中考物理 壓強和浮力的綜合計算專題復(fù)習(xí)訓(xùn)練題.doc

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壓強和浮力的綜合計算 1. 將體積相同材料不同的甲乙丙三個實心小球，分別輕輕放入三個裝滿水的相同燒杯中，甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球懸浮，如圖所示，下列說法正確的是（　?。〥 A．三個小球的質(zhì)量大小關(guān)系是m甲＞m乙＞m丙 B．三個小球受到的浮力大小關(guān)系是F甲=F丙＜F乙 C．三個燒杯中的水對燒杯底部的壓強大小關(guān)系是p甲＞p乙＞p丙 D．三個燒杯底部對桌面的壓強大小關(guān)系是p′甲＞p′乙=p′丙 2. 為驗證阿基米德原理，小明將電子秤放在水平桌面上并調(diào)零，然后將溢水杯放到電子秤上，按實驗操作規(guī)范將溢水杯中裝滿水，再用細線系住鋁塊并將其緩慢浸入溢水杯的水中，如圖所示，鋁塊始終不與溢水杯接觸．則下列四個選項中，判斷正確的是（　?。〥 A．鋁塊浸沒在水中靜止時與鋁塊未浸入水中時相比，水對溢水杯底的壓力變小 B．鋁塊浸沒在水中靜止時與鋁塊未浸入水中時相比，水對溢水杯底的壓強變大 C．鋁塊浸沒在水中靜止時，繩對鋁塊的拉力等于鋁塊排開水的重力 D．鋁塊浸沒在水中靜止時與鋁塊未浸入水中時相比，若電子秤示數(shù)不變，則驗證了阿基米德原理 3. 不吸水的長方體A固定在體積不計的輕桿下端，位于水平地面上的圓柱形容器內(nèi)，桿上端固定不動．如圖所示．現(xiàn)緩慢向容器內(nèi)注入適量的水，水對容器的壓強P與注水體積V的變化關(guān)系如圖乙所示．當(dāng)P=600Pa時，容器中水的深度為　6　cm；若ρA=0.5g/cm3，當(dāng)注水體積v=880cm3時，桿對A的作用力大小為　5.2　N． 4. 如圖所示，高為0.3m的圓柱形容器內(nèi)盛有0.1m深的水．現(xiàn)將一密度為2103kg/m3，底面積為S0m2，高為0.15m的圓柱形物塊豎直放入水中，已知容器底面積為物塊底面積的5倍，則物塊靜止在水中時（物塊與容器底不密合），物塊受到的浮力為　1250S0　N，水對容器底的壓力為　6250S0　N（水的密度為1.0103kg/m3，g取10N/kg）． 5. 一個底面積為100cm2足夠高的柱形容器M裝有20cm深的水，置于水平地面上；一個質(zhì)量忽略不計的硬塑料瓶固定在輕桿上，內(nèi)有適量的水，如圖甲所示．塑料瓶ABCD部分為柱形，柱形部分高度hAB為16cm．用手拿住輕桿，將該瓶從圖甲中剛接觸水面位置，緩慢豎直下降6cm，桿對瓶的拉力F隨下降高度h之間的關(guān)系圖如圖乙所示．然后從該位置繼續(xù)向下，直到水面與AD相平為止．則瓶內(nèi)所裝水的重力為　2　N；當(dāng)水面與AD相平時，瓶外的水對容器M底部的壓強為　2400　Pa． 6. 取一根內(nèi)部橫截面積為1平方厘米的直筒形塑料管，在底部扎上橡皮膜后，稱得質(zhì)量為2克．向管內(nèi)倒入10克液體，再將它放入水中．放手后，觀察到橡皮膜恰好變平，如圖所示． 請回答： （1）氣管內(nèi)液體的密度　小于?。