中考物理专项突破卷三 压强和浮力的综合计算【含答案】

PAGE14-专项突破三压强和浮力的综合计算类型一杠杆与压强、浮力的综合1.(2020·玉林模拟)用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。由此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块始终未与容器接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。g=10N/kg,求:(1)物块完全浸没在水中受到的浮力;(2)物块的密度;(3)从物块刚好浸没水中到h=10cm过程中,水对物块下表面的压强变化了多少?2.(2020·重庆模拟)如图甲所示,水平面上有一底面积为5.0×10-3m2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为0.5kg的水。现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10-5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.0×10-5m3。(g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)(1)求物块受到的浮力大小;(2)求物块的密度;(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)如图乙,求此时水对容器底的压强。3.(2020·昆明模拟)一个底面积为4×10-2m2,重为10N的圆柱形容器放在水平桌面上,容器内装有重76N的水,其深度为20cm。把一边长为0.1m的正方体实心木块放入水中,木块静止时,有35浸在水中,如图所示(ρ水=1.0×103kg/m3,g(1)木块未放入时,容器底部受到水的压强;(2)木块静止后受到的浮力;(3)木块的密度;(4)木块放入水中后,容器对水平桌面的压强。4.(2020·株洲模拟)某实验小组在研究某种物质的属性时,日常需将物体浸没在煤油中保存,将体积为1×10-3m3、重6N的该物体用细线系在底面积为250cm2的圆柱形容器的底部,物体浸没在煤油中,如图所示。(g=10N/kg,ρ煤油=0.8×103kg/m3)(1)该物体的密度为多少?(2)细线受到的拉力是多大?(3)若细线与物体脱落,待物体静止后煤油对容器底的压强变化了多少?5.(2019·绥化中考)如图,均匀圆柱体A的底面积为6×10-3m2,圆柱形薄壁容器B的质量为0.3kg、底面积为3×10-3m2、内壁高为0.7m。把A、B置于水平地面上。已知A的密度为1.5×103kg/m3,B中盛有1.5kg的水。(g取10N/kg)(1)若A的体积为4×10-3m3,求A对水平地面的压力。(2)求容器B对水平地面的压强。(3)现将另一物体甲分别放在A的上面和浸没在容器B的水中(水未溢出),A对地面压强的变化量与B中水对容器底压强的变化量相等。求:①物体甲的密度;②物体甲在容器B中受到的最大浮力。6.(2019·滨州中考)如图甲所示,均匀圆柱体A和薄壁圆柱形容器B置于水平地面上。容器B的底面积为2×10-2m2。其内部盛有0.2m深的水,g取10N/kg。求:(1)容器中水的重力。(2)水对容器底部的压强。(3)现将A浸没在容器B的水中(水未溢出),如图乙所示。水对容器底部压强的增加量为1000Pa,容器B对水平地面压强的增加量为1500Pa。求A静止后在水中受到的浮力和容器底部对它的支持力。7.(2020·南宁模拟)宋朝的怀丙和尚利用船的浮力打捞起几万斤的铁牛,如图甲所示。受此启发,小李同学设计了如图乙所示利用浮力打捞物品的装置。乙图所示为一个足够高的柱形容器,待打捞物体A质量为1.5kg,底面积为100cm2,高10cm;物体B质量为1kg,底面积为200cm2,高10cm;A、B正中央用一个不计质量和体积的弹簧相连。已知弹簧原长为10cm,弹簧每受到1N的拉力会伸长0.5cm。求:(1)浮体B的重力;(2)当往容器里面加水,直到弹簧处于原长时,B物体排开水的体积;(3)继续加水直到A物体刚好离开容器底部时停止,这时求:①A受到的拉力;②水对容器底的压强比弹簧处于原长时增加了多少?专项突破三压强和浮力的综合计算类型一杠杆与压强、浮力的综合1.(2020·玉林模拟)用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。