模块4 第10单元 小专题培优5 压强、浮力综合分析计算（动态）(课件PPT)-【众相原创·赋能中考】2025年中考物理分层进阶练习册（广西专用）

2025广西 物 理 分层进阶练习册 1 小专题培优5 压强、浮力综合分析计算（动态） （2024.30、2023.30；北部湾 6年连续考查） 2 类型1 入水、出水型［北部湾2020.30、2019.29（4）、2018.22］ 第1题图 1.如图所示，水平面上有一底面积为 的烧杯， 烧杯中装有一定量的水。将一体积为 的物体 放入容器中，该物体漂浮，此时物体露出水面的体积为 。若将烧杯看作规则的圆柱形容器， 取 ，如图乙，用力将物体压入水中，其刚好浸没时 0.5 20 受到的浮力为____ ，用力将其从漂浮状态压到恰好浸没的过程中，水对 容器底部的压强变化了____ 。 3 【解析】用力将物体压入水中，浸没时排开水的体积等于物体的体积，则其刚好浸没时受到的浮力 ；用力将其从漂浮状态压到恰好浸没的过程中，水面升高的高度 ，水对容器底部的压强的增加量 。 4 第2题图 2.（2024安徽改编）某兴趣小组要测量一金属 块的密度，设计了如下方案：将装有适量细沙 的薄壁圆筒，缓慢竖直放入盛有适量水的、水 平放置的长方体透明薄壁容器中，待圆筒静止 后，在圆筒上对应水面的位置标记一点 ，并在长方体容器上标出此时的 水位线 （如图甲所示）；然后将待测金属块用细线悬挂在圆筒下方， 缓慢竖直放入水中，圆筒静止后（金属块不接触容器底部），在长方体容 器上标出此时的水位线 （如图乙所示）；再向长方体容器中缓慢注水 5 至圆筒上的 点与在同一水平面上（如图丙所示）。测出 与此时水面的距离为，与的距离为 。若圆筒的底面积为 ，长方体容器的底面积为，点到圆筒底部的竖直距离为 ， 不计细线的质量和体积，， 取。若，， ，求： 第2题图 （1）图甲中圆筒和细沙总重力 的大小； 解：图甲中，圆桶所受浮力等于圆桶和沙子的总重力， ； 6 （2）金属块的体积 ； 解：图乙和图丙相比，浮力相等，相等， 点在水面下的深度相等，所以图乙中，点到水面 的距离等 于，点到 的距离等于，图乙和图甲相比， ， 金属块的体积 ； 7 （3）求金属块的密度 。 解：由图甲和图乙可知，金属块的重 力 ， 金属块的质量 ， 金属块的密度 。 8 第3题图 3.（2023云南改编）如图所示，将重为 、底面积为 装有水的薄壁（不计厚度）柱形溢水杯放置在水平的压力 传感器上，此时压力传感器的示数为 。用轻质细线悬 挂一重、高、底面积为 不吸水的圆柱体。 初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为 ，现提住细线缓 慢下移，使圆柱体逐渐浸入水中，当圆柱体下降 时，水 面达到溢水口。已知 ，求： 9 （1）圆柱体未浸入水中时，溢水杯对压力传感器的压强； 解：由题意知，溢水杯和杯中水的总重力为 ，则溢水杯对压力 传感器的压力 ， 溢水杯对压力传感器的压强 ； 10 （2）圆柱体刚好浸没时，细线对圆柱体的拉力； 解：圆柱体刚好浸没水中时排开水的体积 ， 圆柱体受到水的浮力 细线对圆柱体的拉力 ； 11 （3）圆柱体从初始位置到刚好浸没，水对溢水杯底部压强的变化量。 解：因为初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为 ，现提住细线缓慢下移，使圆柱体逐渐浸入水中，当圆柱体下降 时，水面达到溢水口， 则圆柱体从接触水面到水面上升到溢水口过程中下降的高度 ， 设此过程中水面上升的高度为 ，则水面上升到溢水口时圆柱体浸入水 中的深度 ， 根据 的两种计算方法可得 12 ， 代入数据可得 ， 解得 ； 此时圆柱体浸入水中的深度 ， 当圆柱体继续下降直至刚好浸没过程中，虽然有水溢出，但溢水杯内水的深度不变，所以圆柱体从初始位置到刚好浸没， 溢水杯内水面上升的高度 ， 则整个过程中水对溢水杯底部压强的变化量 。 类型2 注水、排水型［2024.30（3）、2023.30；北部湾2021.30、2019.29］ 4.