ㄟx填”大于“”等于“或”小于“）水的密度． （2）水對塑料管底部橡皮膜產(chǎn)生的壓強大?。? （3）裝有液體的塑料管受到的浮力大?。? （1）塑料管的重力和液體的重力之和等于塑料管受到的浮力，則液體的重力小于塑料管受到的浮力，則氣管內(nèi)液體的密度小于水的密度； （2）塑料管受到的壓力F=G=mg=0.01kg10N/kg=0.1N， 所以對塑料管底部橡皮膜產(chǎn)生的壓強P===1000Pa； （3）裝有液體的塑料管受到的浮力F浮=G總=（0.01kg+0.002kg）10N/kg=0.12N 7. 重為8N的物體掛在彈簧測力計下面，浸沒到如圖所示圓柱形容器的水中，此時彈簧測力計的示數(shù)為6N，已知容器底面積為100cm2．求： （1）物體受到的浮力； （2）物體的密度； （3）物體浸沒水中后，容器對水平桌面增大的壓強． （1）由圖知，物體浸沒在水中時，彈簧測力計的示數(shù)F示=6N， 物體受到的浮力： F浮=G﹣F示=8N﹣6N=2N； （2）物體的質(zhì)量： m===0.8kg， 由F浮=ρ水V排g得排開水的體積： V排===210﹣4m3， 因為物體浸沒在水中， 所以物體的體積：V=V排=210﹣4m3， 物體密度為： ρ===4103kg/m3； （3）物體浸沒在水中后（未沉底），則容器對水平桌面增大的壓力等于物體重力減去彈簧測力計的拉力，即△F=G﹣F示=8N﹣6N=2N， 容器對水平桌面增大的壓強： △p===200Pa 8. 有一個用超薄超硬度材料制成的圓柱形容器，下端封閉上端開口，底面積S=250cm2，高度h=10cm，如圖甲所示；另有一個實心勻質(zhì)圓柱體物塊，密度ρ=0.8103kg/m3，底面積S1=150cm2，高度與容器高度相同．如圖乙所示．（已知水的密度ρ水=1.0103kg/m3，且g取10N/kg計算） （1）現(xiàn)將圓柱體物塊豎直放置容器內(nèi)，則物塊對容器底部的壓強是多大？ （2）再向容器內(nèi)緩緩注入質(zhì)量為600g的水，圓柱體物塊不會傾斜，最后均處于靜止?fàn)顟B(tài)，那么，圓柱體物塊受到的浮力是多大？ （3）在第（2）問敘述的情景中，水對容器底部的壓強是多大？ （1）物塊的體積：V1=S1h=150cm210cm=1500cm3=1.510﹣3m3，根據(jù)ρ=可得，物塊的質(zhì)量：m=ρV1=0.8103kg/m31.510﹣3m3=1.2kg，物塊對容器底部的壓力：F=G=mg=1.2kg10N/kg=12N，物塊對容器底部的壓強：p===800Pa （2）水的體積：V水===600cm3，則向容器內(nèi)注入質(zhì)量為600g的水后水的深度：h水===6cm=0.06m，物塊排開水的體積：V排=S1h水=150cm26cm=900cm3=910﹣4m3，圓柱體物塊受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0103kg/m310N/kg910﹣4m3=9N （3）水對容器底部的壓強：p′=ρ水gh水=1.0103kg/m310N/kg0.06m=600Pa 9. 如圖所示，水平桌面上放置底面積為80cm2，質(zhì)量為400g的圓筒，筒內(nèi)裝有16cm深的某液體．彈簧測力計懸掛底面積為40cm2、高為8cm的圓柱體，從液面逐漸浸入直到浸沒，彈簧測力計示數(shù)F與圓柱體浸入液體深度h的關(guān)系如圖所示，（圓筒的厚度忽略不計，筒內(nèi)液體沒有溢出），求： （1）圓柱體浸沒在液體中所受的浮力是多少？ （2）筒內(nèi)液體密度是多少？ （3）圓柱體浸沒并且未與圓筒底部接觸時，圓筒對桌面的壓強是多少？ （1）由圖象知，當(dāng)h=0時，此時測力計的示數(shù)等于圓柱體的重力，所以G=10N； 當(dāng)h≥8cm時，測力計的示數(shù)不變，說明此時浮力不變，圓柱體完全浸沒，此時F示=2N；圓柱體浸沒在液體中所受的浮力：F浮=G﹣F示=10N﹣2N=8N； （2）物體排開液體的體積V排=V物=S物h物=40cm28cm=320cm3=3.210﹣4m3， 由F浮=ρ液gV排得液體的密度：ρ液===2.5103kg/m3； （3）液體的質(zhì)量m液=ρ液V液=2.5103kg/m3801610﹣6m3=3.2kg， 圓柱體浸沒并且未與圓筒底部接觸時，圓筒對桌面的壓力等于液體、容器、圓柱體總重力減去彈簧測力計的拉力，所以圓筒對地面的壓力：F=（m液+m筒）g+G﹣F示=（3.2kg+40010﹣3kg）10N/kg+10N﹣2N=44N，圓筒對地面的壓強： p===5.5103Pa 10. 如圖甲所示，不吸水的長方體物塊放在底部水平的容器中，物塊的質(zhì)量為0.2kg，物塊的底面積為50cm2，物塊與容器底部用一根質(zhì)量、體積均忽略不計的細繩相連，當(dāng)往容器中緩慢注水至如圖乙所示位置，停止注水，此時，物塊上表面距水面10cm，繩子豎直拉直，物塊水平靜止，繩子的拉力為2N．已知ρ水=1.0103kg/m3，g=10N/kg．求： （1）物塊的重力； （2）物塊的密度； （3）注水過程中，繩子剛好豎直拉直時到圖乙所示位置時，水對物塊下表面壓強的變化范圍． （1）物塊的重力：G=mg=0.2kg10N/kg=2N． （2）由圖乙可知，長方體物塊受到重力、繩子的拉力和浮力的作用，根據(jù)力的平衡條件可知，長方體物塊受到的浮力：F浮=G+F拉=2N+2N=4由F浮=ρ水gV排得,物塊排開水的體積：V排===410﹣4m3，因物塊浸沒在水中，所以物體的體積：V=V排=410﹣4m3，物塊的密度： ρ===0.5103kg/m3． （3）當(dāng)繩子剛好豎直拉直時（此時繩子上無拉力），物塊處于漂浮狀態(tài)，所以，此時物塊受到的浮力F浮′=G=2N，根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知，物塊下表面受到水的向上壓力：F向上=F浮′=2N，物塊的底面積為S=50cm2=510﹣3m3，則此時水對物塊下表面壓強：p===400Pa，由V=Sh得，長方體物塊的高度： h===0.08m，由圖乙所示位置可知，物塊下表面距水面的深度：h′=h+h上=0.08m+0.1m=0.18m，則此時水對物塊下表面的壓強：p′=ρ水gh′=1.0103kg/m310N/kg0.18m=1800Pa，綜上所述，水對物塊下表面壓強的變化范圍為400Pa～1800Pa 11. 如圖所示，薄壁圓柱形容器置于水平地面，容器的底面積S=810﹣3m2，容器高0.2m，內(nèi)盛0.17m深的水．A1和A2為兩個均勻?qū)嵭牧⒎襟w物塊（不吸水），A1的質(zhì)量為0.185kg，A2的體積為3.210﹣4m3，（已知ρ水=1.0103kg/m3，g取10N/kg）． （1）水對容器底部的壓力為多少？ （2）將A1釋放，沉浸在水中，靜止后受到容器底對它的支持力為0.6N，求A1的體積． （3）只將A2緩慢浸入在水中，當(dāng)水對容器底部的壓強最大時，A2的密度至少為多少？ （1）水對容器底部的壓強：p=ρ水gh=1.0103kg/m310N/kg0.17m=1.7103Pa； 容器底部受到的壓力為：F=pS=1.7103Pa810﹣3m2=13.6N； （2）A1的重力為：G1=m1g=0.185kg10N/kg=1.85N；A1浸沒在水中，A1受到三個力的共作用：豎直向下的重力G、豎直向上的支持力F和浮力F??