(2)分析比较①②两烧杯的实验记录，可得出的初步结论是：_____________________；分析比较③④两烧杯的实验记录，可得出的初步结论是：_________________________。

(3)结合(1)(2)中的结论，然后综合归纳可得出，物体温度升高时吸收热量的多少与
_______、______、_______有关系。

【答案】①③同种物质升高相同的温度时，质量不同吸收的热量不同同种物质质量相同时，升高的温度不同吸收的热量不同物质的种类质量升高的温度
【解析】
【分析】
（1）探究物质吸收的热量与种类有关，保持质量和升高的温度相同，物质的种类不同，分析比较哪两个烧杯；
（2）比较①②两烧杯，同种物质，质量不同，升高的温度相同，吸收的热量不同，分析吸收的热量与哪个因素有关；比较③④两烧杯，同种物质，质量相同，升高的温度不同，吸收的热量不同，分析比较吸收的热量与哪个因素有关；
（3）根据（1）（2）中的结论，综合归纳可得出，物体温度升高时吸收热量的多少与什么有关系。

【详解】
(1)[1]①杯的质量是300g，升高10℃用的时间是12min，③杯的质量是300g，升高10℃用的时间是6min，而每分钟吸收的热量是相等的，说明在质量和升高的温度都相同时，不同物质吸收的热量不同；
(2)[2]①②两烧杯，同种物质，质量不同，升高的温度相同，吸收的热量不同，说明同种物质升高相同的温度时，质量不同吸收的热量不同；
[3]③④两烧杯，同种物质，质量相同，升高的温度不同，吸收的热量不同，说明同种物质质量相同时，升高的温度不同吸收的热量不同；
(3)[4][5][6]综合上述结论，物体温度升高时吸收的热量的多少与物质的种类、物体的质量、升高的温度都有关系。

【点睛】
本题考查比热容的概念，需要知道控制变量法就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素和条件加以人为控制，只改变某个变量的大小，而保证其它的变量不变，最终解决所研究的问题。

15．为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验，实验数据记录如下：
（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定______的位置，再调整固定另一个的位置（选填“A”或“B”）；
（2）为保证实验结论的可靠，关于实验时“应控制两套装置中相同的量”的说法中，不必要的是______
A．食用油和水的质量相等 B．两套装置中的烧杯相同
C．两酒精灯的火焰大小相同 D．两酒精灯内酒精的质量相等
（3）实验中食用油和水从20℃升温至45℃，______（水/食用油）所需时间较长，_____（水/食用油）吸收的热量较多，由此可见， _____（水/食用油）吸热能力较强．
（4）实验中，加热相同的时间，水吸收的热量______（大于/小于/等于）食用油吸收的热量，______（水/食用油）升高的温度较多，______（水/食用油）吸热能力较强．
【答案】B D水水水等于食用油水
【解析】
(1)在安装、调整如图（甲）的实验器材时，应先固定B，再调整固定A，因为底部的距离应是固定的，而上部可以根据下部的情况进行灵活调节；（2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有：酒精灯中火焰的大小、水和食用油（ρ水>ρ食用油）的质量和初温度、烧杯等，酒精灯中的酒精多少不一定相同，D错误；（3）食用油和水从20℃升温至45℃，水所需时间较长，说明水吸收的热量较多，由此可见，水吸热能力较强．（4）加热相同的时间，水吸收的热量等于食用油吸收的热量，食用油升高的温度较多，说明水吸热能力较强．
二、初中物理浮力类问题
16．在三个完全相同的杯子中均盛满某种液体后，将一木块放在乙杯中后，木块漂浮在液体中，将另一个完全相同的木块浸没在丙杯中，并用细线将其系在丙杯的杯底，如图所示，此时三个杯子对桌面的压力分别为F 甲、F 乙、F 丙，液体对杯子底部的压强分别为
p 甲、p 乙、p 丙，则( )
A ．F F F ==甲乙丙
B ．p p p >=乙甲丙
C ．F F F <=甲乙丙
D ．p p p =>乙甲丙
【答案】C 【解析】 【分析】
本题考查物体的浮沉条件、液体压强。

