中考物理专题复习压强浮力结合地计算题.docx

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中考物理专题复习压强浮力结合地计算题

2018年中考物理专题复习：

压强浮力结合的计算题

典题欣赏：

1．如图甲所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A，容器中水的深度为40cm时，物块A刚好完全浸没在水中。

容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口，打开阀门B，使水缓慢流出，当物块A有

的体积露出水面时，弹簧恰好处于自然伸长状态（即恢复原长没有发生形变），此时关闭阀门B．弹簧受到的拉力F跟弹簧的伸长量△L关系如图乙所示。

（已知g取10N/kg，水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3，不计弹簧所受的浮力，物块A不吸水）。

求：

（1）打开阀门前物块A受到的浮力；

（2）物块A的密度；

（3）弹簧恰好处于自然伸长状态时水对容器底部压强。

2．如图甲所示，水平桌面上有一底面积为5.0×10﹣3m2的圆柱形容器，容器中装有一定量的水，现将一个体积为5.0×10﹣5m3的物块（不吸水）放入容器中，物块漂浮在水面上，浸入水中的体积为4.0×10﹣5m3．求：

（1）物块受到的浮力；

（2）物块的质量；

（3）如图乙所示，用力F缓慢向下压物块，使其恰好完全浸没在水中（水未溢出）．此时水对容器底的压强比物块被下压前增加了多少？

3．如图所示，一个底面积为100cm2的圆柱体容器（容器壁的厚度忽略不计）放在水平桌面的中央，容器中装有1000g的水。

将一个重3N的实心长方体A挂在弹簧测力计上，然后竖直浸入水中，当A有一半浸在水中时，弹簧测力计的读数为2N．（g取10N/kg）

（1）此时，A物体受到的浮力为多少？

（2）物体A的体积是多少？

（3）当物体A浸没在水中时（容器中的水并未溢出），水对容器底的压强是多大？

4．如图甲所示，一个底面积为75cm2的柱形物体A挂在弹簧测力计下，静止时弹簧测力计的示数F1=15N：

底面积为120cm2且足够深的柱形容器放在水平桌面上，将物体A放入容器中且与容器底接触但对容器无压力，慢慢向容器注水，待液面稳定后物体A上表面到水面的距离h=5cm，如图乙所示，此时弹簧测力计示数F2=7.5N；然后，将物体A竖直向上移动8cm（忽略绳重和附在物体表面上水的重力。

ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）求：

（1）物体A浸没在水中受到的浮力；

（2）物体A的密度；

（3）物体A竖直向上移动8cm前后，水对容器底压强的变化量。

5．边长为0.1m的正方体木块，漂浮在水面上时，有

的体积露出水面，如图甲所示。

将木块从水中取出，放入另一种液体中，并在木块表面上放一重2N的石块。

静止时，木块上表面恰好与液面相平，如图乙所示。

取g=10N/kg，已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3．求：

（1）图甲中木块受的浮力大小；

（2）图乙中液体的密度；

（3）图乙中木块下表面受到液体的压强。

6．某同学制作了一个”浮子“．他用质量为2m、高为h、横截面积为2S的质地均匀实心圆柱体，将其中间挖掉横截面积为S、高为h的圆柱体，做成”空心管“；然后用另一个不同材质、质地均匀的实心圆柱体将管的空心部分恰好填满，做成”浮子“，如图1所示。

将”浮子“放入盛有足量水、底面积为S0的圆柱形薄壁容器中。

”浮子“刚好悬浮在水中，如图2所示。

已知水的密度为ρ0，请解答下列问题：

（1）该“浮子”的平均密度是多少？

（2）实验中，组成“浮子”的“空心管”和“填充柱体”在水中完全脱离，致使容器中水面高度发生了变化，待水面恢复稳定后，水对容器底部的压强变化了多少？

7．底面积为100cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水，放置于水平桌面上。

现将体积为500cm3，重为3N的木块A轻放入容器内的水中，静止后水面的高度为8cm，如图甲所示，若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方，使其恰好浸没在水中，如图乙所示（水未溢出），不计绳重及其体积，求：

（1）图甲中木块A静止时浸入水中的体积；

（2）物体B的密度；

（3）图乙中水对容器底部的压强。

8．如图所示，台秤上放置一个装有适量水的烧杯，已知烧杯和水的总质量为800g，杯的底面积为100cm2，现将一个质量为600g，体积为400cm3的实心物体A用细线吊着，然后将其一半浸入烧杯的水中（烧杯厚度不计，水未溢出）．求：

