2020中考物理重点知识强化训练专题十压强浮力的综合计算试题.doc

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1、专题十：压强浮力的综合计算考点一：压强计算1.(2019上海)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲、乙底部所受液体的压强相等。容器甲中盛有水,水的深度为0.08米,容器乙中盛有另一种液体。(g取9.8 N/kg)(1)若水的质量为2千克,求容器甲中水的体积V水。(2)求容器甲中水对容器底部的压强p水。(3)现往容器甲中加水,直至与乙容器中的液面等高,此时水对容器底部的压强增大了196帕,求液体乙的密度液。2.(2019福建)将平底薄壁直圆筒状的空杯,放在饮料机的水平杯座上接饮料。杯座受到的压力F随杯中饮料的高度h变化的图象如图。饮料出口的横截面积S1=0.8 cm2,饮

2、料流出的速度v=50 cm/s,杯高H=10 cm,杯底面积S2=30 cm2,g取10 N/kg。(1)装满饮料时,杯底受到饮料的压力为多大?(2)饮料的密度为多大?(3)设杯底与杯座的接触面积也为S2,饮料持续流入空杯5 s后关闭开关,杯对杯座的压强为多大?考点二：浮力的计算1.（2019呼和浩特）有人说，水里的冰山融化后，水面会上升，你认为这种说法是否正确?请你用下面给出的图示，并用学过的知识进行正确解释（忽略热冷缩对水和冰的影响.已知冰和水的密度之比为0.9），并得出正确结论。2.(2019北京)将物块竖直挂在弹簧测力计下,在空气中静止时弹簧测力计的示数F1=2.6 N。将物块的一部分

3、浸在水中,静止时弹簧测力计的示数F2=1.8 N,如图所示。已知水的密度水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg。求: (1)物块受到的浮力;(2)物块浸在水中的体积。考点三：压强浮力的综合计算1.在物理实验操作考核中,水平桌面上放置底面积为100 cm2的圆柱形容器(不计容器壁厚度),内有12 cm的水(如图甲),某考生用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体, 从水面开始缓慢浸入水中, 拉力F与圆柱体下表面到水面距离h的变化关系如图乙所示,当圆柱体下表面距水面为10 cm时,系圆柱体的细线恰好松开,圆柱体沉入容器底部(水未溢出),如图丙所示。(g取10 N/kg)求:(1)圆柱体浸没在水中时受

4、到的浮力;(2)圆柱体的体积;(3)圆柱体沉入底部时,水对容器底部的压强。2.(2019黔南州)如图所示,放置在水平地面上重10 N的平底薄壁容器,底面积为100 cm2,容器内装40 N的水,水深20 cm。现将一体积为200 cm3的金属块系在弹簧测力计挂钩上,然后把它浸没于容器内的水中(水未溢出,金属块未接触容器底部),弹簧测力计示数为15.8 N。(水=1.0103 kg/m3,g=10 N/kg)求:(1)金属块未放入水中时,容器底部受到水的压力是多少?(2)金属块浸没于水中后,容器对水平地面的压强是多少?3.（2019重庆B卷）如图甲所示,将底面积为100cm2高为10cm的柱形容

5、器，M置于电子称上，逐渐倒人某液体至3cm深，再将系有细绳的圆柱体缓慢向下浸入液体中，液体未溢出，圆往体不吸收液体，整个过程电子秤示数m随液体的深度变化关系图像如图乙所示。若圆柱体A的质量为216g，密度为0.9g/cm3底面积为40cm2，求:（1）容器的重力；（2）液体的密度；（3）在圆柱体浸人液体的过程中，当电子称示数不再变化时液体对容浸人液体前增加了多少?4.如图所示,正方形物块边长为10 cm, 漂浮于足够高的底面积为S0的盛有足量水的圆柱形容器中,有15体积露出水面。g取10 N/kg。求:(1)该物块受到的浮力;(2)该物块的密度;(3)若未投入物块时,水对容器底部的压力为F0。

