中考物理重点题型密度浮力压强相关计算15道专项复习训练.docx

1、中考物理重点题型密度浮力压强相关计算15道专项复习训练密度、浮力、压强相关计算1.中国首艘国产航母 001A 于 2017 年 4 月26 日正式下水(如图)下水方式采用了漂浮式 下水，这也是现代航母建造中普遍使用的下水 方式漂浮式下水是打开闸门让海水注入船坞 (停泊、修理或制造船只的地方)，船依靠浮力浮 起后驶离船坞(g 取 10 N/kg ，海水密度取1.0103 kg/m3)问：(1)航母 001A 设计满载排水量约 7 万吨， 那么它满载时受到的浮力是多少？(2)水面下 4 m 处海水产生的压强是多少？ (3)一位质量为 60 kg 的歼 15 舰载机飞行员 来到航母的水平甲板上，若双

2、脚与甲板的接触 面积是 0.04 m2，则他双脚站立时对甲板的压强是多少？第 1 题图2.如图甲所示为服役于中国海军的导弹护卫舰该舰满载时排水量是 4 053 t，吃水深度 5 m，最大航速 50 km/h.如图乙所示是护卫舰从启 动到正常行驶的 vt 图像，该舰输出功率恒为25 600 kW.(g 取 10 N/kg，海水1.02 g/cm3)第 2 题图(1)在 00.2 h 内，护卫舰的动力 阻力(选填“大于”“等于”或“小于”)(2)护卫舰满载时船底受到的压强和压力各 是多少？(3)护卫舰以最大航速匀速向前航行时，水 对护卫舰的阻力是多少？(计算结果保留两位小 数)3.如图为我国建成的

3、全球最大的漂浮栈道，该水上漂浮栈道由 222 500 个浮体组成，四个浮 体组成 1 平方米，每平方米最大荷载 350 千 克且浮桥的总重与游客满员时(理论计算值) 的重力相当，人行于上，走道随波浪而起伏， 游人戏称“像冲浪”(1)当游客数量增加时，栈道受到的浮力将 (选填“变大”“变小”或“不变”) (2)假如游客的体重均以 50 kg 计算，若控 制进入景区的限制人数为理论计算值的 10%，那么限制人数是多少？(3)在最大荷载的情况下，浮体恰好全部浸 没水中，那么每个浮体的体积是多少？(4)从物理学角度分析人走在栈道上，走道 随波浪而起伏，感觉“像冲浪”的原因第 3 题图4.如图，最近有报

4、导，奇男子方恕云凭借一根不经任何加工的毛竹横渡富春江(g10N/kg)(1)已知人与手上物体的总质量为 80 kg，他 两只脚站在毛竹上受力面积是 400 cm2，求他对 毛竹的压强(2)若他所用的一根毛竹质量为 210 kg，体 积 0.3 m3，则他能否实现水上漂行？第 4 题图5.近期在日本召开了以美欧日等国的“七 国峰会”，在会上日本再次无理提出了我国南 海问题为了捍卫国家主权，我军派满载排水 量达 67 500 t 的“辽宁”号航空母舰加强了对南海黄岩岛等岛屿的巡逻，在某次巡逻演习中雷达发现假想敌潜艇在 15 海里外的水下 10 m 处潜行，随即投下重量为 100 kg 的感应式浅水

5、 水雷攻击，并成功将敌潜艇击沉(g10 N/kg、 水的密度为 1103 kg/m3)问：(1)航空母舰满载时受到的浮力为多少？ (2)敌潜艇受到水的压强有多大？ (3)如图为感应式浅水水雷在水中待命时示意图，假设欲使水雷悬浮在水中，需在其下方 用细绳悬挂一个密度为 5103 kg/m3 、质量为31.25 kg 的物体，求水雷的密度？(细绳的体积 和质量忽略不计)第 5 题图6.我国自主研发的水下无人滑翔机“海燕”形似鱼雷，长 1.8 m，直径 0.3 m，质量为 70 kg. 在一次训练中，它在海面下 500 m 处水平匀速 巡航时，1 min 内航行的距离为 90 m求“海燕” 滑翔机在