（1）物体A所受到的浮力；

（2）物体A一半浸入水中后，水对烧杯底部压强增大了多少？

（3）物体A一半浸入水中后，烧杯对台秤表面的压强。

9．水平放置的平底柱形容器A重3N，底面积是200cm2，内装有一些水，不吸水的正方体木块B重5N，边长为10cm，被一体积可以忽略的细线拉住固定在容器底部，如图所示，拉直的细线长为L=5cm，受到拉力为1N．（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）求：

（1）木块B受到的浮力是多大？

（2）容器底部受到水的压强是多大？

（3）容器对桌面的压强是多大？

10．在水平台面上放置一个底面积为100cm2的圆筒形容器，容器内水深20cm，将一个长方体用细线拴好悬挂在弹簧测力计下，从水面开始逐渐浸入直至浸没到水面下某处停止。

此过程中，弹簧测力计的示数F与长方体下表面到水面的距离h的关系图象如图所示。

（g=10N/kg，容器厚度、细线重均不计，容器内的水未溢出）．求：

（1）长方体浸没在水中受到的浮力；

（2）长方体浸没时，水对容器底的压强。

11．如图所示，正方体木块漂浮在水面上，有总体积的

露出水面，不可伸长的悬绳处于松弛状态。

已知绳子能承受的最大拉力为5N，木块边长为0.1m，容器底面积为0.04m2，容器中水足够多，容器底有一阀门K，求：

（1）木块的密度为多少kg/m3？

（2）打开阀门使水缓慢流出，当细绳断裂前一瞬间关闭阀门，此时木块排开水的体积为多少m3？

（3）在细绳断后木块再次漂浮时，容器底受到水的压强与绳断前的瞬间相比改变了多少Pa？

12．某实验小组在研究某种物质的属性时，经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）求：

（1）物体所受的浮力：

（2）细线受到的拉力；

（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。

参考答案：

　1.解：

（1）打开阀门前，物块A刚好完全浸没在水中，则V排=VA=（0.1m）3=1×10﹣3m3，

所以，F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=；

（2）当弹簧恰好处于自然伸长状态，物块A是处于漂浮状态，由F浮=G，

即：

ρ水gV排=ρAgVA，

所以，ρ水×

VA=ρAVA，

则ρA=

ρ水=

ρ水=

×1.0×103kg/m3=0.6×103kg/m3；

（3）漂浮时，物块受平衡力，由题意知：

G=F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×（1﹣

）×1×10﹣3m3=6N；

全部浸没时，根据物块A受平衡力作用可知：

弹力F=F浮﹣G=10N﹣6N=4N，

由图象可知此时弹簧伸长了△L=2cm，

所以弹簧处于自然状态时水深h=40cm﹣

×10cm﹣2cm=34cm=0.34m，

水对容器底部压强：

p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.34m=3.4×103Pa。

答：

（1）打开阀门前物块A受到的浮力为10N；

（2）物块A的密度为0.6×103kg/m3；

（3）弹簧恰好处于自然伸长状态时水对容器底部压强为3.4×103Pa。

2.解：

（1）已知V排=4.0×10﹣5m3，

则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，

则质量m=

=

=0.04kg；

（3）物块使其恰好完全浸没在水中，排开水的体积变化：

△V=V物﹣V排=5×10﹣5m3﹣4×10﹣5m3=1×10﹣5m3

则水的深度变化为：

△h=

=

=0.002m，

所以水对容器底的压强中增加：

△p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m=20Pa。

答：

（1）物块受到的浮力大小为0.4N；

（2）物块的质量为0.04kg；

（3）水对容器底的压强比物块被下压前增加了20pa。

3.解：

（1）当A物体有一半浸在水中时所受的浮力：

F浮=G﹣F′=3N﹣2N=1N；

（2）由F浮=ρgV排可得，A物体浸入水中的体积：

V浸=V排=

=

=1×10﹣4m3，

因A有一半浸在水中，则长方体的体积：

VA=2V排=2×10﹣4m3；

（3）根据ρ=

可得，物体A浸没在水中前水的体积：

V水=

=

=1×10﹣3m3，

则水的深度：

h原=

=

=0.1m，

物体A浸没在水中后排开水的体积：

V排′=VA=2×10﹣4m3；

水面上升的高度：

△h=

=

=0.02m，

则水的总高度：

h=h原+△h=0.1m+0.02m=0.12m，

所以，水对容器底的压强：

p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa。

