2023年中考物理考前15天押题系列-压强、浮力计算

2023年中考物理考前15天押题系列之压强、浮力计算例题解析：例1.〔09四川自贡〕.在水平桌面上放置一个空玻璃杯，它的底面积为0.01m2，它对桌面的压强为200Pa。(1)求玻璃杯的重力大小。〔2〕在玻璃杯中装入1kg水后，水对杯底的压强为900Pa，求水的深度；并通过计算推测出玻璃杯的大致形状是右图中〔a〕、(b)、(c)的哪一种？〔水的密度为，取g=10N/kg，杯壁的厚度可忽略〕解析：〔1〕由P=得：玻璃杯的重力：G=F=PS=200Pa×0.01m2=2N(2)由P.=ρgh得：水的深度h===0.09m假设杯壁是竖直的，装入1kg的水后杯中水的深度为：H===0.1m因为H＞h，所以水杯是底小.口大，大致形状是图a例2．〔2023年·四川达州卷〕如下图，将一个体积为1.0×10-3m3、重6N的木块用细线系在底面积为400cm〔1〕木块浸没在水中受到的浮力〔2〕剪断细线后，木块处于静止时，木块露出水面的体积多大〔3〕木块露出水面处于静止后，容器底部所受水的压强减小了多少解析：〔1〕由F浮=ρ液V排g得木块浸没在水中时受到的浮力：F浮=1.0×103kg/m3×1.0×10〔2〕木块静止在水面时，由于漂浮，所以F浮=G=6N，V排’=F浮/ρ水g=6N/1.0×103kg/m3V露=V-V排’=1.0×10-3m3-6.0×10-4〔3〕h减=V露/S=4.0×10-4m3/400×10-4m2=0.01m，由p=ρp=1.0×103kg/m3×例3．〔2023年中考·浙江宁波卷〕为了给立方体工件外表均匀地涂上某种油，需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内，如图甲所示。工件的下底面与油面的距离为h，力F与h的大小关系如图乙所示。小科觉得图中CB的延长线BA段是没有意义的，老师告诉他，力F为负值时，说明它的方向与原来的方向相反了。〔1〕分析BC段：随着h的增大，工件所受的浮力大小将，油对工件下底面的压强大小将〔填“变大〞、“变小〞或“不变〞)；〔2〕假设A点的坐标为(-a，0)，那么a=。从图像分析，a表示了工件一个物理量的值，这个量就是工件的；〔3〕求C点所对应状态下，工件所受的浮力及油对工件下底面的压强。(不考虑大气压强)答案.〔1〕变大；变大〔2〕400；受到的重力〔3〕1000N；4000帕解析：要把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内，即要保证工件在下落过程中始终处于平状态，其必受到平衡力的作用。BA段，力F为负值时，说明它的方向竖直向上，工件在竖直向上的力F、竖直向上的浮力F浮和竖直向下的重力G三个平衡力的作用下缓缓下降，G=F+F浮，可见，G＞F浮，即浮力小于重力；到达B点时，力F=0，G=F浮，即浮力等于重力；BC段，表示随着h的增大，需要施加竖直向下的力F，并且大小在增大，G+F=F浮，可见，G＜F浮，即浮力大于重力；CD段，表示随着h的增大，竖直向下的力F保持不变，G+F=F浮，重力G不变，工件受到的浮力F浮也不变，此过程表示，整个工件完全浸没在油中，且缓缓下降。〔1〕BC段描述的是工件的下底面与油面的距离h从0.2m逐渐增大到0.5m的过程中力F的变化情况，因为该过程中，工件排开液体的体积逐渐变大，所以其受到的浮力变大，因为h在增大，油对工件下底面的压强p=ρgh也在变大。