；根據(jù)力的平衡條件可得G=F+F浮，則A1受到的浮力為：F浮=G﹣F=1.85N﹣0.6N=1.25N； 由阿基米德原理可知，A1排開的水的體積即A1的體積為：V1=V排===1.2510﹣4m3； （3）A2在水中的狀態(tài)可能有三種情況：漂浮、懸浮或下沉；A2漂浮時其密度小于水的密度，懸浮時其密度等于水的密度，下沉?xí)r其密度大于水的密度；由于本題求的是A2的最小密度，故A2在水中處于漂浮狀態(tài)時，其密度最?。粚2緩慢浸入在水中，當(dāng)水面上升至0.2m時，水對容器底部的壓強是最大的； 水面上方的體積即排開的水的體積為：V2排=Sh=810﹣3m2（0.20cm﹣0.17cm）=2.410﹣4m3＜3.210﹣4m3，此時A2漂浮，A2受到的浮力為：F浮=G2，即ρ水gV2排=ρ2gV2，帶入數(shù)據(jù)得：1.0103kg/m310N/kg2.410﹣4m3=ρ210N/kg3.210﹣4m3，解得A2的最小密度：ρ2=0.75103kg/m3 12. 底面積為100cm2的平底圓柱形容器內(nèi)裝有適量的水，放置于水平桌面上．現(xiàn)將體積為500cm3，重為3N的木塊A輕放入容器內(nèi)的水中，靜止后水面的高度為8cm，如圖甲所示，若將一重為6N的物體B用細繩系于A的下方，使其恰好浸沒在水中，如圖乙所示（水未溢出），不計繩重及其體積，求： （1）圖甲中木塊A靜止時進入水中的體積； （2）物體B的密度； （3）圖乙中水對容器底部的壓強． （1）因為A漂浮在水中，所以F浮=GA=3N，根據(jù)F浮=ρ水gV排得V排===310﹣4m3 （2）圖A、B共同懸浮：F浮A+F浮B=GA+GB，公式展開：ρ水g（VA+VB）=GA+GB VA+VB===910﹣4m3其中VA=500cm3=510﹣4m3，故VB=410﹣4m3B的質(zhì)量為：mB===0.6kg；B的密度為：ρB===1.5103kg/m3； （3）當(dāng)AB浸入水中后，所增加浸入水中的體積為：△V=VA+VB﹣V排=910﹣4m3﹣310﹣4m3=610﹣4m3液面升高△h===0.06m，圖乙中水對容器底部的壓強：p=ρ水gh=1.0103kg/m310N/kg（0.06m+0.08m）=1400Pa 13. 把一棱長為10cm，質(zhì)量為8kg的正方體實心金屬塊，放入水平放置裝水的平底圓柱形容器中．如圖甲所示，金屬塊下沉后靜止在容器底部（金屬塊與容器底部并未緊密接觸），水的密度是1.0103kg/m3，g取10N/kg．求： （1）金屬塊的密度； （2）金屬塊受到的浮力； （3）金屬塊對容器底部的壓強； （4）若用圖乙所示的滑輪組，把金屬塊在水中勻速提升30cm（金屬塊未露出水面，忽略水對物體的阻力），此過程滑輪組的機械效率為70%，那么繩子自由端的拉力F大小是多少？ （1）金屬塊的體積V金=（10cm）3=1000cm3=110﹣3m3， 則金屬塊的密度ρ金===8103kg/m3； （2）由于金屬塊下沉后靜止在容器底部，則V排=V金=110﹣3m3， 所以，F(xiàn)浮=ρ水V排g=1103kg/m3110﹣3m310N/kg=10N； （3）金屬塊的重力： G=mg=8kg10N/kg=80N， 金屬塊對容器底的壓力： F=G﹣F浮=80N﹣10N=70N， 正方體金屬塊的底面積（受力面積）S=（10cm）2=100cm2=0.01m2， 金屬塊對容器底的壓強： p===7103Pa； （4）若用圖乙所示的滑輪組把金屬塊在水中勻速提升，由圖可知繩子的股數(shù)n=2， 根據(jù)機械效率η=100%=100%=可得： 繩子自由端的拉力F===50N 14. 