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2025年中考物理一轮复习提升训练:压强、浮力计算题
1.如图所示,轻质圆柱形容器甲竖直放置在水平地面上,将均匀圆柱体乙放置在甲容器内。已知乙物体的质量为m,甲、乙底面积分别为2S和S,乙物体的高度为H。
(1)求乙物体的密度;
(2)求容器甲对水平地面的压强;
(3)若往甲容器中慢慢注入某种液体,当乙物体对甲容器底部的压力恰为0牛时,停止注入,如图所示。求:该液体对甲容器底部的最小压强。
2.如图是小宁同学利用健身器材进行锻炼的示意图,其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动,OA长1m,OB长0.6m,在杆的A端用绳子悬挂质量为15kg的配重,他在B端施加竖直向下的拉力时,杆AB在水平位置平衡。已知小宁重为450N,两只脚与地面接触的总面积为,不计杆重与绳重,g取10N/kg。求此时:
(1)配重的重力;
(2)拉力;
(3)小宁同学对地面的压强。
3.图甲所示是使用汽车打捞水下重物的示意图,汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动。图乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t的变化图象,设t=0s时汽车开始提升重物,不计绳重和绳与滑轮的摩擦。求:(g取10 N/ kg)
(1)重物露出水面前,汽车对重物的拉力。
(2)打捞前,重物上表面所受水的压强。
(3)重物露出水面前受到的浮力。
4.如图所示,轻质薄壁圆柱形容器足够高且置于水平桌面上,其底面积为,内盛有质量为6kg的水()。求:
(1)容器中水的体积;
(2)容器底部受到水的压强;
(3)将一实心金属球浸没在水中,水位升高了0.1m,并且容器对桌面压强的增加量为4900Pa,求小球所受重力与浮力之比。
5.如图所示,轻质薄壁柱形容器甲和正方体乙置于水平地面上。甲底面积为,盛有2kg的水。乙的边长是0.2m,密度是。(g)
(1)求水对容器甲底部的压强;
(2)若将一物块A放在乙上表面的中央后,乙对地面压强变化量等于此时乙对地面的压强的一半,求物块A的质量;
(3)若将一物块B分别浸没在容器甲的水中(水不溢出)、放在乙上表面的中央后,水对容器底部的压强增加量、乙对水平地面的压强增加量均为980Pa,能否根据以上信息求出物块B的密度?若能,请计算出密度值;若不能,请说明理由。
6.如图所示, 在一个底面积150cm2足够深的薄壁柱形容器内装有一定量的水, 放在一个足够大的桌面中央。将一个高10cm, 底面积50cm2的圆柱形实心塑料块A 挂于弹簧秤上, 弹簧秤上端固定。当A底面刚好接触水面时, 弹簧秤(0刻度线与1N刻度线之间的间隔1cm) 示数为4N。向容器里缓慢倒水, 求:
(1)该实心塑料块A的密度;
(2)往容器加水至弹簧秤示数为3N时, 求塑料块A 底部所受水的压强为多少?
(3)当加水至弹簧秤示数变为0时, 求出加水前后容器对桌面的压强变化量。
7.如图所示,甲、乙两个完全相同的轻质薄壁柱形容器放在水平桌面上,两个容器高度均为0.8m,甲容器中装有2kg的水,乙容器中装有质量为m的A液体,乙容器的底面积为S0。
求:
(1)甲容器中水的体积;
(2)乙容器对地面的压强。
(3)若甲容器中水的深度为0.6m,乙容器中再加入A液体,使甲、乙两容器对地面的压强相等,求A液体的密度范围。
8.如图所示,均匀圆柱体A和薄壁柱形容器B置于水平地面上。
截取质量(千克)
Δp水(帕)
Δp地(帕)
2
980
1960
(1)若容器中水的体积为4×10-3米3,求容器中水的质量m水;
(2)现沿水平方向在圆柱体A上截取2千克,并将截取部分浸没在容器B水中(无水溢出),容器底部压强的增加量Δp水和容器对水平地面压强的增加量Δp地如表所示。求圆柱体A的密度A。
9.如图所示“洱海一号”游船是目前全国内陆湖中排水量最大、载客人数最多、安全设施配备最齐全的旅游船。全船总长68.80米,总宽18米,高21米,共五层,空载时平均吃水1.7米,排水量765 吨(排水量是指船空载静止在水面上时排开水的质量), 求:
(1)“洱海一号”游船的重力;
(2)“洱海一号”游船空载时船底受到的压强;
(3)若“洱海一号”游船的核载人数为1000人,当游船满载时游船受到的浮力大小。(人的平均体重为60kg)
10.如图所示,放在水平桌面上的容器,侧壁上有一开口弯管,弯管内的液面深度,其顶部和底部的面积均为,顶部到底部的高度,容器中的液体密度为。求:
(1)液体对容器底部的压强;
(2)液体对容器顶部的压力。
11.如图(a)所示,放置在水平地面上的薄壁柱形容器甲内盛有0.2米深的水,空薄壁柱形容器乙漂浮在容器甲内的水面上。甲容器的底面积为米2,乙容器的底面积为米2,质量为2千克,体积为米3的柱体丙放在水平地面上。求:
(1)水对甲容器底部的压强;
(2)柱体丙的密度;
(3)如图(b)所示,现将柱体丙轻轻地放入乙容器内,乙容器仍漂浮在水面上且水未溢出。求丙放入前后,水对甲容器底部压强的增加量△p水。
12.如图所示,重为8N,边长为10cm的不吸水正方体A和底面积为的薄壁圆柱形容器静置于水平地面上;现将A用一根体积可以忽略的细线拉住固定在装有水的薄壁圆柱形容器中。已知水的密度,求:
(1)正方体A静置时对水平地面的压强;
(2)正方体A固定在水中时细线对A的拉力;
(3)将图中与正方体A相连的细线剪断,当正方体A静止时,水对容器底的压强较细线剪断前减小多少?
13.杠杆的历史,如同一部波澜壮阔的史诗,诉说着人类智慧与技术的不断进步。自从古希腊科学家阿基米德首次提出杠杆原理,这一简单机械便以其独特的魅力,引领着人类探索物理世界的奥秘。如图所示,AB是一根长为1.6m的不计质量的杠杆,可以绕O点转动,在距O点40cm的B端悬挂有一质量为12kg,边长为20cm的匀质正方体合金块M,杠杆恰好在水平位置平衡。求:
(1)合金块M的密度;
(2)A端施加的竖直向下的拉力多大;
(3)若将M完全浸没在某种液体中,杠杆仍在水平位置平衡,此时A端施加的竖直向下拉力,求该液体的密度.
14.如图甲所示,底面积为的容器内装有适量的某种液体,A为长方体木块,其底面积为,C为压力传感器,用F表示压力传感器的示数,h表示木块A的下表面与液面间的距离。小强同学想利用此装置探究F与h的关系,他先把木块A放入液体中,当木块A静止时,测得木块A的下表面与液面间的距离为4cm,再用轻杆B缓慢向下压木块,逐渐改变h的大小,并记录下与之相对应的压力F的数值,依据数据作出如图乙所示的F-h图像,此过程中液体始终没有溢出容器,g=10N/kg。则:(不计传感器C和轻杆B的重力与体积)
(1)木块A的质量为多大?
(2)刚浸没时,木块A下表面所受压力为多大?
(3)木块A浸没后,与木块A放入液体前相比,液体对容器底部的压强增大了多少?
15.图甲为某自动注水装置的部分结构简图,杠杆AOB始终在水平位置保持平衡,O为杠杆的支点,,竖直细杆a的一端连接在杠杆的A点,另一端与高为0.1m的长方体物块C固定;竖直细杆b的下端通过力传感器固定,上端连接在杠杆的B点(不计杠杆、细杆及连接处的重力和细杆的体积)。圆柱形水箱中有质量为3kg的水(图中未画出),打开水龙头,将水箱中的水缓慢放出,通过力传感器能显示出细杆b对力传感器的压力或拉力的大小;图乙是力传感器示数F的大小随放出水质量m变化的图象。当放出水的质量达到2kg时,物体C刚好全部露出水面,此时装置由传感器控制开关开始注水,求:
(1)物块C的重力;
(2)物块C受到的最大浮力;
(3)还未放水时,水对容器底部的压强。
16.如图甲所示,水平放置的长方体容器中水深16cm,用细线将沉在容器底的圆柱体物块竖直向上匀速提升。从物块刚刚离开容器底到拉出水面的过程中,拉力F与物块下表面到容器底的距离h的关系如图乙所示(细线的质量、体积及物块带走的水均忽略不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)物块浸没在水中时受到的浮力;
(2)物块取出后,水对容器底的压强;
(3)容器中水的质量。
17.如图甲所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体物体A上。已知物体A的棱长为10cm,弹簧没有发生形变时的长度为8cm,在弹性限度内,弹簧长度变化量与弹力F的关系如图乙所示,直到物体A上表面与水面相平,此时水深20cm。求:
(1)物体A上表面与液面相平时,物体A受到水的浮力;
(2)物体A的密度。
(3)从弹簧自然伸长到物体A上表面与液面相平,水对容器底部的压强变化量。
18.如图所示,一个重力为8N,密度为8×103kg/m3的合金块,悬挂在轻质杠杆的A点,O为支点,OA长0.1m,此时合金块浸没在某种液体中。杠杆右边B点吊着重为2N的物体,OB长0.34m,杠杆在水平位置平衡。不计绳重及转轴处摩擦,求:
(1)合金块的体积;
(2)A端受到绳子的拉力大小;
(3)该液体密度为多少?