由此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块始终未与容器接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。g=10N/kg,求:(1)物块完全浸没在水中受到的浮力;(2)物块的密度;(3)从物块刚好浸没水中到h=10cm过程中,水对物块下表面的压强变化了多少?解:(1)由图乙可知:G=8N,F=4NF浮=G-F=8N-4N=4N;(2)由F浮=ρ水gV排得物块的体积V=V排=F浮ρ水g=4N1×1ρ物=mV=GVg=8N4×10-(3)由图乙可知,h=4cm时物块刚好浸没水中,因此从物块刚好浸没水中到h=10cm过程中,水对物块下表面的压强变化为Δp=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×(10-4)×10-2m=600Pa。2.(2020·重庆模拟)如图甲所示,水平面上有一底面积为5.0×10-3m2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为0.5kg的水。现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10-5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.0×10-5m3。(g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)(1)求物块受到的浮力大小;(2)求物块的密度;(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)如图乙,求此时水对容器底的压强。解:(1)物块受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-5m3=0.4N(2)由于物块漂浮在水面上,则物块的重力G=F浮=0.4N,其质量:m=Gg=0物块的密度:ρ=mV=0.04kg5×1(3)容器内水的体积:V水=m水ρ水=0.5物块使其恰好完全浸没在水中,水和物块的总体积:V=V水+V物=5×10-4m3+5×10-5m3=5.5×10-4m3则水的深度:h=VS=5所以水对容器底的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.11m=1.1×103Pa3.(2020·昆明模拟)一个底面积为4×10-2m2,重为10N的圆柱形容器放在水平桌面上,容器内装有重76N的水,其深度为20cm。把一边长为0.1m的正方体实心木块放入水中,木块静止时,有35浸在水中,如图所示(ρ水=1.0×103kg/m3,g(1)木块未放入时,容器底部受到水的压强;(2)木块静止后受到的浮力;(3)木块的密度;(4)木块放入水中后,容器对水平桌面的压强。解:(1)木块未放入时,容器底部受到水的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa(2)木块的体积:V木=L3=(0.1m)3=1×10-3m3木块排开水的体积:V排=35V木=35×10-3m3=0.6×10-3由阿基米德原理可知木块受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6×10-3m3=6N(3)由于木块漂浮在水面上,根据浮沉条件知木块的重力:G木=F浮=6N木块的质量:m木=G木g=6N10N/kg103kg/m3(4)容器对水平桌面的压力:F=G总=G水+G容+G木=76N+10N+6N=92N容器对水平桌面的压强:p′=FS=92N4×104.(2020·株洲模拟)某实验小组在研究某种物质的属性时,日常需将物体浸没在煤油中保存,将体积为1×10-3m3、重6N的该物体用细线系在底面积为250cm2的圆柱形容器的底部,物体浸没在煤油中,如图所示。(g=10N/kg,ρ煤油=0.8×103kg/m3)(1)该物体的密度为多少?(2)细线受到的拉力是多大?(3)若细线与物体脱落,待物体静止后煤油对容器底的压强变化了多少?解:(1)由G=mg可得物体的质量:m=Gg=6该物体的密度:ρ=mV=0.6kg1×1(2)由题知,物体浸没在煤油中,则物体排开煤油的体积V排=V=1×10-3m3,物体所受煤油的浮力:F浮=ρ煤油gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=8N物体浸没在煤油中时,受向下的重力、向下的拉力和向上的浮力,由力的平衡条件可得:G+F拉=F浮所以物体受到的拉力:F拉=F浮-G=8N-6N=2N(3)若细线与物体脱落,因物体的密度小于煤油的密度,所以待物体静止后处于漂浮状态,此时物体受到的浮力:F浮′=G=6N,由F浮=ρ液gV排得物体排开煤油的体积:V排′=F浮'ρ煤油g=6则排开煤油的体积变化量:ΔV排=1×10-3m3-7.5×10-4m3=2.5×10-4m3液面降低的高度:Δh=ΔV排S容=2.