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.docx
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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
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9.8N/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ρ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=0.8cm2,饮料流出的速度v=50cm/s,杯高H=10cm,杯底面积S2=30cm2,g取10N/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5s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=2.6N。
将物块的一部分浸在水中,静止时弹簧测力计的示数F2=1.8N,如图所示。
已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/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100cm2的圆柱形容器(不计容器壁厚度),内有12cm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10cm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10N/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。
2.(2019黔南州)如图所示,放置在水平地面上重10N的平底薄壁容器,底面积为100cm2,容器内装40N的水,水深20cm。
现将一体积为200cm3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15.8N。
(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/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10cm,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10N/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200Pa,物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比为30∶29,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ρ水=0.6×103kg/m3,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,容器底面积为100cm2.(g=10N/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9.8N/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ρ液。
【答案】
(1)2×10-3m3
(2)784Pa (3)0.8×103kg/m3
【解析】
(1)容器甲中水的体积:
V水=
=
=2×10-3m3;
(2)容器甲中水对容器底部的压强:
p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.08m=784Pa。
(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+Δp=784Pa+196Pa=980Pa;
由p=ρgh可得此时水的深度:
h1=
=
=0.1m;
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=784Pa;
由p=ρgh可得,液体乙的密度:
ρ乙=
=
=800kg/m3=0.8×103kg/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=0.8cm2,饮料流出的速度v=50cm/s,杯高H=10cm,杯底面积S2=30cm2,g取10N/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5s后关闭开关,杯对杯座的压强为多大?
【答案】
(1)3.6N
(2)1.2×103kg/m3 (3)1.1×103Pa
【解析】
(1)由图可知空杯对杯座的压力F0=0.9N;装满饮料时,杯对杯座的压力F1=4.5N;所以杯底受到饮料的压力:
F=F1-F0=4.5N-0.9N=3.6N。
(2)饮料的质量m=
=
=
=0.36kg;杯中饮料的体积V=S2H=30cm2×10cm=300cm3=3×10-4m3;则饮料的密度ρ=
=
=1.2×103kg/m3;
(3)饮料持续流入空杯5s,则流入杯中饮料的质量m1=ρS1vt=1.2×103kg/m3×0.8×10-4m2×0.5m/s×5s=0.24kg;此时饮料对杯底的压力F2=m1g=0.24kg×10N/kg=2.4N,此时杯对杯座的压强p=
=
=1.1×103Pa。
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=2.6N。
将物块的一部分浸在水中,静止时弹簧测力计的示数F2=1.8N,如图所示。
已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
求:
(1)物块受到的浮力;
(2)物块浸在水中的体积。
【答案】
(1)0.8N
(2)8×10-5m3
【解析】
(1)由称重法可得物块受到的浮力:
F浮=F1-F2=2.6N-1.8N=0.8N;
(2)由F浮=ρ水gV排可得,物块浸在水中的体积:
V排=
=
=8×10-5m3。
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100cm2的圆柱形容器(不计容器壁厚度),内有12cm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10cm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10N/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)1N
(2)1×10-4m3 (3)1.3×103Pa
【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=3N,圆柱体浸没在水中后弹簧测力计读数F2=2N,由称重法可得,圆柱体浸没在水中时受到的浮力:
F浮=F1-F2=3N-2N=1N;
(2)由F浮=ρ水gV排得,圆柱体浸没时排开水的体积:
V排=
=
=1×10-4m3,
因圆柱体浸没在水中,则圆柱体体积V=V排=1×10-4m3;
(3)圆柱体未浸入水中时水的体积V水=S容h=100cm2×12cm=1200cm3,圆柱体沉入水底后,圆柱体与水的总体积V总=V水+V柱=1200cm3+100cm3=1300cm3,则圆柱体沉底后水的深度h'=
=
=13cm=0.13m,
此时水对容器底部的压强p=ρ水gh'=1×103kg/m3×10N/kg×0.13m=1.3×103Pa。
2.(2019黔南州)如图所示,放置在水平地面上重10N的平底薄壁容器,底面积为100cm2,容器内装40N的水,水深20cm。
现将一体积为200cm3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15.8N。
(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/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)20N
(2)5200Pa
【解析】
(1)金属块未放入水中时,容器底部受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-2m=2000Pa,容器底部受到水的压力F=pS=2000Pa×100×10-4m2=20N;
(2)金属块浸没于水中受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10-6m3=2N,
金属块的重力G金属=F浮+F示=2N+15.8N=17.8N;
容器对水平地面的压力F压=(G容+G水+G金属)-F示=(10N+40N+17.8N)-15.8N=52N,此时容器对水平地面的压强p'=
=
=5200Pa。
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?
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=0.1kg×10N/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;
所以,液体密度是:
=1g/cm3=1×103kg/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=SAh′=40cm2×5cm=200cm3=2×10-4m3;
A受到的浮力是:
F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N,
GA=mAg=0.216kg×10N/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=ρ液gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200pa。
4.如图所示,正方形物块边长为10cm,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10N/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200Pa,物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比为30∶29,则未投入物块时容器中水的深度是多少?
【答案】
(1)8N
(2)0.8×103kg/m3 (3)F0+8N
(4)12.5cm
【解析】
(1)物块的体积V=L3=(0.1m)3=0.001m3;
体积露出水面时物块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×(1-
)×0.001m3=8N;
(2)因为物块漂浮,所以G=F浮=8N,
物块的密度ρ=
=
=
=
=0.8×103kg/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+8N;物块浸没时,水对容器底部的压力F2=F0+ρ水gV=F0+1×103kg/m3×0.001m3×10N/kg=F0+10N;
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比为
=
解得F0=50N,物块漂浮时,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=
-
=200Pa,解得S0=0.04m2,未投入物块时水对容器底部的压强p2=
=
=1250Pa,由p=ρgh得:
未投入物块时容器中水的深度h=
=
=0.125m=12.5cm。
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ρ水=0.6×103kg/m3,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,容器底面积为100cm2.(g=10N/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:
h=40cm=0.4m,
则C点受到水的压强为:
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa;
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:
F=pS=4×103Pa×100×10﹣4m2=40N;
(2)木块刚好全部浸入水中,则V排=V木=100cm3=1×10﹣4m3;
则木块受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N,
木块受到的重力:
G木=ρ木V木g=0.6×103kg/m3×1×10﹣4m3×10N/kg=0.6N,
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=1N﹣0.6N=0.4N,
铁块的质量m铁
0.04kg=40g。
答:
(1)C点受到的水压强为4×103Pa,容器底部受到水的压力为40N;
(2)铁块的质量是40g。