6、这过程中；( 计算时海水的密度取1.0103 kg/m3，g 取 10 N/kg) (1)所受到的重力； (2)航行的速度； (3)受到海水的压强7.近日，我国新型战略核潜艇(如图甲所示) 为保障国家安全，进行了战备巡航，下表是核 潜艇的部分性能参数水下排水 量11 500吨水下最 大航速36 节水面排水 量9 000吨水下巡 航速度20 节艇长135 米最大潜350 米深艇宽13 米发动机最大功 率25 000千瓦第 7 题图求：(1)核潜艇以水下最大航速行驶，到距离 2700 km 处的某海域执行任务所用的时间(1 节0.5 m/s)；(2)核潜艇在水面航行时受到的浮力；下潜 到最大深度时

7、受到水的压强；(g10 N/kg，海 水的密度海水1.03103 kg/m3)(3)若核潜艇在水下巡航时，做水平匀速直 线运动，所受阻力与速度的关系如图乙所示， 它的动力功率是多少8.如图所示，放置在水平地面上重 10 N 的平底薄壁容器，底面积为 0.01 m2，内装 40 N 的 水，水深 0.2 m现将一个体积是 200 cm3 的金 属块系在弹簧测力计挂钩上，并把它完全浸没 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 15.8 N ( 水 1.0103 kg/m3，g10 N/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)

8、金属块的密度是多少？(3)金属块完全浸没于水中后，容器对水平 地面的压强是多少？第 8 题图9. 图甲是建造长江大桥时使用的起吊装置(图中未画出)的钢缆绳拉着实心圆柱体 A 距江 面某一高度处沿竖直方向匀速下降，在下降到 江底之前，始终保持 0.2 m/s 的速度不变图乙 是 A 下降到江底之前钢缆绳对 A 的拉力 F 的随 时 间 t 变 化 的 图 像 ( 取 江 水 的 密 度 为 水 1.0103 kg/m3，g 取 10 N/kg)求： (1)圆柱体 A 下降过程中，重力的功率； (2)圆柱体 A 的密度；(3)当圆柱体 A 下降到江底(江底视为水平)， 卸下钢缆绳后，圆柱体 A 对

9、江底的压强？第 9 题图10.如图，底面积为 100 cm2 的圆柱形容器内 装 有 足 够 多 的 水 ， 在 水 面 上 有 一 体 积 为4.5104 m3 的冰块，冰块内部含有质量为 60 g冰的物体，冰块有 1 的体积露出水面( 150.9103 kg/m3，g10 N/kg)求： (1)冰块受到的浮力； (2)物体的密度；(3)当冰块全部熔化后，容器底部受到水的 压强变化量是多少？第 10 题图11.如图所示，一个底面积为 100 cm2 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 1 000 g 的水.将一个重3 N 的实心长方体 A 挂在弹簧测力计上，

10、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 2 N.（g 取 10 N/kg）求：第 11 题图（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？12.如图甲所示，一个底面积为 75 cm2 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 F115 N；底面积为 120 cm2 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 h5 cm，如图乙所示，此时弹簧测力计

11、示数 F27.5 N；然后，将物体 A 竖直向上移动 8 cm.（忽略绳重和附在物体表面上水的重力.水1.0103 kg/m3，g 取 10 N/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 8 cm 前后，水 对容器底压强的变化量.第 12 题图13.如图甲所示，水平桌面上放置底面积为80 cm2，质量为 400 g 的圆筒，筒内装有 16 cm 深的某液体. 弹簧测力计悬挂着底面积为 40 cm2.高为 8 cm 的圆柱体，从液面逐渐浸入直到 浸没，弹簧测力计示数 F 与圆柱体浸入液体深度 h 的关系如图乙所示（.圆筒的厚度忽略不计

