13压强浮力综合类计算（原卷版）

综合近几年中考对于压强与浮力的考察形式，2023年中考对于压强与浮力的考察仍然是重点、热点和难点。压强与浮力的所涉及的物理公式灵活性，可以串联很多初中其他模块物理知识，比如和简单机械结合，还有和电学计算结合考查，所以不论是选择题还是大题，压强与浮力问题一直都是中考命题的重要知识点，因此在近几年的中考命题中压强与浮力问题经常都是以压轴题的形式存在，还有动态分析问题，以及对于图像问题的考察，都比前几年要频繁，所以要求考生了解题型的知识点及要领，对于常考的模型要求有充分的认知。一、压强（1）p=FS（2）用公式计算时，各物理量的单位必须统一，其单位分别是p—Pa，F—N，S—m2。（3）公式中F是压力，而不是重力，但物体静止在水平面上时（只受重力和支持力），对水平面的压力的大小等于物体的重力的大小。（4）公式中的S是受力面积，它是施力物体挤压受力物体时，两者相互接触的面积。如图所示，将一底面积为S的物体A分别放置在面积为S1和S2的两个桌面上，两种情况下，物体对桌面的压力相等，但图甲中受力面积是S，图乙中受力面积是S2。（5）在求解密度均匀、形状规则的实心柱体重直作用于水平面上的压强时,利用公式力p=ρgh非常快捷、准确、方便。二、对液体压强公式的理解（1）由可知，液体压强只与液体密度和液体深度有关，与液体质量、体积等无关。（2）h指的是液体的深度，是被研究的点到自由液面的竖直距离。如下图所示，A、B、C的深度分别是h1、h2和h3，D、E、F三点的深度相同，都是h。（3）该公式适用于静止的液体和密度均匀的气体，不适用于流动的液体、气体。（4）容器底所受压力、压强及对支持面的压力、压强的比较容器容器底受到的压强p=ρ液gh容器底受到的压力F=pS=ρ液gh=G柱F＞G液F=G液F＜G液对支持面的压力F1=G液+G容对支持面的压强p1=F1/S总结当运用液体压力压强先算压强再算压力的方法变量太多无法计算时，可以通过先观察杯子的形状先比较压力的大小，再比较压强的大小。三、大气压的特点（1）空气内部向各个方向都有压强，且空气中某点向各个方向的大气压强都相等；（2）大气压随高度增加而减小；且大气压的值与地点、天气、季节的变化有关。一般来说，晴天大气压比阴天高，冬天比夏天高；（3）沸点与压强：一切液体的沸点，都是随气压减小而降低（如在海拔高的山上煮饭，煮不熟）；随气压增大而升高（如用高压锅煮饭快）；（4）体积与压强：质量一定的气体，温度不变时，气体的体积越小压强越大；气体体积越大压强越小。知识点4：流体压强1、流体压强与流速的关系：（1）流体：流动的物体，指的是液体和气体；（2）液体压强与流速的关系：在气体和液体中，流速越大的位置压强越小。2、飞机升力的产生原因：（1）飞机的升力的产生：飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状；（2）当飞机在机场跑道上滑行时，流过机翼上方的空气速度快、压强小，流过机翼下方的空气速度慢、压强大；（3）机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。1、如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为8N、棱长为10cm的正方体物块M，M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示（g＝10N/kg），则（1）当t＝140s时，物块M在水中处于（选填“沉底”“悬浮”或“漂浮”）状态；（2）当t＝140s时，水对容器底部的压力大小是；（3）图乙中a的值是；（4）40～140s时段，浮力对物体做功是。2、如图甲是压力传感器的示意图。轻质杠杆的支点为O，不吸水的实心圆柱体A通过轻质细线悬于杠杆左端C点，实心圆柱体A上表面与容器中的水面刚好相平，下表面与置于水平桌面上的薄壁圆柱形容器底部刚好接触但无挤压。物体B通过轻质细线悬于杠杆右端D点，置于压力传感器上，压力传感器可以显示B对其支撑面压力F的大小，连接杠杆和物体A、B间的细线承受的拉力有一定限度。现以500cm3/min的速度将圆柱形容器中的水缓缓抽出，10min恰能将水全部抽尽，压力传感器示数F随时间t变化的图像如图乙所示，杠杆始终静止在水平位置，不计杠杆、细线的重力，不计细线的形变。已知实心圆柱体A的重力是80N，A的高度ℎA=50cm（1）t=0min时刻A所受到的浮力；（2）t=6min时刻圆柱形容器底受到水的压强；（3）F03、梨洲中学初2020届同学设计了一款如图甲所示的力学装置，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OB=3OA，竖直细杆a的上端通过力传感器连在天花板上，下端连在杠杆的A点，竖直细杆b的两端分别与杠杆和物体M固定，水箱的质量为0.8kg，不计杠杆、细杆及连接处的重力。