答：

（1）此时，A物体受到的浮力为1N；

（2）物体A的体积是2×10﹣4m3；

（3）当物体A浸没在水中时（容器中的水并未溢出），水对容器底的压强是1200Pa。

4.解：

（1）由题可知，物体的重力：

G=F1=15N，

则物体A浸没在水中受到的浮力：

F浮=G﹣F2=15N﹣7.5N=7.5N；

（2）根据F浮=ρgV排可得，物体的体积：

V=V排=

=

=7.5×10﹣4m3，

物体的质量：

m=

=

=1.5kg，

则物体的密度：

ρ=

=

=2×103kg/m3；

（3）物体的高度h物=

=

=0.1m=10cm，

则原来的液面高度h1=10cm+5cm=15cm，

物体上移8cm后，物体上表面到容器底部的距离为10cm+8cm=18cm，

物体和水的总体积不变，如果设后来的液面高度为h2，那么S容h2+S物（18cm﹣h2）=S容h1，

解得h2=10cm，

所以△h=h1﹣h2=15cm﹣10cm=5cm，

水对容器底压强的变化量△p=ρ水g△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa。

答：

（1）物体A浸没在水中受到的浮力为7.5N；

（2）物体A的密度为2×103kg/m3；

（3）物体A竖直向上移动8cm前后，水对容器底压强的变化量为500Pa。

5.解：

（1）由阿基米德原理可得：

F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×（0.1m）3×（1﹣

）×10N/kg=6N；

（2）木块的重力：

G木=F浮=6N，

木块表面上放一重2N的石块，当它静止时，F'浮=G总，

即ρ液V木g=G木+G石，

液体的密度：

ρ液=

=

=0.8×103kg/m3。

（3）图乙中木块下表面受到液体的压强：

p=ρ乙gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m=800Pa。

答：

（1）图甲中木块受的浮力为6N；

（2）图乙中液体的密度为0.8×103kg/m3；

（3）图乙中木块下表面受到液体的压强为800Pa。

6.解：

（1）因为浮子悬浮在水中，所以ρ浮子=ρ水=ρ0；

（2）①若空心管漂浮，水面高度的变化为△h；

F浮=G

ρ0g（Sh﹣△hS0）=mg

△h=

所以△p=ρ0g△h=

。

②若“填充柱体”漂浮，因为ρ浮子=ρ水=ρ0；

所以填充柱体的质量m′=2ρ0Sh﹣m；

ρ0g（Sh﹣△hS0）=m′g=2ρ0Sh﹣m，

同理可得：

△h′=

由p=ρgh可得，△p′=ρ0g△h=

。

答：

（1）该”浮子“的平均密度是ρ0；

（2）待水面恢复稳定后，水对容器底部的压强变化了

或

。

7.解：

（1）因为A漂浮在水中，所以F浮=GA=3N，

根据F浮=ρ水gV排得

V排=

=

=3×10﹣4m3

（2）图A、B共同悬浮：

F浮A+F浮B=GA+GB

公式展开：

ρ水g（VA+VB）=GA+GB

VA+VB=

=

=9×10﹣4m3

其中VA=500cm3=5×10﹣4m3，

故VB=4×10﹣4m3

B的质量为：

mB=

=

=0.6kg；

B的密度为：

ρB=

=

=1.5×103kg/m3；

（3）当AB浸入水中后，所增加浸入水中的体积为：

△V=VA+VB﹣V排=9×10﹣4m3﹣3×10﹣4m3=6×10﹣4m3

液面升高△h=

=

=0.06m，

图乙中水对容器底部的压强：

p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.06m+0.08m）=1400Pa。

答：

（1）图甲中木块A静止时浸入水中的体积为3×10﹣4m3；

（2）物体B的密度1.5×103kg/m3；

（3）图乙中水对容器底部的压强为1400Pa。

8.解：

（1）物体A的一半浸入水中时受到的浮力：

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×

×400×10﹣6m3=2N；

（2）物体的重力：

GA=mAg=0.6kg×10N/kg=6N，

细线对物体A的拉力：

F拉=GA﹣F浮=6N﹣2N=4N，

由力的作用是相互的，水对A有向上的浮力，物体A对水有向下压力，

所以水对烧杯底部增大的压力：

△F=F浮=2N，

所以水对烧杯底部增大的压强：

△p=

=

=200Pa；

（3）烧杯对台秤的压力等于烧杯和水的重力、物体A对水向下的作用力之和，

即：

F=G杯和水+F浮=8N+2N=10N，

烧杯对台秤的压强：

p=

=

=1000Pa。

答：

（1）物体A所受到的浮力为2N；

（2）物体A一半浸入水中后，水对烧杯底部压强增大了200Pa；

（3）物体A一半浸入水中后，烧杯对台秤表面的压强为1000Pa。

9.解：

（1）木块受向上的浮力、向下的重力和向下的拉力，