12、，筒内液体没有溢出），求：（1）圆柱体浸没在液体中所受的浮力是多少？（2）筒内液体密度是多少？（3）圆柱体浸没并且未与圆筒底部接触时，圆筒对桌面的压强是多少？第 13 题图14.小金学了浮力的知识后，想制造一台浮力秤.他将一段密度为 0.5103 kg/m3，粗细均匀 的木料，先进行不吸水处理，再将其竖立水中， 如图所示.这段木料长为 40 cm，横截面积为 0.1 m2，其上表面可以作为秤盘（g 取 10 N/kg），问：第 14 题图（1）质量为 0 的刻度线的位置在哪里？（2）距离上表面 10 cm 处的刻度对应的质 量为多少？15.如图所示，一个底面积为 2 m2 的圆柱状容器，装有适

13、量的水.现将一个底面积为 0.5 m2、 体积为 5 m3 的物体 A 放入其中，物体 A 漂浮于 水面上.当再给 A 物体施加一个竖直向下的大小 不变的力 F 以后，A 物体最终恰好浸没于水中 静止，此时容器底部受到的压强增大了 1104Pa.则：（1）A 物体浸没水中静止时容器底部所受 到的压力增大了多少？（2）A 浸没于水中时受到的浮力为多少？（3）A 物体受到的重力为多少？（g10N/kg）（4）从 A 物体漂浮水面到浸没水中静止过 程中力 F 做了多少功？第 15 题图参考答案1.解：(1)满载时排水量：m 排70 000 t7107 kg航母满载时受到的浮力：F 浮 G 排 m 排

14、 g 7107 kg 10 N/kg 7108 N(2)水面下 4 m 处海水产生的压强：p海水 gh1.0103 kg/m310 N/kg4 m4104 Pa (3)在水平甲板上，人对甲板的压力： FGmg60 kg10 N/kg600 N 站立时与甲板的接触面积：S0.04 m2 双脚站立时对甲板的压强：pF 600 N 1.5104 PaS 0.04 m22. (1)大于 【解析】由图像乙可知在 00.2 h 内护卫舰的速度不断增大，是加速运动的， 所以它的动力大于阻力解：(2)护卫舰满载时底部受到的压强是：p 海水 gh1.02103 kg/m3 10 N/kg 5 m5.1104 P

15、a护卫舰满载时受到的浮力是：F 浮G 排m 排 g4 053103 kg10 N/kg4.053107 N护卫舰满载时船底受到的压力是：F 压F 浮4.053107 N (3)由 PWFsFv 可得，护卫舰的动力t t是：FP2.5610=7 W 11.84106 Nv 503.6m/s因为护卫舰匀速航行，受到的是平衡力， 所以其受到的阻力和动力大小相等，故有 fF1.84106 N3. (1)变大【解析】栈道是漂浮在水面上的， 浮力等于重力，在游客数量增加时，总的重力 在增大，栈道受到的浮力也在增大.解：(2)222 500 个浮体组成的栈道面积为222 500S 1 m255 625 m2

16、4总共能承受的最大荷载为M55 625 m2350 kg/m219 468 750 kg限制人数为n M 10% 19 468 750 kg 10% 38m937.550 kg故可以承受游客的最多人数限制人数为为38 937 (3)由(2)可知，漂浮栈道与最大荷载的总重力G 2 Mg 219 468 750 kg10 N/kg 389 375 000 N根据物体的漂浮条件 F 浮G 得，F 浮389375 000 N依据阿基米德原理 F 浮V 排 g则 V 排F 浮 389 375 000 N 38g 1.0103 kg/m310 N/kg937.5 m3每 一 个 浮 体 的 体 积 为 V