6、试求出物块漂浮时,水对容器底部的压力F1并求出物块浸没时水对容器底部的压强;(4)若物块漂浮时与未投入物块时比较,水对容器底部的压强变化了200 Pa,物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比为3029,则未投入物块时容器中水的深度是多少? 5.（2019凉山州）如图所示，在木块A上放有一铁块B，木块刚好全部浸入水中，已知：木块的体积为100cm3，木块的密度为水0.6103kg/m3，水的密度水1.0103kg/m3，容器底面积为100cm2（g10N/kg）求：（1）C点受到的水压强和容器底部受到水的压力；（2）铁块的质量。备战2020中考物理重点知识强化训练专题十：压强浮力的综合计算

7、参考答案考点一：压强计算1.(2019上海)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲、乙底部所受液体的压强相等。容器甲中盛有水,水的深度为0.08米,容器乙中盛有另一种液体。(g取9.8 N/kg)(1)若水的质量为2千克,求容器甲中水的体积V水。(2)求容器甲中水对容器底部的压强p水。(3)现往容器甲中加水,直至与乙容器中的液面等高,此时水对容器底部的压强增大了196帕,求液体乙的密度液。【答案】(1)210-3 m3(2)784 Pa(3)0.8103 kg/m3【解析】(1)容器甲中水的体积:V水=m水=2 kg1.0103kg/m3=210-3 m3;(2)容器甲中

8、水对容器底部的压强:p水=水gh=1.0103 kg/m39.8 N/kg0.08 m=784 Pa。(3)当容器甲内加水至与容器乙液面相平时,设此时水深为h1,此时水对容器底部的压强:p1=p水+p=784 Pa+196 Pa=980 Pa;由p=gh可得此时水的深度:h1=p1水g=980 Pa1.0103N/kg9.8 N/kg=0.1 m;由题知,原来容器甲、乙底部所受液体的压强相等,即:p乙=p水=784 Pa;由p=gh可得,液体乙的密度:乙=p乙gh1=784 Pa9.8 N/kg0.1 m=800 kg/m3=0.8103 kg/m3。2.(2019福建)将平底薄壁直圆筒状的空

9、杯,放在饮料机的水平杯座上接饮料。杯座受到的压力F随杯中饮料的高度h变化的图象如图。饮料出口的横截面积S1=0.8 cm2,饮料流出的速度v=50 cm/s,杯高H=10 cm,杯底面积S2=30 cm2,g取10 N/kg。(1)装满饮料时,杯底受到饮料的压力为多大?(2)饮料的密度为多大?(3)设杯底与杯座的接触面积也为S2,饮料持续流入空杯5 s后关闭开关,杯对杯座的压强为多大?【答案】(1)3.6 N(2)1.2103 kg/m3(3)1.1103 Pa【解析】(1)由图可知空杯对杯座的压力F0=0.9 N;装满饮料时,杯对杯座的压力F1=4.5 N;所以杯底受到饮料的压力:F=F1-

10、F0=4.5 N-0.9 N=3.6 N。(2)饮料的质量m=Gg=Fg=3.6 N10 N/kg=0.36 kg;杯中饮料的体积V=S2H=30 cm210 cm=300 cm3=310-4 m3;则饮料的密度=mV=0.36 kg310-4 m3=1.2103 kg/m3;(3)饮料持续流入空杯5 s,则流入杯中饮料的质量m1=S1vt=1.2103 kg/m30.810-4 m20.5 m/s5 s=0.24 kg;此时饮料对杯底的压力F2=m1 g=0.24 kg10 N/kg=2.4 N,此时杯对杯座的压强p=F0+F2S2=0.9 N+2.4 N3010-4 m2=1.1103 P

11、a。考点二：浮力的计算1.（2019呼和浩特）有人说，水里的冰山融化后，水面会上升，你认为这种说法是否正确?请你用下面给出的图示，并用学过的知识进行正确解释（忽略热冷缩对水和冰的影响.已知冰和水的密度之比为0.9），并得出正确结论。答：由于冰块漂浮，F浮=G冰，由阿基米原理：F浮=G排；又因为冰熔化前后重力不变，G冰=G冰化水即有：G排=G冰化水，因为：，所以：，故V排=V冰化水；所以冰熔化前后水面不升也不降。2.(2019北京)将物块竖直挂在弹簧测力计下,在空气中静止时弹簧测力计的示数F1=2.6 N。将物块的一部分浸在水中,静止时弹簧测力计的示数F2=1.8 N,如图所示。已知水的密度水=