根据力的平衡条件可得，木块B受到的浮力：

F浮=GB+F拉=5N+1N=6N；

（2）由F浮=ρgV排可得，排开水的体积：

V排=

=

=6×10﹣4m3，

木块的底面积S木=0.1m×0.1m=1×10﹣2m2。

木块浸入水中的深度：

h′=

=

=0.06m=6cm，

则水的深度h=h′+L=6cm+5cm=11cm=0.11m，

容器底部受到水的压强：

p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.11m=1.1×103Pa；

（3）容器内水的体积：

V水=S容h﹣V排=200×10﹣4m2×0.11m﹣6×10﹣4m3=1.6×10﹣3m3，

由ρ=

可得，水的质量：

m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1.6×10﹣3m3=1.6kg，

水的重力：

G水=m水g=1.6kg×10N/kg=16N，

容器对桌面的压力等于容器、木块和水受到的总重力，

即容器对桌面的压力：

F=GA+GB+G水=3N+5N+16N=24N，

容器对桌面的压强：

p′=

=

=1200Pa。

答：

（1）木块B受到的浮力是6N；

（2）容器底部受到水的压强是1.1×103Pa；

（3）容器对桌面的压强是1200Pa。

10.解：

（1）由图象知，当h=0时，此时测力计的示数等于圆柱体的重力，所以G=9N；

当h≥10cm时，测力计的示数不变，说明此时浮力不变，圆柱体完全浸没，此时F示=5N；

所以长方体浸没在水中受到的浮力：

F浮=G﹣F示=9N﹣5N=4N；

（2）由F浮=ρ水gV排得排开水的体积：

V排=

=

=4×10﹣4m3，

容器内水的体积：

V水=100cm2×20cm=2000cm3=2×10﹣3m3，

长方体浸没时，水和物体的总体积：

V=V水+V排=2×10﹣3m3+4×10﹣4m3=2.4×10﹣3m3，

容器内水的深度：

h=

=

=0.24m，

水对容器底的压强：

p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.24m=2400Pa。

答：

（1）长方体浸没在水中受到的浮力为4N；

（2）长方体浸没时，水对容器底的压强为2400Pa。

11.解：

（1）因为木块漂浮，

所以F浮=G木，

因为F浮=ρ水V排g，G木=ρ木V木g，

所以ρ水V排g=ρ木V木g，

因为木块总体积的

露出水面，

所以V排=

V木，

所以ρ木=

ρ水=

×1×103kg/m3=0.8×103kg/m3；

（2）当细绳断裂时，由力的平衡条件可得：

F浮′+F最大=G木，

设此时木块排开水的体积为V排′，则：

ρ水V排′g+F最大=ρ木V木g，

即：

1×103kg/m3×V排′×10N/kg+5N=0.8×103kg/m3×（0.1m）3×10N/kg，

解得：

V排′=3×10﹣4m3；

（3）绳断前的瞬间木块受到5N的拉力，绳断后绳子的拉力不存在，则浮力的增加量等于拉力的减小量，大小为5N；

在细绳断后木块再次漂浮时，与绳断前的瞬间相比，排开水的体积增加量：

△V排=

=

=0.0005m3，

水面上升的高度：

△h=

=

=0.0125m，

容器底受水的压强增大量：

△p=ρg△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.0125m=125Pa。

答：

（1）木块的密度为0.8×103kg/m3；

（2）当细绳断裂前一瞬间关闭阀门，此时木块排开水的体积为3×10﹣4m3；

（3）在细绳断开后木块再次漂浮时，容器底受到水的压强与断绳前的瞬间相比，容器底受水的压强增大了125Pa。

12.解：

（1）由题知，物体浸没在煤油中，则V排=V=1.0×10﹣3m3，

物体所受的浮力：

F浮=ρ煤油gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×1.0×10﹣3m3=8N；

（2）因为G+F拉=F浮，

物体受到的拉力：

F拉=F浮﹣G=8N﹣6N=2N；

（2）若细线与物体脱落，待物体静止后处于漂浮状态，此时的浮力F浮′=G=6N，

由F浮′=ρ煤油gV排′得此时排开煤油的体积：

V排′=

=

=7.5×10﹣4m3，

排开煤油的体积变化量：

△V排=1×10﹣3m3﹣7.5×10﹣4m3=2.5×10﹣4m3，

液面降低的高度：

△h=

=

=0.01m，

煤油对容器底的压强变化量：

△p=ρ煤油g△h=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.01m=80Pa。

答：

（1）物体所受的浮力是8N；

（2）细线受到的拉力是2N；

（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80pa。