17、 V 排 222 50038 937.5 m30.175 m3222 500(4)这是由于栈道受力不均匀，受到压力较 大的地方浮力也随着增大，因此浮体向下进入 水中的体积增大以获得较大的浮力，栈道降低； 而受到压力较小的地方，浮力也较小，因此浮 体上浮，栈道升高这样栈道就起伏不平，犹 如冲浪一般4. 解：(1)人对毛竹的压力为FGmg80 kg10 N/kg800 N他对毛竹的压强 p F 800 N 2104 PaS 400104 m2(2)人站在毛竹上毛竹受到的最大浮力为F 浮水 V 排 g1.0103 kg/m3 0.3 m3 10 N/kg3 000 N人和物体毛竹的总重为G 总m 总

18、 g(80 kg210 kg)10 N/kg2900 N因为 F 浮G 总 ，所以他能实现水上漂行5. 解：(1)因为航空母舰漂浮，受到的浮力 等于其排开水的重力，所以：F 浮G 排m 排 g67 500103 kg10 N/kg6.75108 N(2) 敌 潜 艇 受 到 水 的 压 强 是 ： p gh 1.0103 kg/m310 N/kg10 m1105 Pa(3)将水雷和下面悬挂的物体当作一个整体， 水雷悬浮时，它们受到的浮力等于其总重力， 为：F 浮G 总m 总 g(100 kg31.25 kg)10N/kg1 312.5 N它 们 的 总 体 积 是 ： V V 排 F 浮 水

19、g1 312.5 N1.0103 kg/m310 N/kg0.131 25 m3而下面悬挂的物体的体积是：V1 m1 131.25 kg0.006 25 m35103 kg/m3因此水雷的体积是：V2VV10.131 25 m30.006 25 m30.125 m3故 水 雷 的 密 度 是 ： 2 m2 100 kg 0.8103 kg/m3V2 0.125 m36.解：(1)滑翔机受到的重力为 Gmg70kg10 N/kg700 N(2)航行的速度为 vs t90 m1.5 m/s60 s(3)受到海水的压强为 p gh1.0103kg/m310 N/kg500 m 5.0106 Pa7.

20、解：(1)s2 700 km2.7106 m，v0.5 m/s3618 m/s，由 v s得：t6ts2.710m1.5105 sv 18 m/s(2)在水面上航行时：m 排9 000 t9106kgF 浮 G 排 m 排 g 9106 kg 10 N/kg 9107 N最大深度 h350 m 时，海 水 对 它 的 压 强 p 海 水 gh 1.03103kg/m310 N/kg350 m3.605106 Pa(3) 根据二力平衡，由图像得：F 动 f 30104 N，此时速度 v0.5 m/s2010 m/s， 动力的功率 P F 动 v 30104 N 10m/s3106 W8. 解 ：

21、 (1) 水 对 容 器 底 的 压 强 p gh 1.0103 kg/m310 N/kg0.2 m2103 Pa， 水 对 容 器 底 的 压 力 F pS 2103Pa0.01 m220 N；(2) 金 属 块 受 到 的 浮 力 F 浮 水 gV 排 1.0103 kg/m310 N/kg200106 m32 N； 受力分析：金属块 GFF 浮15.8 N2N17.8 N；金 属 块 的 密 度 mV G gV17.8 N8.9103 kg/m3；10 N/kg200106 m3(3)金属块完全浸没在水中后，容器对水平地 面 的 压 强 p F S G 水G 容F 浮 S40 N10 N

22、2 N5.2103 Pa0.01 m29. 解：(1)在江面上时圆柱体匀速下降，所 以重力和拉力相等，由图可得：GF13104N重力的功率是：PGv3104 N0.2 m/s6103 W(2)圆柱体浸没在水中后，拉力 F21104N；这时圆柱体受到的浮力是：F 浮GF23104 N 110 4 N2104 N因为这时圆柱体浸没，所以圆柱体的体积是：V 物V 排 F 浮 2104 N 2 m3水 g1.0103kg/m310 N/kg4圆柱体的质量是：m G310 N 3103 kg圆 柱 体 的 密 度 物 1.5103kg/m3g 10 N/kgm 3103 kg V 物 2 m3(3)由乙