密度小于水（2024枣庄）将一底面积为 的圆柱形容器放置于水 平面上，容器内放一个底面积、高 的圆柱体，如图甲所示， 缓慢向容器中注水到一定深度时圆柱体漂浮，继续注水到 时停止， 在整个注水过程中，圆柱体始终处于直立状态，其注水质量 与容器中水 的深度的关系图像如图乙所示。，取 则 以下说法正确的是( ) 第4题图 A. 当圆柱体漂浮时，露出水面的高度为 B. 圆柱体的密度为 C. 注水停止时，水对圆柱体底部的压强为 D. 向容器内注水的总质量是 D 14 【解析】由图乙可知，当注入水的深度为 时，图像出现拐点，且此 后注入相同深度的水时水的质量增大，而圆柱体高是 ，所以，当注入 水的深度 时，圆柱体恰好处于漂浮状态，此时圆柱体露出水面 的高度为 ，故A错误；当圆柱体刚好漂浮时，圆柱体受到的浮力 ，即，根据密度公式结合 可知，圆柱体的密度 ，故B错误； 注水停止时，圆柱体处于漂浮状态，浸入水中的深 15 度不变，则水对圆柱体底部的压强 ，故C错误；注入水的体积 ， 水的质量 ，故D正确。 故选D。 第5题图 5.（2024广安）如图甲所示，足够高的圆柱形薄壁容 器，装有适量的水放在水平桌面上。现将一个质量 为、底面积为 的均匀长方体竖直放入容 器中，受到容器的支持力为 ，此时物体所受浮力 为____ 。若再加入适量的水使长方体刚好漂浮，如 16 4 图乙所示，则此时水面的高度与图甲相比增加了___ 。 ，取 17 【解析】长方体静止受力平衡，受到重力、支持力和浮力，则浮力 ；此时浸入的深度 ；当物体漂浮时，浮力等于重力， ；此时浸入的深度 ； 此时水面的高度与图甲相比增加了 。 18 第6题图 6.（2024梧州模拟）科创小组设计了水库自动泄洪控 制装置，将其制成顶部开有小孔的模型，如图所示。 其中为压力传感器， 是密度小于水且不吸水的圆柱 体，能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动。当模 型内水深时， 与模型底面刚好接触且压 力为零。水面上涨到设计的警戒水位时，圆柱体对压力传感器的压力为 ，触发报警装置，开启泄洪阀门。已知圆柱体的底面积 ， 高， ，求： 19 （1） 的重力； 解：当模型内水深时， 与模型底面刚好 接触且压力为零，此时 排开水的体积 ， 所受的浮力 ， B的重力 ； 20 （2） 的密度； 解：根据可知， 的质量 ， B的体积 ， B的密度 ； 21 （3）刚触发报警装置时，浸入水中的深度 。 解：刚触发报警装置时圆柱体对压力传感器的压力为，由于物体间力的作用是相互的，此时 受到的浮力 ， B排开水的体积为 ， 由可知， 浸入水中的深度为 。 22 第7题图 7.（2024广西30题10分）一个不吸水的实心圆柱体 ， 底面积为，高为，密度为 。 如图甲所示，现将 放在容器中，缓慢往容器中注水 （水的密度为，取 ），求： （1）圆柱体 的质量； 解：根据可知，圆柱体 的质量 ； 23 （2）当注入水的深度为时（此时未漂浮）， 受到的浮力； 解：当注入水的深度为时（此时未漂浮）， 受到的浮力 ； 24 第7题图 （3）广西夏季雨水充沛，每逢暴雨，河水水位快速上涨，为 了监测河水水位，某项目小组设计了“智能水位报警器”，如图 乙所示。其由、两部分组成，模拟控制器， 模拟河道。 其中内部高度为 ，顶部固定着压力传感器，当压力达到 某一数值时，报警器会自动报警。在某次注水测试中，当注水 到某一深度时，开始漂浮，随着注入水的深度增加， 最终会与传感器 接触，当露出水面长度为 时，报警器恰好开始报警。请通过计算， 分析从开始注水到报警器报警的过程，并在丙图中作出此过程 底部受到 水的压强随注入水的深度 变化的关系图线。 25 解：当圆柱体 刚好漂浮时， ， 根据阿基米德原理可知，圆柱体 浸入水中的深度 ， 此时底部受到水的压强 26 此时 露出水面的高度 ； 继续注水，当圆柱体 与传感器接触时，注入水的深度为 ， 因圆柱体处于漂浮状态，圆柱体 浸入水中的深度不变，其底部受到水的压强不变； 当露出水面长度为时，即 浸入水中的深度为 ， 此时 底部受到水的压强 ， 注入水的深度 ， 则此过程底部受到水的压强随注入水的 深度 变化的关系图线如答图所示。 第7题（3）答图 29 $$