2018年中考物理专题复习：压强浮力结合的计算题

第1页（共13页）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？第2页（共13页）（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。第3页（共13页）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。第4页（共13页）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？第5页（共13页）（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。第6页（共13页）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；第7页（共13页）（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，第8页（共13页）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；第9页（共13页）（2）①若空心管漂浮，水面高度的变化为△h；F浮=Gρ0g（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+GBVA+VB===9×10﹣4m3其中VA=500cm3=5×10﹣4m3，故VB=4×10﹣4m3B的质量为：mB===0.6kg；第10页（共13页）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×