19.如图甲所示,一个边长为1m的正方体静止在湖底,上表面离水面深度为h。现用一根粗细和重力不计的绳子,将该物体从水底竖直向上拉,直至完全拉出水面,在整个拉动过程中物体始终保持0.1m/s的匀速运动,拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示。求:
(1)物体在露出水面前受到水的浮力?
(2)物体静止在湖底时,上表面受到的液体压强?
(3)在整个拉动过程中,物体未露出水面时,绳子的拉力F拉?
20.一个底面积为,高为14cm的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器质量为3kg,内盛有2kg的水,如图a所示。另有一个密度为,体积为的实心正方体A,如图b所示。将正方体A轻轻地放入容器中静止后,求:
(1)正方体A受到的浮力大小;
(2)水对容器底部的压强大小;
(3)容器对桌面的压力大小。
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参考答案
1.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)乙物体的密度
(2)轻质圆柱形容器甲竖直放置在水平地面上,圆柱形容器甲的重力可不计,容器甲对地面的压力等于乙的重力大小,容器甲对水平地面的压强
(3)当乙物体对甲容器底部的压力恰为0牛时,则乙受到的液体向上的压力(即浮力大小)等于乙的重力大小,即
F=G乙
根据压强公式有
p液S乙=m乙g
该液体对甲容器底部的最小压强
2.(1)
(2)
(3)5000Pa
【详解】(1)配重的重力为
(2)杠杆在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件则有
则拉力为
(3)拉力,根据相互作用力,小宁同学受到杆的B端对其向上的力,小宁处于静止状态,受力分析可得
力的作用是相互的,则小宁对地面的压力等于支持力为
则小宁同学对地面的压强为
3.(1)3500N
(2)1×105pa
(3)500N
【详解】(1)由图乙可知,重物露出水面前,汽车功率为700W,汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动运动,根据功率公式
解得F1=3500N。
(2)由图乙可知,从开始打捞到重物上表面漏出水面,共用时50s,故重物上表面到水面深度为
根据液体压强公式,重物上表面所受水的压强为
(3)由图乙可知,重物露出水面后,汽车功率为800W,汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动运动,根据功率公式
解得F2=4000N,重物露出水面前受到的浮力
4.(1)6×10-3m3
(2)2940Pa
(3)5∶1
【详解】(1)容器中水的体积
(2)容器内水的深度
容器底部受到水的压强
p=ρgh=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.3m=2940Pa
(3)将一实心金属球浸没在水中,容器对桌面压力的增加量
ΔF=ΔpS=4900Pa×2×10-2m2=98N
小球的重力
G=ΔF=98N
小球受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×9.8N/kg×2×10-2m2×0.1m=19.6N
小球所受重力与浮力之比
G∶F浮=98N∶19.6N=5∶1
5.(1)980Pa
(2)16kg
(3)
【详解】(1)因为甲是柱形容器,所以水的对容器底部的压力等于水的重力,即
F=G=m水g=2kg×9.8kg/N=19.6N
水对容器底部的压强
(2)物体乙的质量
m乙=ρ乙V乙=2000kg/m3×(0.2m)3=16kg
因为把物体A放在物体乙上表面的中央后,乙对面压强的增加量
此时乙对地面的压强
因为乙对面压强的增加量等于此时乙对地面的压强的一半,所以有
得物体A的质量
(3)把物体B放在容器甲的水中浸没,容器中水面的变化了
因为水没有溢出,所以物体B的体积
VB=S甲Δh=2×10﹣2m2×0.1m=2×10﹣3m3
当把物体B放在物体乙上表面的中央,乙对地面的压强增大了980Pa,所以物体B的重力
GB=FB=Δp2S乙=980Pa×0.04m2=39.2N
物体B的密度
6.(1)kg/m3