23、图可得，圆柱体下表面接触江面到 刚好浸没的时间 t5 s圆柱体的高度是：hvt 0.2 m/s5 s1m圆柱体的底面积是：SV 物2 m32 m2h 1 m江底对圆柱体的支持力：FNG F 浮3104 N 2104 N 1104 N因为互相作用力大小相等，所以圆柱体对江底压力为：FF1104 NN NF 4 圆柱体对江底的压强是：pN110 N5103 PaS 2 m210. 解：(1)冰块受到的浮力 F 浮液 gV 排1.0103 kg/m3 10 N/kg (1 1 )4.510415m34.2 N(2)因为冰块漂浮在水面，则有 F 浮Gmg，则冰块与物体的总质量 mGF 浮 4.2 N

24、0.42 kg420 gg g 10 N/kg冰块的质量 m 冰mm 物420 g60 g360 g冰块的体积 V 冰 m 冰冰 360 g 0.9103 kg/m3360 g400 cm30.9 g/cm3则物体的体积 V 物VV 冰450 cm3400 cm350 cm3物体的密度物 1.2103 kg/m3m 物V 物 60 g50 cm31.2 g/cm3(3) 冰块熔化前排开水的体积 V 排 水 (1 1 )V(1 1 )4.5104 m34.2104 m3，15 15m 冰熔化后排开水的体积 V排水V 熔化水V 物水 360 g 4V 物1 g/cm350 cm3 410 cm3

25、4.110m3，水体积的变化量VV 排水V排水4.2104 m34.1104 m31105 m3则 液 面 变 化 的 高 度 h V S1105 m3103 m100104 m2容器底部受到水的压强变化量pgh1.0103 kg/m310 N/kg103 m10 Pa11.解：(1)物体 A 的重力 G3 N，所以此时物体 A 受到的浮力 F 浮GF3 N2 N1N(2)因为弹簧测力计的示数为 2 N，即物体 A 受到的浮力为 1 N 时，物体 A 的刚好有一半的 体积浸入水中，所以物体的体积：A即 1V F 浮 1 N 21104 m3液 g1.0103 kg/m310 N/kg所以 VA

26、21104 m32104 m3(3)当物体 A 浸没在水中时，容器底受到的 压力：FG 水F浮1 kg10 N/kg液 gVA10 N1.0103 kg/m310 N/kg2104 m310 N2 N12 NF 12 N 水对容器底的压强：p1 200 Pa S 100104 m212. 解：(1)由于物体浸没在水中与容器底 接触但对其无压力，且不考虑绳重和附在物体 表面上水的重力，待液面稳定后对物体 A 进行 受力分析可得：物体 A 浸没在水中受到的浮力：F 浮F1F215 N7.5 N7.5 N(2)物体 A 的质量为 mA GF1 15 N 1.5 kgg g 10 N/kg F 浮 物

27、 体 A 的 体 积 ： VA V 排 水 g7.5 N1.0103 kg/m310 N/kg7.5104 m3物 体 A 的 密 度 mA 1.5 kg 2103 kg/m3VA 7.5104 m3(3)因为物体 A 的底面积 SA 为 75 cm2，所以 7.5104 m3物体 A 的高度：hAVASA75104m20.1 m10 cm由图乙可知：V 水V 总VAS 容(hAh)VA120 cm2(10 cm5 cm)750 cm31 050 cm3当物体 A 竖直向上移动 8 cm 后，假设物体A 露出水面的高度为 h.则 A 底面距容器底的距离应为 8 cm.如解图 所示第 12 题解图此时 V 水V 总VAS 容(8 cm10 cmh)