〔2〕A点的坐标为(-a，0)，B点的坐标为(0，0.2)，C点的坐标为(600，0.5)，它们在同一条直线上，据此可根据数学知识求出，a=400；A点的坐标为(-a，0)，其物理含义是，当h=0即工件的下底面刚接触油面时，需要对工件施加一个竖直向上的大小为400N的力，工件才能缓慢下降，此时工件还受到一个竖直向下的重力，并且二力平衡，所以工件的重力G=400N，可见，a表示了工件一个物理量的值，这个量就是工件的受到的重力。〔3〕在C点，工件刚好完全浸没在油中，F浮=G+F=400N+600N=1000N，在不考虑大气压的情况下，工件此时所受的浮力等于油对工件下底面竖直向上的压力，即F浮=pS，其中p油对工件下底面的压强，S为工件下底面的面积，其大小为S=〔0.5m〕2=0.25m2，所以油对工件下底面p=F浮/S=1000N/0.25m2例4．〔2023上海市，第22题〕如图10所示，实心均匀正方体A，B放置在水平地面上，受到的重力均为64牛，A的边长为0.2米，B的边长为0.3米。①求正方体A对水平地面的压强②求正方体A.B的密度之比ρA：ρB③假设正方体A、B上沿水平方向分别截去相同的厚度h后．A、B剩余局部对水平地面的压强PA1和PB1．请通过计算比拟它们的大小关系及其对应的h的取值范围．解析：(1)PA==1600Pa(2)==(3)设切去高度为H时，PA′=PB′即ρAg(0.2－H)=ρBg(0.3－H)解得H=≈0.16m当h＜0.16m时，PA′＞PB′当h＞0.16m时，PA′＜PB′当h=0.16m时，PA′=PB提升练习：1．(2023年河北省，第37题)一块写有校训的花岗岩石料质量为31.8吨、密度为2.65×103kg／m3,；立在用用砖砌成的长4m、宽2m、高0.5m的水平基座上〔如图19所示〕，石料与基座的接触面积为2.12m2。砖的密度为2.05×103kg／m求：〔1〕花岗岩石料的体积；〔2〕石料对基座的压强；〔3〕石料对基座与基座对地面的压强之比。2．〔2023年福建省泉州市第29题〕(6分)小理同学的质量为50kg，他站立在承平地面时，双脚鞋底与地面接触面积约为0.04m2〔1)小理同学的重力；(2)小理同学对地面的压强。3．(2023江苏宿迁，第23题)〔8分〕一个质量为0.6kg，边长为0.1m的正方体物块，放置在水平地面上，g取10N/kg．求：〔1〕物块受到的重力．〔2〕物块对地面的压强．〔3〕假设将物块浸没在水中后松手，通过计算判断该物块的浮沉情况．4.〔2023年中考云南昆明卷〕某学校课外科技小组的同学为学校的厕所设计了一个自动冲水箱。这种水箱能够把自来水管持续供应的较小流量的水储藏到一定量后，自动开放水阀，将水集中放出，这样就可以以较大的水流冲刷便池。如图15所示，A是一面积为S1的圆形放水阀门，其质量和厚度均忽略不计，且恰好能将排水管口盖严。阀门的左端与排水管口的边缘相连并能绕垂直纸面的轴O向上转动，右端通过一很小的挂钩及连杆与浮子B相连，连杆的长度为h1，连杆质量和阀门转动受到的摩擦均不计。假设将浮子B设计为一个质量为m、高为h2的空心圆柱体，它能将阀门拉起的最小横截面积S2是多少?5.〔南昌〕27“五·一〞期间，宪宪从上海世博会丹麦馆带回一个“小美人鱼〞工艺品，他想知道这个工艺品的密度，于是进行了实验.请你根据图25所示的实验数据推算：【温馨提示：水的密度用表示，推算结果均用字母表示】图25溢水杯和水的总质量图25溢水杯和水的总质量m1“小美人鱼〞浸没在水中后的总质量m2取出“小美人鱼〞后的总质量m3(2)工艺品的密度6.