(2)200 Pa
(3)1200 Pa
【详解】(1)圆柱形实心塑料块的体积为
该实心塑料块A的密度为
(2)往容器加水至弹簧秤示数为3N时,塑料块A 受到的浮力为
塑料块A 排开液体的体积为
塑料块A浸入水中的深度为
塑料块A 底部所受水的压强为
(3)当加水至弹簧秤示数变为0时,此时塑料块A 受到的浮力为4N,则排开液体的体积为
塑料块A浸入水中的深度为
由于弹簧秤的示数由4N变为0N,弹簧秤上升的距离为4cm,则加入水的体积为
增加的水的重力为
加水前后容器对桌面的压力变化量为
加水前后容器对桌面的压强变化量为
7.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)甲容器中水的体积为
(2)乙容器对地面的压强为
(3)两个容器的底面积相同,当甲、乙对地面的压强相同时,根据F = pS可知两容器对地面的压力相同,由F= G可知两液体的重力相同,即
液体的最小密度为
由图可知,此时乙中液体的深度比水略大,还需要再加入A液体才能使甲、乙对地面的压强相同,所以乙中液体的最大密度小于水的密度,则乙中液体的密度范围为
8.(1)4千克
(2)2×103千克/米3
【详解】(1)水的质量为
(2)容器对水平地面压强的增加量可表示为
可得容器的底面积为
容器底部压强的增加量为
可得截取部分圆柱体的体积为
圆柱体的密度为
9.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由题可知,游船空载时的排水量为765t,可知游船空载时排开水的质量为
游船漂浮在水面,浮力等于重力,由阿基米德原理可知 “洱海一号”游船的重力为
(2)由可知,“洱海一号”游船空载时船底受到的压强为
(3)游船满载时,游船漂浮,浮力等于总重力
10.(1)
(2)20N
【详解】(1)最高液面到容器底的距离是h1=1m,液体对容器底部的压强
p压=ρgh1=1×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa
(2)顶部距离液面的深度
h′=h1﹣h2=1m﹣0.8 m=0.2m
液体对容器顶部的压强
p′=ρgh′=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa
由可知,液体对容器顶部的压力
F顶=p′S=2×103Pa×0.01m2=20N
11.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)水对甲容器底部的压强为
(2)柱体丙的密度为
(3)将柱体丙放入乙容器前后,乙容器均漂浮,浮力等于重力,则增加的浮力为
根据力的相互作用,水对甲容器底部压力的增加量为
则水对甲容器底部压强的增加量为
12.(1)800Pa
(2)2N
(3)50Pa
【详解】(1)正方体A对水平地面的压力
F=G=8N
正方体A静置时对水平地面的压强为
(2)正方体A的体积
V=L3=(0.1m)3=1×10-3m3
A用细线拉住固定在装有水的薄壁圆柱形容器中,A排开水的体积
V排=V=1×10-3m3
正方体A受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N
正方体A固定在水中时细线对A的拉力为
F′=F浮-G=10N-8N=2N
(3)剪断细线,正方体A静止时,处于漂浮状态,所受浮力
F′浮=G=8N
此时排开水的体积
水面下降的高度
水对容器底部压强变化量
Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.005m=50Pa
13.(1)
(2)40N
(3)
【详解】(1)合金块M的密度为
(2)由杠杆平衡条件可知
则
(3)若将M完全浸没在某种液体中,杠杆仍在水平位置平衡,此时A端施加的竖直向下的拉力,则
即
解得。将M完全浸没在某种液体中,M排开液体的体积等于自身体积,由公式可知,该液体的密度为
14.(1)0.4kg
(2)
(3)
【详解】(1)由图乙知,当,时,A处于漂浮状态,根据漂浮的特点
即
①
当,时,A恰好浸没,根据力的平衡有
即
②
①②得
代入数据得
解得
故
(2)当,时,A恰好浸没,所受浮力
此时A的上表面与液面相平,受到液体向下的压力为0,故木块A下表面所受压力为
(3)根据力的相互性、A浸没后,与A放入液体前比较,容器底部增大的压力与A浸没时受到的浮力大小相等,即