当图甲所示的水箱中装满水时，水的质量为3kg。力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像：(1)图甲所示的水箱装满水时，水受到的重力为多少N；(2)物体M的密度为kg/m3；(3)当向水箱中加入质量为1kg的水时，力传感器的示数大小为F；继续向水箱中加水，则当力传感器的示数大小变为4F时，水箱对桌面的压力为多少N？4、如图，一底面积为400cm2，质量为1kg的，厚度不计，足够深的圆柱形容器放在水平面上，容器内部有一个可开闭的阀门，容器内原装有30cm深的水。再将重25N，边长为10cm的正方体M（不吸水）用上端固定的细线悬挂着浸在水中，物体静止时，有4/5的体积浸没在水中；细绳能够承受的最大拉力为20N，打开阀门，当细绳断的瞬间，立刻关闭阀门。求：（1）没有放入物体时，水对容器底的压强；（2）物体浸入水中45（3）从开始放水到细线断，水面下降的高度。5、如图甲所示，为了打捞铁牛，有个名叫怀丙的和尚让人们用两艘大船装满泥沙，用铁索将铁牛拴到大船上，然后卸掉船里的泥沙，随着船逐渐上浮，铁牛在河底淤泥中被拉了出来。其模型如图乙所示，已知物体A是边长为0.1m的正方体，物体B的底面积为0.04m2，高为0.5m，质量为10kg，现将AB用细线连接，细线拉直但无拉力，此时水深0.5m，容器的底面积为0.12m2，然后沿水平方向切物体B，切去的高度Δh与细线的拉力F拉的关系如图丙所示。（已知细线不伸长）（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）求：（1）物体A受到的浮力；（2）细线拉直但无拉力时，水对物体A上表面的压力；（3）当水面下降5cm时，B剩余的重力是多少。6、如图所示，小明同学利用一把标准的刻度尺、底面积为300cm2的大圆柱形容器、底面积为100cm2的平底烧杯、细线和水等器材测量出某金属块的质量及其密度。他的实验操作如下：①在圆柱形容器中装有适量的水，将另一平底烧杯放入圆柱形容器的水中，烧杯静止时容器中水的深度H1为12cm，如图甲所示。此时，烧杯处于漂浮状态。②将待测金属块用细线吊在烧杯底部（金属块与烧杯底部不接触且不计细线的质量与体积），当烧杯和金属块保持静止时，测此时烧杯露出水面的高度h1为5cm，容器中水的深度H2为18cm，如图乙所示。（g取10N/kg；ρ水=1.0×103kg/m3）③将金属块轻放在烧杯中，烧杯再次保持静止时，其露出水面的高度h2为2cm，如图丙所示。求：（1）金属块的质量；（2）金属块的密度大小。7、小明在实验室模拟研究浮箱种植的情境。他将重力为10N、底面积为200cm2的薄壁柱形容器置于水平桌面上，A是边长为10cm密度均匀的正方体浮箱模型，通过一根长为5cm的细线连接着底面积为25cm2的柱形物体B，先将A、B两物体叠放在容器中央，物体B未与容器底紧密接触，然后缓慢向容器中注水，注水过程中正方体A一直保持竖直状态。当水的深度为12cm时，绳子处于自由状态，如图甲所示，此时物体B对容器底的压力为1.7N；继续向容器中注水，整个注水过程中正方体A所受浮力F与水的深度h的关系图像如图乙所示，水未溢出。（细线不可伸长，且质量、体积不计）求：（1）图甲所示水对容器底的压强；（2）物体B的密度；（3）当注水深度为16cm时，容器对水平桌面的压力。8、某薄壁容器的底面积为100cm2，质量为2kg，容器高27cm，容器底部连接一细杆，细杆长为10cm，细杆上连接着一个有一定体积杯子，杯子的外底面积为60cm2，高度为10cm，向容器里面倒入一定量的水，杯子对细杆的作用力如图所示，当加入2.4kg水时，容器加满了；求（1）当容器加满水时，加入水的重力；（2）加入1kg水时，水对容器底的压强：（3）当容器对桌面压强为5000Pa时，求加入水的质量；（4）杯子的密度（保留两位小数）。9、图甲为某自动注水装置的部分结构模型简图，底面积为200cm2的柱形水箱内装有质量为5kg的水，竖直硬细杆上端通过力传感器固定，下端与不吸水的实心长方体A连接。打开水龙头，水箱中的水缓慢排出，细杆对力传感器作用力F的大小随排出水的质量m变化的关系如图乙所示，当排出水的质量达到3.5kg时，传感器示数为零；当排出水的质量达到4kg时，A刚好全部露出水面，由传感器控制开关开始注水，不计细杆重力，水的密度为1×103kg/m3。求：（1）开始注水时，水箱内的水受到的重力；（2）A的密度；（3）水从A上表面下降至传感器示数为零的过程，水箱底部受到水的压强变化量。10、如图甲所示，有一正方体物块A，其密度小于水的密度，把它挂在一轻质弹簧下，物块静止时，弹簧长度的变化量ΔL=3cm；物块A的正下方水平桌面上有一个圆柱形容器，其底面积S=200cm2，如图乙，现在往容器中缓慢注入水，使水面刚好淹没物块A，弹簧长度随之发生变化，变化量ΔL1=2cm，这时容器中的水面距容器底高度是40cm；保持其它条件都