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44703.pdf

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1、 1 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 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

2、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。2 (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。3 2.

3、(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=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

4、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:4 (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。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:5(1)金属块未放入水中时,容器底部受到水的压力是多

5、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?6 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

6、 S0的盛有足量水的圆柱形容器中,有 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?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1.01

7、03kg/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。7 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

8、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=210-3 m3;(2)容器甲中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:8 h1=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=8

9、00 kg/m3=0.8103 kg/m3。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

10、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-F0=4.5 N-0.9 N=3.6 N。(2)饮料的质量 m=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=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 9 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=1.1103 Pa。

11、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：FGV g浮排水排，GGVg冰冰化水水冰化水，所以：V gVg水排水冰化水，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

12、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。【答案】(1)0.8 N(2)810-5 m3 10【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=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

13、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

14、得,圆柱体浸没时排开水的体积:V排=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,11 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=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,底面积为100 cm2,容器内装 40 N

15、 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 Pa10010-4 m2=2

16、0 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=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，液体未溢出，圆往体不吸收液体，整个过程电子秤示

17、数m随液体的深度变化关系图像如图乙所示。若圆 12 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=300cm3；

18、所以，液体密度是：3300g300cmmV=1g/cm3=1103 kg/m3；（3）当 A 下降到容器底时，液面高度是：322A300cm=100cm40cmVhSS 液容=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

19、/m310N/kg0.02m=200pa。13 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 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+

20、8 N (4)12.5 cm【解析】(1)物块的体积 V=L3=(0.1m)3=0.001 m3;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-)0.001 m3=8 N;(2)因为物块漂浮,所以 G=F浮=8 N,物块的密度=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=;(4)物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之

21、比为=,解得F0=50 N,物块漂浮时,14 水对容器底部的压强 p1=,未投入物块时,水对容器底部的压强 p2=,根据题意可知,p1-p2=-=200 Pa,解得 S0=0.04 m2,未投入物块时水对容器底部的压强 p2=1 250 Pa,由 p=gh 得:未投入物块时容器中水的深度 h=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

22、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，15 铁块的质量 m铁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。