煤油对容器底的压强变化量:Δp=ρ煤油gΔh=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10-2m=80Pa5.(2019·绥化中考)如图,均匀圆柱体A的底面积为6×10-3m2,圆柱形薄壁容器B的质量为0.3kg、底面积为3×10-3m2、内壁高为0.7m。把A、B置于水平地面上。已知A的密度为1.5×103kg/m3,B中盛有1.5kg的水。(g取10N/kg)(1)若A的体积为4×10-3m3,求A对水平地面的压力。(2)求容器B对水平地面的压强。(3)现将另一物体甲分别放在A的上面和浸没在容器B的水中(水未溢出),A对地面压强的变化量与B中水对容器底压强的变化量相等。求:①物体甲的密度;②物体甲在容器B中受到的最大浮力。解:(1)方法一A的质量mA=ρAVA=1.5×103kg/m3×4×10-3m3=6kgA对水平地面的压力FA=GA=mAg=6kg×10N/kg=60N方法二A的高度hA=VASA=4×1A对水平地面的压强pA=ρAghA=1.5×103kg/m3×10N/kg×23m=1×104A对水平地面的压力FA=pASA=1×104Pa×6×10-3m2=60N(2)容器B对水平地面的压力F=G容+G水=m容g+m水g=0.3kg×10N/kg+1.5kg×10N/kg=18N容器B对水平地面的压强pB=FSB=18N3×1(3)①A对水平地面压强变化是ΔpA=ΔFASAB中水对容器底压强的变化量ΔpB=ρ根据题意得:ΔpA=ΔpBρ甲=SASBρ水=6×10-3m23×10-3②未放入物体甲前容器B中水的深度h=m水ρ水由题意可知甲浸没后,水未溢出,则V排最大=3×10-3m2×(0.7m-0.5m)=6×10-4m3甲物体受到的最大浮力F浮最大=ρ水gV排最大=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N6.(2019·滨州中考)如图甲所示,均匀圆柱体A和薄壁圆柱形容器B置于水平地面上。容器B的底面积为2×10-2m2。其内部盛有0.2m深的水,g取10N/kg。求:(1)容器中水的重力。(2)水对容器底部的压强。(3)现将A浸没在容器B的水中(水未溢出),如图乙所示。水对容器底部压强的增加量为1000Pa,容器B对水平地面压强的增加量为1500Pa。求A静止后在水中受到的浮力和容器底部对它的支持力。解:(1)容器中的水的质量m=ρ水V=ρ水Sh=1×103kg/m3×2×10-2m2×0.2m=4kg水的重力G=mg=4kg×10N/kg=40N(2)水对容器底部的压强p水=ρ水hg=1×103kg/m3×0.2m×10N/kg=2000Pa(3)容器底增加的压强Δp水=ρ水Δhg容器中水面上升的高度Δh=Δp水ρ排开水的体积V排=ΔhS=0.1m×2×10-2m2=2×10-3m3A所受浮力F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×2×10-3m3×10N/kg=20N容器对水平面压强的增加量Δp地=GA的重力GA=Δp地S=1500Pa×2×10-2m2=30N容器底部对A的支持力F支=GA-F浮=30N-20N=10N7.(2020·南宁模拟)宋朝的怀丙和尚利用船的浮力打捞起几万斤的铁牛,如图甲所示。受此启发,小李同学设计了如图乙所示利用浮力打捞物品的装置。乙图所示为一个足够高的柱形容器,待打捞物体A质量为1.5kg,底面积为100cm2,高10cm;物体B质量为1kg,底面积为200cm2,高10cm;A、B正中央用一个不计质量和体积的弹簧相连。已知弹簧原长为10cm,弹簧每受到1N的拉力会伸长0.5cm。求:(1)浮体B的重力;(2)当往容器里面加水,直到弹簧处于原长时,B物体排开水的体积;(3)继续加水直到A物体刚好离开容器底部时停止,这时求:①A受到的拉力;②水对容器底的压强比弹簧处于原长时增加了多少?解:(1)浮体B的重力:GB=mBg=1kg×10N/kg=10N(2)当向容器里加水,直到弹簧处于原长时,B物体刚好漂浮,则此时B物体受到的浮力:F浮B=GB=10N由F浮=G排=ρ水gV排得B物体排开水的体积:V排B=F浮Bρ水g=10N1×1(3)①继续加水直到A物体刚好离开