【详解】
三个完全相同的杯子，杯子中均装满同种液体，设杯子中液体的重力为G 液，则甲杯与乙杯相比较：甲杯对桌面的压力：
F G G =+甲液容，
乙杯对桌面的压力：
F G G G G =+-+乙液木容排乙，
因为木块在乙杯中漂浮，
G F G ==浮乙木排乙，
所以
F G G =+乙液容，F F =甲乙；
丙杯与乙杯相比较：丙杯对桌面的压力：
F G G G G =++-丙液木容排丙，
木块在丙杯中用细线将其系在杯底上，
G F F G ==+浮丙拉木排丙，
所以G G >木排丙，则F F >乙丙．综上所述，可知
F F F <=甲乙丙；
三杯中液体的深度相同，由p gh ρ=得p p p ==乙甲丙，A 、B 、D 错误，C 正确。

故选C 。

【点睛】 较难题。

选项失分的原因
AC有绳子拉着物体浸没在液体中时不会分析物体的受力情况
BD忽略题中“液体的密度和高度均相同”这一隐含条件
17．如图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M的示意图，滑轮组固定在钢架上，滑轮组中的两个滑轮质量相等，绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N，连接圆柱体M与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N。

圆柱体M高为3m，底面积为0.02m2，密度为3
4.510
⨯kg/m3。

在绳端拉力F作用下，圆柱体M从其下表面距水面15m处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了3min，在这个过程中，拉力F的功率为160W，滑轮组的机械效率为η，钢架对定滑轮的拉力为T。

在圆柱体M被缓慢拉出水的过程中，圆柱体M的下表面受到水的压强为p。

不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，g取10N/kg。

下列选项中正确的是
A．压强p的最小值为15000Pa
B．拉力T的大小为2700N
C．拉力F的大小为640N
D．滑轮组的机械效率为90%
【答案】A
【解析】
【分析】
(1) 对动滑轮和物体做整体受力分析，对定滑轮做受力分析，根据=
F gV
ρ
浮液排
，求得M所受的浮力，再根据重力和浮力之比可求得M的重力，从而可求得拉力F大小；
(2) 因M有三段绳子承担，根据平衡条件M
3
F F
G G
+=+
浮轮
，可求得拉力T的大小；
(3) 根据M M
M M
()
==
+()
W W G F h G F
W W W G F G h G F G
η
--
==
-+-+
有有浮浮
浮浮
总有额动动
可求得滑轮组的机械效率；
(4)由绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N和连接圆柱体M与动滑轮挂钩的绳子
能承受的最大拉力为3000N ，可知圆柱体M 的下表面受到水的压力，再利用F
p S
=可求得压强p 的最小值。

【详解】
C ．圆柱体M 从其下表面距水面15m 处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了3min ，注意物体上升了12m ，可计算重物上升的速度
12m 1m/s 360s 15
s v t =
==⨯物 动滑轮一共绕了3段绳子，因此绳自由端移动速度为
1
=3=3m/s 0.2m/s 15
v v ⨯
=绳物 拉力F 的功率为160W ，根据P Fv =得出拉力
160W 800N 0.2m/s
P F v =
== 故C 项错误。

B ．已知圆柱体M 高为h =3m ，底面积S =0.02m 2，则圆柱体M 的体积V =0.06m 3，则圆柱体M 全部浸没时浮力
333= 1.010kg/m 10N/kg 0.06m 600N F gV ρ=⨯⨯⨯=浮液排
由于圆柱体M 全部浸没，则V=V 排，则
33
M 33
4.510kg/m 600N 1.010kg/m M G G gV F gV ρρρρ⨯====⨯浮水排 解得M 2700N G =；
整个装置处于平衡状态，对滑轮和物体做整体受力分析，如图
可知M 3F F G G +=+浮轮，
600N 3800N 2700N 300N G =+⨯-=轮
对定滑轮做受力分析如图所示，
可知拉力T 的大小
21600N 300N 1900N T F G =+=+=轮
故B 项错误。

D ．不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，克服动滑轮重做功为额外功
M M M M 100%100%
+()=100%
()=100%
2700N 600N
100%
2700N 300N 600N 87.5%
W W W W W G F h
G F G h G F G F G η=⨯=⨯-⨯-+-⨯-+-=
⨯--=有
总
有
有额
浮浮动浮
浮动
故滑轮组的机械效率87.5%，故D 项错误。

A ．因为M 3F F G G +=+浮轮，物体M 露出水面，浮力减小，拉力增大，每一段绳子的拉力最多增大到900N ，以后绕在滑轮组上的绳子将拉断； 此时的浮力最小：
M 3300N 2700N 3900N 300N F G G F =+-=+-⨯=浮最小动
压强的最小值
4
12300N 1.510Pa 0.02m
F p S =
==⨯ 故A 项正确。

