专练1 入水、出水型&专练2 注水，排水型-【一战成名新中考·5行卷】2024广西中考物理·方向性试题强化训练

方向性试题强化训练!广西物理 !! !五#第 %$ 题专练$$$压强#浮力综合应用题 !!!!!!! 专练 +!入水#出水型 "北部湾 #$#$ ) "%$% !"在物理跨学科实践课上!小军同学制作了一 个压强浮力探究器!其简化模型如图所示"薄 壁圆柱形容器底面积为+$$ 89#!高为#0 89! 重 # J!容器中注入 +0 89深的水!静置在水 平桌面上"已知某实心工件重 ( J!由形状均 为圆柱形的 -*/两部分构成!高度均为 +$ 89!其中 -部分的横截面积为 )$ 89#!/ 部分的横截面积为 1$ 89#"现用一不计质量 和体积的细杆将该均匀实心工件缓慢浸入水 中直至-部分恰好浸没"" !水 >+"$ B+$ % F@A9 % ! 6取 +$ JAF@#求) 第 + 题图 "+#实心工件未浸入水中时!水对 容器底部的压强( "##当-部分恰好浸没时!细杆对 工件作用力的大小( "%#将实心工件继续下压移动 # 89时!此时容器对桌面的压强" 解)!!"实心工件未浸入水中时'水深 53 !( M?3.2!( ?'则水对容器底部的压强) 9 ! 3 "水 25未 3!2. /!. % ;<E? % /!. DE;< / .2!( ?3!2( /!. % :B( !#"+部分恰好浸没时'工件受到的浮力)/浮 3 "水 2:排 3!2. /!. % ;<E? % /!. DE;< /,. / !. >& ? # /.2! ?3, D' 工件受到的浮力大于工件自身的重力'说明细 杆对工件作用力方向竖直向下'则细杆对工件 的压力/ ! 3/浮 >13, D>+ D3! D( !%"#2+ /!. % :B!详细过程见本册:(%"2 #"如图甲所示!将一个底面积为 %$$ 89# 的薄 壁柱形溢水杯置于水平桌面上!倒入 + )$$ @ 的水时水的高度 2 + >1 89!此时水面离溢水 口的竖直距离 2 # ># 89"再将长为 +$ 89的 圆柱形铝块缓慢放入水中!当铝块竖立下沉 在杯中后"图乙#!从溢水杯中溢出了 #$$ @ 的水!此时铝块对容器底的压力为 $"" !水 > +"$ B+$ % F@A9 % !6取 +$ JAF@#求) "+#圆柱形铝块受到的浮力( "##圆柱形铝块的质量( "%#若此时再将圆柱形铝块竖直向上移动 % 89!圆柱形铝块底部受到水的压强" 第 # 题图 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! *$ 方向性试题强化训练!广西物理 !!!!!!!!!!专练 #!注水#排水型 "广西 #$#%"%$$北部湾 #$#+"%$% !"如图甲所示!边长为 +$ 89的正方体木块 - 通过细线与圆柱形容器底部相连!容器中液 面与-上表面齐平"当打开容器底部的抽液 机匀速向外排液时!细线拉力随时间的变化 图像如图乙所示"容器的底面积为 %$$ 89#! !木 >$"1 B+$ % F@A9 % !6取 +$ JAF@"求) "+#容器中液体的密度( "##第 +$ M时!木块排开液体的体积( "%#抽液机每秒钟排出液体的质量" 第 + 题图 #"如图甲!体积为 + $$$ 89% 的实心均匀正方体 -!自由放置在底面积为 #$$ 89#*高为 +1 89 的薄壁柱形容器中!容器重力为 +$ J"底面 积为 0$ 89#*高为 +$ 89的长方体 /通过一 轻质不可伸长的细线悬挂于天花板!细线拉 力为+# J!-与/相距( 89"现往容器中注入 某种液体!当液体深度为 +0 89时!细线拉力 变为 +$ J!如图乙!此时液体对容器底的压 强为 + 0$$ HI""6取 +$ JAF@#求) 第 # 题图 "+#液体的密度( "##-物体的重力( "%#若轻轻剪断乙 图中细线!待-*/物 体静止后"/一直在 -上面#!