第一部分 16 微专题五 入水与出水问题-【智乐星中考·命题研究】2024年重庆中考物理精讲本

物理 2024 重庆 精讲本 1 微专题五　入水与出水问题 入水问题 考法❶　简单入水分析 例1 如图甲所示的圆柱形容器重为2 N，底面积为100 cm2，高为12 cm，放在水平地面上，内装有600 g的水，容器壁厚度不计。另有一底面积为50 cm2、高为8 cm的木块，将其放入水中，它会静止在水面上，如图乙所示，此时水对容器底的压力增加了3 N。 求： 类型1 （1）木块受到的浮力； （2）放入木块后容器对地面的压强； （3）如果用力将木块压至恰好浸没，在这一过程中水对容器底增大的压强。 解：(1)木块放入水中时，水对容器底的压力增加了3 N，所以G木＝ 3 N，木块漂浮，木块受到的浮力： F浮＝G木＝3 N。 (2)容器中水的重力： G水＝m水g＝0.6 kg×10 N/kg＝6 N， 放入木块后容器对地面的压力： F压＝G水＋G容＋G木＝6 N＋2 N＋3 N＝11 N， 放入木块后容器对地面的压强： 练1 如图甲所示，在一个底面积为 150 cm2的足够高的圆柱体容器中装 了足量的水，现在将一实心长方体物块悬挂于弹簧测力计下，物块下表面 刚好与水面接触，从此处匀速下放物块，直至浸没（物块未与容器底接 触）的过程中，弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中深度h的关系如图 乙所示。下列说法中错误的是(　 　) A．物块浸没时受到的浮力为3 N B．物块的底面积为25 cm2 C．物块的密度为3×103 kg/m3 D．物块刚好浸没时与没有放入物块前相比，水对容器底的压强变化量为 200 Pa B 考法❷　结合图像分析 例2 （2022·实验外国语一诊）如图甲所示，一个底面积为10 cm2的圆 柱体A，其上表面与细线相连，底部贴有压力传感器（不计压力传感器的 质量和体积），连接电脑后可显示传感器所受压力的大小。图乙是某次将 圆柱体A从下表面刚接触水面到匀速放入容器底部然后松开细线，压力传 感器所受压力大小与时间的关系图像。已知薄壁柱形容器的重力为1 N， 底面积为20 cm2，圆柱体A浸入水中时底部始终与水平面相平，且容器中 没有水溢出。下列说法正确的是(　 　) A．1 s时，圆柱体A底部受到的液体压强为 1 000 Pa B．圆柱体A移动的速度为0.2 m/s C．1 s时，容器中的水面高度为25 cm D．3 s时，容器对桌面的压强为4 500 Pa 练2 （2019·重庆B卷）如图甲所示，将底面积为 100 cm2、高为10 cm的柱形容器M置于电子秤上，逐渐倒入某液体至3 cm深；再将系有细绳的圆柱体A缓慢向下浸入液体中，液体未溢出，圆柱体不吸收液体，整个过程电子秤示数m随液体的深度h变化关系图像如图乙所示。若圆柱体A的质量为216 g，密度为0.9 g/cm3，底面积为40 cm2，求： （1）容器的重力； （2）液体的密度； （3）在圆柱体浸入液体的过程中，当电子秤示数不再变化时液体对容器底的压强比圆柱体浸入液体前增加了多少？ 解：(1)由图乙可知，当h＝0时，m容＝100 g，容器的重力： G容＝m容g＝100×10－3 kg×10 N/kg＝1 N。 (2)由图乙可知，当h＝3 cm时，容器和液体的总质量m总＝400 g， 液体的质量： m液＝m总－m容＝400 g－100 g＝300 g， 液体的体积： V液＝S容h液＝100 cm2×3 cm＝300 cm3， 液体的密度： 液体对容器底相比A浸入液体前增加的压强： Δp＝ρ液gΔh＝ρ液g(h浸′－h)＝1×103 kg/m3×10 N/kg×(5－3)× 10－2 m＝200 Pa。 出水问题 练3 （2020·九龙坡区指标到校）水上救援需要打捞沉没的货物，我 们将该情景简化为如图所示的物理过程。假设物体浸没在水深h＝0.5 m 的容器底部（非密合），现利用弹簧测力计将物体从水中匀速提出，当 物体有一半体积露出水面时，弹簧测力计示数为3 N；当物体全部离开 水面后，弹簧测力计示数为4 N。则(　 　) A．物体在容器底部所受浮力为1 N B．物体的密度为2×103 kg/m3 C．物体在水面下的上升过程中所受浮力逐渐减小 D．把物体从容器底部提出水面，拉力对物体需做功2 J 类型2 B 15 练3 （2021·重庆一中一模）如图甲所示， A、B为完全相同的实心正方体，浸没在盛有 水的薄壁圆柱形容器中，容器底面积是正方 体底面积的4倍。开始时刻，A的上表面刚好 与水面相平，B与容器底刚好接触且与容器 底无力的作用，A、B之间的绳子绷直，现在沿竖直方向缓慢匀速拉动A上 端的绳子，A上端绳子的拉力F随A上升的距离h变化的关系如图乙所示，除 了连接A、B间的绳子承受的拉力有一定限度外，其他绳子不会被拉断，绳 子的质量和体积忽略不计。则