〔2023年中考·重庆卷〕在新农村建设中很多楼房顶上装有如图甲所示的太阳能热水器，乙是内部水箱的结构示意图。Sl是自动温控开关，当水温低于20℃阻R开始加热；当水温高60℃时断开，辅助加热电阻R停止加热。A、B相同的实心圆柱体，密度为1.8×103kg／m3，悬挂在水箱顶部的压力传感开关SS2受到竖直向下的拉力到达16N时闭合，电动水泵M开始向水箱注水；当拉力小于等于10N时，S2断开，电动水泵M停止注水。取g=10N／kg。求：〔1〕假设水箱内有100kg的水，夜晚在辅助加热系统作用下，水温升高了20℃收的热量。[c水=4.2×103J／(kg·℃)]〔2〕A、B的体积均为500cm3，A、B的总重力。〔3〕正常情况下水箱中的水面最高时，A受到的浮力。〔开关S2下的细绳和A、B间的细绳质量与体积均忽略不计。〕甲乙7.〔上海〕25．如图14所示，甲、乙两个实心正方体放置在水平外表上，它们对水平外表的压强相同。甲的质量为1千克，甲的底面积为0.01米2。求：〔1〕物体甲的重力。〔2〕物体甲对地面的压强。甲乙图14〔3〕如果沿竖直方向将甲、乙两个正方体分别切去厚度为h的局部，然后将切去局部叠放在剩余局部上，假设这时它们对水平地面的压强分别为p甲和p乙，请判断p甲和p甲乙图148．〔2023年中考·湖北黄石卷〕据报道，我市某水库库底是一座旧城遗址，目前正在进行试探性开掘和打捞。某次试探性打捞作业时，用绳子将实心物体从水面下12m深处沿竖直方向匀速提升到离水面1.5m深处的过程所用时间为42s，拉力F做功的功率为90W。当物体被拉到有4/5的体积露出水面时，让其静止，此时绳子的拉力F＇=520N。不计绳子的重力和水的阻力。〔水的密度0=1.0×103kg/m求：〔1〕物体从水面下12m深处匀速上升到离水面1.5m深处的过程中，物体匀速运动的速度v；〔2〕物体在水面下方匀速上升过程中绳子的拉力F;〔3〕物体浸没在水中时所受的浮力F浮;〔4〕物体的密度物。9.〔上海〕23．体积为3×10－4米3的金属块浸没在水中。求：〔1〕该金属块排开水的体积V排。〔2〕该金属块所受到的浮力10．〔2023年中考·四川雅安卷〕如下图，某同学在一薄壁平底玻璃管中装入沙子，管口密封，制成一个“密度计〞,用来测量液体密度。，试管和沙子总质量为40g,试管底面积为2.5cm2。当放入某未知密度的液体中静止时，“密度计〞漂浮在液面上，浸入液体中的体积为50cm3。〔提示：计算中取g=10N/kg〕〔1〕“密度计〞受到的浮力是多大？〔2〕这种液体的密度是多大？〔3〕液体对“密度计〞底面的压强是多大？11．(2023四川绵阳，40题第2小题)如图是我国第一台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号〞载人潜水器，2010年8月26日“蛟龙号〞已完成下潜3759米得深海潜试，这标志着中国已成为世界上第五个掌握3500米以上大深度载人深潜技术的国家。据悉，“蛟龙号〞的技术改良及5000—7000米深海潜试课题实施方案一通过专家论证，不久，“蛟龙号〞将挑战目前世界载人深潜新记录。①“蛟龙号〞下潜到3759米得海底用时月102分钟，求“蛟龙号〞下潜的平均速度约为多少米／分钟？〔保存整数〕假设“蛟龙号〞到达7000米深的海底世界时，海水对“蛟龙号〞外壳的压强约为多大？如果潜水器的一个观测孔的面积约为300cm2，那么海水对该观测孔的压力约为多大？〔海水密度近为1.0×103kg／m③假设正在水下匀速下潜的“蛟龙号〞潜水器的总质量为22吨，请你有此估算潜水器的体积约为多大？