故选A 。

考点：浮力，滑轮组机械效率
18．如图甲所示，盛有水的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上，容器重8N ，容器的底面积为 100cm 2，在弹簧测力计下悬挂一个长方体金 属块，从水面上方开始以恒定的速度，缓慢直
至全部浸没入水中，容器内水的深度由16cm 升高到20cm 在金属块未触底且水未溢出的过程中，弹簧测力计示数F 随时间t 变化的图像如图乙所示。

若不计水的 阻力，则下列分析不正确的是（ ）
A ．金属块未浸入水中时，水对容器底的压强为1600Pa
B ．金属块浸没后受到的浮力为4N
C ．金属块的密度为2.5×103kg/m 3
D ．金属块浸没在水中后，容器对桌面的压强为2400Pa 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A ．物块未放入水中时，容器底受到的水的压强
p=ρgh =1.0×103kg/m 3×10N/kg×0.16m=1600Pa
故正确，不符合题意；
B ．由图乙可知，空气中弹簧测力计的示数等于物体重力为10N ，浸没后弹簧测力计的示数为6N ，由称重法可知金属块浸没后受到的浮力为
10N-6N=4N
故正确，不符合题意； C ．物块浸没后，水的深度增加量
20cm-16cm =4cm =0.04m h ∆=
物块浸没在水中时物体排开水的体积
2430.01m 0.04m =410m V V S h -==∆=⨯⨯排物
物块的质量
10N =1kg 10N /kg
G m g =
= 物块的密度
3
3 43
1kg 2.510kg /m 410m
m V ρ-=
==⨯⨯物物 故正确，不符合题意；
D ．由于力的作用是相互的，液体给物块4N 的浮力，则物块给装置4N 的压力，容器中水的重力为
3322=10kg/m 110m 0.16m 10N /kg=16N G m g V g ρ-==⨯⨯⨯⨯水水水水
因此金属块浸没在水中后，容器对桌面的压强为
322
8N +16N +4N = 2.810Pa 110m
S G F G F p S -===⨯⨯++压容器水 故错误，符合题意。

故选D 。

19．甲、乙两种物质的质量和体积关系如图所示，分别用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a 和b ，放在足够多的水中静止后则（ ）
A ．a 漂浮，a 受到的浮力大于b 受到的浮力
B ．a 沉底，a 受到的浮力大于b 受到的浮力
C ．b 漂浮，b 受到的浮力大于a 受到的浮力
D ．b 沉底，b 受到的浮力大于a 受到的浮力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
AD ．由图象可知，当m 甲＝m 乙＝4g 时，V 甲＝2cm 3，V 乙＝8cm 3，则甲、乙两种物质的密度分别为
3
3
4g =
==2g cm 2cm m V ρ甲甲甲 3
3
4g =
==0.5g cm 8cm m V ρ乙乙乙 用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a 和b ，放在水中静止后
ρρρ甲乙水＞＞
所以a 沉底，b 漂浮，故AD 不符合题意；
BC ．设a 、b 物体的体积为V ，两物体所受浮力分别为
a F gV gV ρρ浮水排水＝＝
b b b F G m g Vg ρ乙浮＝＝＝
其中ρρ乙水＞，所以
a b F F 浮浮＞
故B 符合题意，C 不符合题意。

故选B 。

【点睛】
由图象读出任意一组质量和体积值，根据密度公式求出甲、乙的密度；分别用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a 和b ，放在水中静止后，比较物体密度与水的密度判断出两物体在水中的状态，物体沉底时排开水的体积和自身的体积相等，根据阿基米德原理表示出受到的浮力，物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等，根据重力公式和密度公式表示出受到的浮力，然后比较判断两物体受到浮力之间的关系。

20．水平桌面上，甲、乙两个相同的烧杯中盛有不同浓度的盐水。

现将两个相同的物块分别放入烧杯中，待物块静止时，两烧杯中液面恰好相平，如图所示。

则（ ）
A ．甲烧杯中物块受到浮力较小
B ．甲、乙两烧杯底部受到液体的压强相等
C ．向甲烧杯中缓慢加盐，物块受到的浮力一直增大
D ．向乙烧杯中缓慢加水，物块受到的浮力一直减小 【答案】A 【解析】 【分析】
【详解】
A ．物体在甲中下沉，受到的浮力小于物体重。

在乙中漂浮，物体受到的浮力等于物体重；因此甲杯中物块受到浮力较小，故A 正确；
B ．物体在甲中下沉
ρρ<甲物
在乙中漂浮
ρρ>乙物
则。