桹据,液体对容器底部增大的压强
15.(1)3N
(2)15N
(3)
【详解】(1)当放出水的质量达到2kg时,物体C刚好全部露出水面,此时杠杆A端受到的拉力等于C的重力,由图乙知,此时B端受到的拉力为6N,根据杠杆平衡条件有
由可得物块C的重力
(2)由图乙知,物体C受到的浮力最大时,B端的压力为24N,根据杠杆的平衡条件得到
故物块C受到的最大浮力
(3)物体C浸没时排开水的体积
长方体C的底面积
由图乙可知,从开始放水到物块C上表面刚好与液面相平时,放出水的质量m1=1kg,从物块C上表面刚好与液面相平到物体C刚好全部露出水面时,放出水的质量
两种情况下放出水的体积
由可得,水箱的底面积
从开始放水到物块C上表面刚好与液面相平时,放出水的质量m1=1kg,水面下降的高度
水箱中原有3kg的水,故当放出水的质量达到2kg时,水箱中还剩1kg的水,剩余水深度
故还未放水时,水箱中水深
水对容器底部的压强
16.(1)5N;
(2)1500Pa;
(3)7.5kg
【详解】(1)由图乙可知,当h>15cm时,物块完全离开水面,物块受到的竖直向下的重力、竖直向上的拉力,处于二力平衡状态,则物块的重力
当h<9cm时,物块完全浸没在水中,此时拉力F=8N,物块受到的竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的浮力,处于三力平衡状态,即
因此物块浸没在水中时受到的浮力
(2)由图乙可知,当h=15cm时,物块下表面刚好离开水面,则物块取出后,容器中水的深度
水对容器底的压强
(3)根据可得,物块浸没时排开水的体积
物块浸没时与物块取出后相比,水面下降的高度
容器的底面积
容器中水的体积
根据可得,容器中水的质量
17.(1)10N
(2)0.6×103kg/m3
(3)600Pa
【详解】(1)物体A上表面与液面相平时,物体A排开水的体积
V排=VA=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3
物体A受到水的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N
(2)由图甲可知,当物体上表面上液面齐平时,则弹簧伸长的长度
由图乙可知,此时弹簧对物体的拉力为
F拉=4N
因物块受到竖直向上的浮力和竖直向下重力、弹簧拉力作用处于平衡状态,所以,由物块受到的合力为零可得
F浮=GA+F拉
则物块的重力
GA=F浮﹣F拉=10N﹣4N=6N
由
G=mg
可得,物块A的质量
物体A的密度
(3)当弹簧自然伸长时,浮力等于重力
F浮=6N
根据阿基米德原理
F浮=ρ水gV排
可得
6N=1.0×103kg/m3×10N/kg×h×(0.1m)2
解得
h=0.06m
此时水的深度
H=h+L0=0.06m+8cm=0.14m
容器底部受到水的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.14m=1400Pa
物体A上表面与液面相平时,水深
h'=20cm=0.2m
则容器底部受到水的压强
p'=ρ水gh'=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa
压强的变化量
18.(1)1×10-4m3
(2)6.8N
(3)1.2×103kg/m3
【详解】(1)合金块的体积
(2)根据杠杆的平衡条件GB×OB=F×OA可知,A端受到绳子的拉力大小
(3)合金物体所受浮力
F浮=G-F=8N-6.8N=1.2N
该液体密度
19.(1)104N
(2)
(3)
【详解】(1)根据阿基米德原理,物体在露出水面前受到水的浮力为
(2)物体静止在湖底时,上表面离湖面的深度为
受到的液体压强
(3)在整个拉动过程中,物体未露出水面时,根据称重法测浮力可知,绳子的拉力为
20.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)因为正方体的密度大于水的密度,所以正方体放入水中会沉底,则正方体受到的浮力大小为
(2)放入正方体后升高的液面为
水的总高度为
所以容器中放入物体后会有水溢出,所以水的高度为
水对容器底部的压强为
(3)放入物体后容器中水的体积为
由密度公式知水的质量为
物体的质量为
容器对桌面的压力大小为
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