④在需要紧急上浮时，潜水器可以抛掉随身携带的压载铁。试分析匀速下潜的“蛟龙号〞潜水器抛掉压载铁后在水中的一定情况。12．(2023甘肃兰州，第31题)在水中放入质量为3kg的木块，木块静止时有3∕5体积浸入水中。求：〔1〕木块静止时所受的浮力。〔2〕木块的体积。13．〔2023湖北黄石，第39题〕据报道，我市某水库底是一座旧城遗址，目前正在进行试探性开掘和打捞，某次试探性打捞作业时，用绳子将实心物体从水面下12m深处沿竖直方向匀速提升到离水面1.5m深处的过程中所用时间为42s，拉力F做功的功率为90W。当物体被拉到有·的体积露出水面时，让其静止，此时绳子的拉力F′=520N。不计绳子的重力和水的阻力。〔水的密度为ρ0=1×103kg/m3,g=10N/kg求：〔1〕物体从水面下12m深处匀速上升到离水面1.5m深处的过程中，物体匀速运动的速度v；〔2〕物体在水面下方匀速上升过程中绳子的拉力F；〔3〕物体浸没在水下时受的浮力F浮；〔4〕物体的密度ρ物。14．〔2023江苏连云港，第30题〕2011年3月11日，日本发生了地震和海啸灾难，致使福岛核电出现核泄漏。为减少放射性污染，电力公司利用“人工浮岛〞〔一个钢制的空心浮体〕储存放射性污水，该浮体是用8×l06kg的钢板制成的一个外形长140m，宽50m、高〔1〕为了不使“人工浮岛〞沉入海底，该浮体最多可以储存质量为多少千克的放射性污水？〔为了计算方便，海水的密度取1.0×103kg/m〔2〕请你谈谈核能发电与火力发电相比的优点和可能带来的问题。15．〔2023山东泰安，第27题〕一重为630N的人漂浮在死海的海面上，那么该人受到海水的浮力是多少牛？他浸入海水中的体积是多少立方米？〔死海海水的密度ρ海水=1.05×103kg/m316．(2023湖南邵阳，第33题)如右图所示，弹簧测力计下面悬挂一个重8N的物体。当把物体浸没在水中时，弹簧测力计示数变为6N，此时圆柱形容器内水的高度为0.2m〔g=10N／kg〕。求：〔1〕物体受到水的浮力多大？〔2〕物体的体积为多大？〔3〕当物体浸没在水中时，水对容器底部的压强为多大？17．〔2023贵州省安顺市第19题〕科技小组的同学用长方形泡沫塑料A、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型〔如图〕，总重为4N。A底部与浮子B用细绳相连。水位上升时，浮子B下降，水位下降时，浮子B上升，使航标灯静止时A浸入水中的深度始终为5cm，排开水的质量为500g，浮子B中0.5N〔不计绳重和绳与滑轮间的摩擦〕求〔1〕泡沫塑料A底部受到水的压强是多大？〔2〕航标灯静止受到的浮力是多大？〔3〕泡沫塑料A浸入水中深度为5cm时，浮子B的体积为多大？提升练习答案：1.解：〔1〕花岗岩石料的体积：〔2〕由于石料放在水平基座上，石料对基座的压力大小等于石料受到的重力的大小，即：F石=G石=m石g=31.8×103kg×10N／kg=3.18×10那么石料对基座的压强：〔3〕基座受到的重力的大小：基座对地面的压强石料对基座和基座对地面的压强之比：2.G=mg=490NP=F/s=500/0.04m23.〔1〕G=mg=0.6kg×10N/kg=6N〔2〕P=F/s=mg/s=6N/0.01m2=600Pa…………………3〔3〕解法一：F浮=gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N……因为F浮>G，所以物块上浮解法二：ρ物=m/V=0.6kg/(0.1m)2=0.6×103kg因为ρ物＜ρ水，所以物块上浮4.