12、1.0103 kg/m3,g取10 N/kg。求: (1)物块受到的浮力;(2)物块浸在水中的体积。【答案】(1)0.8 N(2)810-5 m3【解析】(1)由称重法可得物块受到的浮力:F浮=F1-F2=2.6 N-1.8 N=0.8 N;(2)由F浮=水gV排可得,物块浸在水中的体积:V排=F浮水g=0.8 N1.0103N/kg10 N/kg=810-5 m3。考点三：压强浮力的综合计算1.在物理实验操作考核中,水平桌面上放置底面积为100 cm2的圆柱形容器(不计容器壁厚度),内有12 cm的水(如图甲),某考生用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体, 从水面开始缓慢浸入水中, 拉力F与圆柱体下

13、表面到水面距离h的变化关系如图乙所示,当圆柱体下表面距水面为10 cm时,系圆柱体的细线恰好松开,圆柱体沉入容器底部(水未溢出),如图丙所示。(g取10 N/kg)求:(1)圆柱体浸没在水中时受到的浮力;(2)圆柱体的体积;(3)圆柱体沉入底部时,水对容器底部的压强。【答案】(1)1 N(2)110-4 m3(3)1.3103 Pa【解析】(1)由图乙可知,圆柱体未浸入水中时弹簧测力计读数F1=3 N,圆柱体浸没在水中后弹簧测力计读数F2=2 N,由称重法可得,圆柱体浸没在水中时受到的浮力:F浮=F1-F2=3 N-2 N=1 N;(2)由F浮=水gV排得,圆柱体浸没时排开水的体积:V排=F浮

14、水g=1 N1103kg/m310 N/kg=110-4 m3,因圆柱体浸没在水中,则圆柱体体积V=V排=110-4 m3;(3)圆柱体未浸入水中时水的体积V水=S容h=100 cm212 cm=1 200 cm3,圆柱体沉入水底后,圆柱体与水的总体积V总=V水+V柱=1 200 cm3+100 cm3=1 300 cm3,则圆柱体沉底后水的深度h=V总S容=1 300 cm3100 cm3=13 cm=0.13 m,此时水对容器底部的压强p=水gh=1103 kg/m310 N/kg0.13 m=1.3103 Pa。2.(2019黔南州)如图所示,放置在水平地面上重10 N的平底薄壁容器,底

15、面积为100 cm2,容器内装40 N的水,水深20 cm。现将一体积为200 cm3的金属块系在弹簧测力计挂钩上,然后把它浸没于容器内的水中(水未溢出,金属块未接触容器底部),弹簧测力计示数为15.8 N。(水=1.0103 kg/m3,g=10 N/kg)求:(1)金属块未放入水中时,容器底部受到水的压力是多少?(2)金属块浸没于水中后,容器对水平地面的压强是多少?【答案】(1)20 N(2)5 200 Pa【解析】(1)金属块未放入水中时,容器底部受到水的压强p=水gh=1.0103 kg/m310 N/kg2010-2 m=2 000 Pa,容器底部受到水的压力F=pS=2 000 P

16、a10010-4 m2=20 N;(2)金属块浸没于水中受到的浮力F浮=水gV排=水gV=1.0103 kg/m310 N/kg20010-6 m3=2 N,金属块的重力G金属=F浮+F示=2 N+15.8 N=17.8 N;容器对水平地面的压力F压=(G容+G水+G金属)-F示=(10 N+40 N+17.8 N)-15.8 N=52 N,此时容器对水平地面的压强p=F压S=52 N10010-4 m2=5 200 Pa。3.（2019重庆B卷）如图甲所示,将底面积为100cm2高为10cm的柱形容器，M置于电子称上，逐渐倒人某液体至3cm深，再将系有细绳的圆柱体缓慢向下浸入液体中，液体未溢

17、出，圆往体不吸收液体，整个过程电子秤示数m随液体的深度变化关系图像如图乙所示。若圆柱体A的质量为216g，密度为0.9g/cm3底面积为40cm2，求:（1）容器的重力；（2）液体的密度；（3）在圆柱体浸人液体的过程中，当电子称示数不再变化时液体对容浸人液体前增加了多少?解：（1）由图乙知道，容器M的质量是：m=100g=0.1kg，故容器的重力是：G=mg=0.1kg10N/kg=1N；（2） 由图乙知道，当液体深度h=3cm时，电子秤示数为400g，即容器和液体的总质量为400g，此时液体质量是：m液=m总-m液=400g-100g=300g，液体体积是：V液 =Sh=100cm2 3cm