液体对容器底部的压强 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ! ! ! ! ! ! ! ! ! %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% % % % % % % % % % " 解题关键点 第$%%问&以-/两物体为整体!先求出其整 体的质量和体积!根据整体密度判断物体的 浮沉状态!进而求出液面高度!注意判断此 过程是否有液体溢出 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! " !$ 方向性试题强化训练!广西物理 %"! $ 较难"如图甲所示!放置在水平地面上的薄 壁柱形容器质量为 $"'0 F@!底面积为 $"$0 9#! 把一质量为 #"+ F@*高为 $"+ 9的柱形均匀 实心物体放在容器中!缓慢向容器中加水!直 到容器中水的深度为 $"+ 9时停止加水!加 水质量与容器中水的深度关系如图乙所示" 求)" !水 >+"$ B+$ % F@A9 % !6取 +$ JAF@# "+#停止加水时!实心物体受到的浮力( "##实心物体的密度( 第 % 题图 "%#容器对水平地面的压强为 1容!水对容器 底的压强 1水4若使 1容 >#1水时!容器内加水 的深度 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ! ! ! ! ! ! ! %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% % % % % % % % " 思路点拨 第$%%问&分别假设在水的深度小于 $"$1 9 和超过 $"$1 9时 1容 >#1水成立!据此推出 结果!判断与已知是否矛盾!综合得出结论 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 4 "$ 参考答案及解析!广西物理 方 向 性 试 题 "(& )1. % * " " 小红站在踏板上时"0 ! 30 ! 9/ ! . % 3%! @9"(' )1. % * # " 联立 "# 可得&. % 30 & "0 ! 3%'(0 @# 小明测量身高时"左侧电路的电功率-左 30!/% 3%'(0 @1"(&" ) 3$("# ?" 右侧电路的电功率&-右 30&/! 3& @1"(!$ )3"(:$ ?" 则-总 3-左 9-右 3$("# ?9"(:$ ?3$(:- ?( 五!第 &"题专练"""压强!浮力综合应用题 专练 %.入水$出水型 !(解'$%%实心工件未浸入水中时"水深 # 3%$ 673"(%$ 7"则水对 容器底部的压强&4 % 3 !水 +#未 3%(" 1%" & 4587 & 1%" =8451 "(%$ 73%($ 1%" & FG# $!%!部分恰好浸没时"工件受到的浮力&3浮 3!水 + %排 3%(" 1 %" & 4587 & 1%" =84510" 1%" 2# 7 ! 1"(% 730 =" 工件受到的浮力大于工件自身的重力"说明细杆对工件作用 力方向竖直向下"则细杆对工件的压力 3 % 33浮 2*30 =2 : =3% =# $&%当!部分恰好浸没时"容器中水的深度为 # % 3 %排% $容 9#未 3 0" 1%" 2# 7 ! 1"(% 7 %"" 1%" 2# 7 ! 9%$ 1%" 2! 73"(!& 7" 将实心工件继续下压移动 ! 673"("! 7时"容器中水的总深 度 # ! 3 %排! $容 2$& 9# % 3 '" 1%" 2# 7 ! 1"("! 7 %"" 1%" 2# 7 ! 2'" 1%" 2# 7 ! 9"(!& 7 3"(!' 7" 容器高为 !$ 673"(!$ 7"小于容器中水应有的总深度"说明 有水溢出"实际水的深度为容器的高度 "(!$ 7"此时"水对容 器底部的压力&3 ! 34 ! $容 3!