解析：设浮子B对阀门的拉力大小为T，浮子B受到的浮力大小为F浮，水对浮子的压力大小为F水，浮子直径为d，那么当浮子B处于静止状态时，有F浮=T+mg；刚好将阀门翻开应满足关系：Td=F水即T=〔其中p水为水对阀门的压强〕，所以F浮=+mg。F浮=ρ水gV排，浮子刚好全部没入水中的面积就是最小面积∴，5.解：(1)m排=m1－m3F浮=G排=m排g=(m1－m3)g(2)m工艺品=m2－m3V工艺品=V排=eq\f(m排,ρ水)=eq\f(m1－m3,ρ水)ρ工艺品=eq\f(m工艺品,V工艺品)=eq\f(m2-m3,m1-m3)ρ水评分意见：有其它合理答案均参照给分.6.〔1〕8.4×106J〔2〕18N〔3〕3N解析：此题考查热量计算、重力计算以及有关浮力方面知识的计算，〔1〕Q吸=cmΔt=4.2×103J／(kg·℃)×100kg×20℃=8.4×106J〔2〕G总=m总g=ρV总g=ρ〔VA+VB〕g=1.8×103kg／m3×〔5×10-4m3〔3〕正常情况下，当水位最高时，绳子受到的拉力最小，此时F总浮=G总-F=18N-10N=8N，FB浮=ρ水gVB=1.0×103kg/m3×5×10-4m3×10N/kg=5N，FA浮=F总浮-FB浮答：〔1〕假设水箱内有100kg的水，夜晚在辅助加热系统作用下，水温升高了20℃，水吸收的热量为8.4×106J.〔2〕A、B的体积均为500cm3，A、B的总重力为18N。〔3〕正常情况下水箱中的水面最高时，A受到的浮力为3N7.〔1〕G甲=m甲g=1千克×9.8牛/千克=9.8牛〔2〕p甲=F甲/S甲=G甲/S甲=9.8牛/0.01米2=980帕〔3〕p甲＜p乙。甲、乙被切去并叠加后，对水平外表的压强都变大，设它们的增大压强分别为Δp甲、Δp乙。因为p甲原＝p乙原，而(h甲－h)>(h乙－h)那么，即Δp甲<Δp乙所以p甲＜p乙。说明：答案合理均可得分。8.解析：〔1〕物体从水面下12m深处匀速上升到离水面1.5m深处所移动的距离s=12m﹣1.5m=10.5m，物体匀速运动的速度v＝s/t＝10.5m/42s＝0.25m/s。〔2〕根据P=Fv可得，拉力F=P/v=90/0.25N=360N；〔3〕当4/5的体积露出水面时，绳子的拉力由360N增大到520N，拉力增大了160N，即物体4/5的体积浸入水中时受到的浮力为160N，由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，物体在液体中所受的浮力大小与排开液体的体积成正比，故物体4/5的体积浸入水中时受到的浮力是浸没时受到浮力的4/5，所以物体浸没在水中时所受的浮力F浮=160N/0.8＝200N。〔4〕由F浮=ρ液gV排得，物体浸没在水中时排开水的体积：V排=F浮/ρ水g=0.02m3，因为物体浸没在水中，所以V物=V排=0.02m3，物体的重力：G=F浮+F拉=200N+360N=560N，那么物体的质量：m＝G/g＝560/10kg＝56kg，物体的密度：ρ＝m/V＝56kg/0.02m3＝2.8×109.〔1〕V排＝V物＝3×10－4米3〔2〕F浮＝ρ液gV排＝1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×3×10－4米3＝2.94牛10.解析：〔1〕“密度计〞的重力G=mg=40×10-3kg×10N/kg=0.4N，由于“密度计〞漂浮在未知液体中，浮力等于重力，所以，“密度计〞受到的浮