18、=300cm3；所以，液体密度是： =1g/cm3 =1103 kg/m3；（3） 当A下降到容器底时，液面高度是： =5cm；相比A浸入前，液面上升的高度是：h=h-h=5cm-3cm=2cm；此时：V排=SA h=40cm2 5cm=200cm3 =210-4 m3 ；A受到的浮力是：F浮 =液 gV排 =1103 kg/m3 10N/kg210-4 m3 =2N，GA =mA g=0.216kg10N/kg=2.16N，因为，F浮GA，所以A最终会沉入容器底部。故液体对容器底相比A浸入液体前增加的压强：p=液 gh=1103 kg/m310N/kg0.02m=200pa。4.如图所示,正

19、方形物块边长为10 cm, 漂浮于足够高的底面积为S0的盛有足量水的圆柱形容器中,有15体积露出水面。g取10 N/kg。求:(1)该物块受到的浮力;(2)该物块的密度;(3)若未投入物块时,水对容器底部的压力为F0。试求出物块漂浮时,水对容器底部的压力F1并求出物块浸没时水对容器底部的压强;(4)若物块漂浮时与未投入物块时比较,水对容器底部的压强变化了200 Pa,物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比为3029,则未投入物块时容器中水的深度是多少? 【答案】(1)8 N(2)0.8103 kg/m3(3)F0+8 NF0+10 NS0(4)12.5 cm【解析】(1)物块的体积V=L

20、3=(0.1m)3=0.001 m3;15体积露出水面时物块受到的浮力F浮=水gV排=1103 kg/m310 N/kg(1-15)0.001 m3=8 N;(2)因为物块漂浮,所以G=F浮=8 N,物块的密度=mV=GgV=GgV=8 N10 N/kg0.001m3=0.8103 kg/m3;(3)物块漂浮时,物块受到的浮力等于物块重力,水对容器底部的压力F1=F0+G=F0+8 N;物块浸没时,水对容器底部的压力F2=F0+水gV=F0+1103 kg/m30.001 m310 N/kg=F0+10 N;物块浸没时水对容器底部的压强p=F2S0=F0+10 NS0;(4)物块浸没时与物块漂

21、浮时水对容器底部的压力之比为F0+10 NF0+8 N=3029,解得F0=50 N,物块漂浮时,水对容器底部的压强p1=F1S0=F0+8 NS0,未投入物块时,水对容器底部的压强p2=F0S0,根据题意可知,p1-p2=F0+8 NS0-F0S0=200 Pa,解得S0=0.04 m2,未投入物块时水对容器底部的压强p2=F0S0=50 N0.04m2=1 250 Pa,由p=gh得:未投入物块时容器中水的深度h=p2水g=1 250 Pa1103kg/m310 N/kg=0.125 m=12.5 cm。5.（2019凉山州）如图所示，在木块A上放有一铁块B，木块刚好全部浸入水中，已知：木

22、块的体积为100cm3，木块的密度为水0.6103kg/m3，水的密度水1.0103kg/m3，容器底面积为100cm2（g10N/kg）求：（1）C点受到的水压强和容器底部受到水的压力；（2）铁块的质量。解：（1）由图可知C点的深度：h40cm0.4m，则C点受到水的压强为：p水gh1103kg/m310N/kg0.4m4103Pa；由于C点在容器底部，则容器底部受到水的压强与C点的压强相等，根据p=FS可得容器底部受到水的压力：FpS4103Pa100104m240N；（2）木块刚好全部浸入水中，则V排V木100cm31104m3；则木块受到的浮力：F浮水gV排1103kg/m310N/kg1104m31N，木块受到的重力：G木木V木g0.6103kg/m31104m310N/kg0.6N，因为木块和铁块的整体处于漂浮，所以，F浮G总G木+G铁，则铁块的重力：G铁F浮G木1N0.6N0.4N，铁块的质量m铁=G铁g=0.4N10N/kg=0.04kg40g。答：（1）C点受到的水压强为4103Pa，容器底部受到水的压力为40N；（2）铁块的质量是40g。