某實驗小組在研究某種物質(zhì)的屬性時，日常需將物體浸沒在煤油中保存，將體積為110﹣3m3、重6N的該物體用細線系在底面積為250cm2的圓柱形容器的底部，物體浸沒在煤油中，如圖所示，（g=10N/kg，ρ煤油=0.8103kg/m3） （1）細線受到的拉力是多大？ （2）若細線與物體脫落，待物體靜止后煤油對容器底的壓強變化了多少？ （1）由題知，物體浸沒煤油中，V=V排=1.010﹣3m3， 受到的浮力： F浮=ρ煤油gV排=0.8103kg/m310N/kg1.010﹣3m3=8N； 因為G+F拉=F浮， 物體受到的拉力： F拉=F浮﹣G=8N﹣6N=2N， （2）漂浮時，F(xiàn)浮′=G=6N， 由F浮′=ρ煤油gV排′得： V排′===7.510﹣4m3， △V排=110﹣3m3﹣7.510﹣4m3=2.510﹣4m3， 水深變化： △h===0.01m， △p=ρ水g△h=0.8103kg/m310N/kg0.01m=80Pa 15. 如圖甲所示為中國首艘國產(chǎn)航母001A下水時的情景．某中學(xué)物理興趣小組的同學(xué)在實驗室模擬航母下水前的一個過程，他們將一個質(zhì)量為2kg的航母模型置于水平地面上的一個薄壁柱形容器底部，該柱形容器質(zhì)量為6kg，底面積為0.03m2，高為0.4m，如圖乙所示．現(xiàn)在向容器中加水，當(dāng)加水深度為0.1m時，模型剛好離開容器底部，如圖丙所示．繼續(xù)加水直到深度為0.38m，然后將一質(zhì)量為0.9kg的艦載機模型輕放在航母模型上，靜止后它們一起漂浮在水面．求： （1）圖丙中水對容器底部的壓強為多少帕？ （2）圖丙中航母模型浸入水中的體積為多少立方米？ （3）放上艦載機后整個裝置靜止時，相對于水深為0.38m時，容器對水平地面的壓強增加了多少帕？ （1）由題意可知，圖丙中水的深度h=0.1m， 則圖丙中水對容器底部的壓強： p=ρ水gh=1.0103kg/m310N/kg0.1m=1103Pa； （2）航母模型的重力：G航=m航g=2kg10N/kg=20N； 由題知，模型剛好離開容器底部，即航母模型漂浮， 所以此時航母模型受到的浮力：F浮=G航=20N； 由阿基米德原理可知，航母排開水的體積： V排===2.010﹣3m3； （3）艦載機模型的重力：G艦載機=m艦載機g=0.9kg10N/kg=9N；放上艦載機后整個裝置靜止時，增加的浮力：△F浮=G艦載機=9N，增加的排開水的體積：△V排===910﹣4m3，水面升高：△h===0.03m， 原來水深為0.38m，容器高度為0.4m，所以有水溢出，水平地面增加的壓力： △F=G艦載機﹣G溢=9N﹣1103kg/m30.03m2（0.38m+0.03m﹣0.4m）10N/kg=6N；則容器對水平地面的壓強增加量：△p===200Pa． 16. 某同學(xué)制作了一個”浮子“．他用質(zhì)量為2m、高為h、橫截面積為2S的質(zhì)地均勻?qū)嵭膱A柱體，將其中間挖掉橫截面積為S、高為h的圓柱體，做成”空心管“；然后用另一個不同材質(zhì)、質(zhì)地均勻的實心圓柱體將管的空心部分恰好填滿，做成”浮子“，如圖1所示．將”浮子“放入盛有足量水、底面積為S0的圓柱形薄壁容器中．”浮子“剛好懸浮在水中，如圖2所示．已知水的密度為ρ0，請解答下列問題： （1）該“浮子”的平均密度是多少？ （2）實驗中，組成“浮子”的“空心管”和“填充柱體”在水中完全脫離，致使容器中水面高度發(fā)生了變化，待水面恢復(fù)穩(wěn)定后，水對容器底部的壓強變化了多少？ （1）因為浮子懸浮在水中，所以ρ浮子=ρ水=ρ0； （2）①若空心管漂浮，水面高度的變化為△h；F浮=Gρ0g（Sh﹣△hS0）=mg， △h=，所以△p=ρ0g△h=． ②若“填充柱體”漂浮，因為ρ浮子=ρ水=ρ0；所以填充柱體的質(zhì)量m′=2ρ0Sh﹣m； ρ0g（Sh﹣△hS0）=m′g=2ρ0Sh﹣m，同理可得：△h′= 由P=ρgh可得，△P′=ρ0g△h= 17. 如圖甲所示，水平桌面上有一底面積為5.010﹣3m2的圓柱形容器，容器中裝有一定量的水，現(xiàn)將一個體積為5.010﹣5m3的物塊（不吸水）放入容器中，物塊漂浮在水面上，浸入水中的體積為4.010﹣5m3．求： （1）物塊受到的浮力； （2）物塊的質(zhì)量； （3）如圖乙所示，用力F緩慢向下壓物塊，使其恰好完全浸沒在水中（水未溢出）．此時水對容器底的壓強比物塊被下壓前增加了多少？ （1）已知V排=4.010﹣5m3， 則F浮=ρ水gV排=1.0103kg/m310N/kg410﹣5m3=0.4N． （2）由于物塊漂浮在水面上，則物塊的重力G=F浮=0.4N， 則質(zhì)量m===0.04kg； （3）物塊使其恰好完全浸沒在水中，排開水的體積變化：△V=V物﹣V排=510﹣5m3﹣410﹣5m3=110﹣5m3 則水的深度變化為：△h===0.002m， 所以水對容器底的壓強： p=ρgh=1.0103kg/m310N/kg0.002m=20Pa 18. 如圖甲所示，放在水平桌面上的圓柱形容器的底面積為100cm2，裝有20cm深的水，容器的質(zhì)量為0.02kg，厚度忽略不計．A、B是由密度不同的材料制成的兩實心物塊，已知B物塊的體積是A物塊體積的．當(dāng)把A、B兩物塊用細線相連放入水中時，兩物塊恰好懸浮，且沒有水溢出，如圖乙所示，現(xiàn)剪斷細線，A物塊上浮，穩(wěn)定后水對容器底的壓強變化了60Pa，物塊A有體積露出水面．已知水的密度為1.0103kg/m3，g取10N/kg．試求： （1）如圖甲所示，容器對水平桌面的壓強； （2）細線被剪斷后水面的高度差； （3）A、B兩物塊的密度． （1）圓柱形容器內(nèi)水的體積： V水=S容h水=100cm220cm=2000cm3， 由ρ=可得，水的質(zhì)量： m水=ρ水V水=1.0g/cm32000cm3=2000g=2kg， 容器對水平桌面的壓力： F=G總=（m容+m水）g=（0.02kg+2kg）10N/kg=20.2N， 容器對水平桌面的壓強： p===2020Pa； （2）由p=ρgh可得，細線被剪斷后水面的高度差： △h===610﹣3m=0.6cm； （3）細線被剪斷后A漂浮，物塊A有體積露出水面，則V排A=VA， 因物體漂浮時受到的浮力和自身的重力相等， 所以，由F浮=ρgV排和G=mg=ρVg可得： ρ水gV排A=ρAVAg， 則ρA=ρ水=1.0103kg/m3=0.75103kg/m3； 物塊A有體積露出水面，則A露出水面的體積和容器內(nèi)減少水的體積相等，即VA=S容△h， 則物體A的體積： VA=4S容△h=4100cm20.6cm=240cm3，VB=VA=240cm3=30cm3， 剪斷細線前，AB兩物塊恰好懸浮，則 ρ水g（VA+VB）=ρAVAg+ρBVBg， B物體的密度： ρB=ρ水﹣ρA=1.0103kg/m3﹣0.75103kg/m3=3103kg/m3