水 +#容 $容 3%(" 1%" & 4587 & 1 %" =8451"(!$ 71"("% 7 ! 3!$ =" 容器对桌面的压力3 & 33 ! 9*容 3!$ =9! =3!: =" 容器对桌面的压强4 & 3 3 & $容 3 !: = "("% 7 ! 3!(: 1%" & FG( #(解'$%%根据 ! 3 " % 可知溢出水的体积& %溢 3 "溢 !水 3 !"" 5 %(" 5867 & 3!"" 67 & " 因原溢水杯中没有装满水"则由题意和图示可得铝块排开水 的体积&%排 3$#! 9%溢 3&"" 67 ! 1! 679!"" 67 & 30"" 67 & 30 1%" 2# 7 & " 圆柱形铝块受到的浮力&3浮 3!水 + %排 3%(" 1%" & 4587 & 1 %" =84510 1%" 2# 7 & 30 =# $!%图乙中圆柱形铝块对容器底的压力为 ""则圆柱形铝块 处于漂浮状态" 根据漂浮条件可知"圆柱形铝块的重力&*33浮 30 =" 则圆柱形铝块的质量&"3 * + 3 0 = %" =845 3"(0 45# $&%根据甲!乙两图可知& %排 3$铝#浸 3$铝$#% 9#!%" 则铝块的横截面积&$铝 3 %排 # % 9# ! 3 0"" 67 & ' 679! 67 3%"" 67 ! " 原来溢水杯中水的体积&%水 3 "水 !水 3 % 0"" 5 %(" 5867 & 3% 0"" 67 & " 图乙中"溢水杯中剩余水的体积&%水13%水 2%溢 3% 0"" 67 & 2 !"" 67 & 3% '"" 67 & " 若此时再将圆柱形铝块竖直向上移动 #E3& 67"水面会降 低"设此时圆柱形铝块浸入水中的深度为 #"如解图所示& 第 ! 题解图 则由解图可知此时容器中水的体积为%水13 $#19$$ 2$铝%#" 此时铝块浸入水中的深度&# 3 %水12$#1 $ 2$铝 3 % '"" 67 & 2&"" 67 ! 1& 67 &"" 67 ! 2%"" 67 ! 3&($ 67 3"("&$ 7" 则此时铝块底部受到水的压强&43 !水 +# 3%(" 1%" & 4587 & 1 %" =8451"("&$ 73&$" FG( 专练 !.注水$排水型 !(解'$%%木块的重力&*木 3"木+ 3!木 %木+ 3"(' 1%" & 4587 & 1 $"(% 7% & 1%" =8453' =" 由图像知"当木块完全浸没时"此时细绳的拉力为 ' =" 木块浸没时受到的浮力&3浮 3*木 933' =9' =3%! =" 由 3浮 3!液 + %排 可 得" 液 体 的 密 度& !液 3 3浮 +%排 3 %! = %" =8451$"(% 7% & 3%(! 1%" & 4587 & # $!%第 %" <时"木块恰好漂浮$拉力为 "%"3浮13*木 3' =" 由 阿 基 米 德 原 理 公 式 可 得& %排1 3 3浮1 !液 + 3 ' = %(! 1%" & 4587 & 1%" =845 3$ 1%" 2# 7 & # $& % 第 %" <时木块露出高度& #露 3 %露 $木 3 %2%排1 $木 3 %" 2& 7 & 2$ 1%" 2# 7 & %" 2! 7 ! 3"("$ 7" 抽液机 " M%" <排出液体的体积& %排出 3$ $容 2$木 % #露 3 $&"" 2%""% 1%" 2# 7 ! 1"("$ 73%" 2& 7 & " 排出液体的质量&"排出 3!液 %排出 3%(! 1%" & 4587 & 1%" 2& 7 & 3%(! 45" 抽液机每秒排出液体的质量为&"E3 %(! 45 %" 3"(%! 45( #(解'$%%由43 ! +#可得液体的密度& !液 3 4 +# 3 % $"" FG %" =8451"(%$ 7 3% 1%" & 4587 & # $!%由题意知物体&的重力为 %! ="但在乙图中细线的拉力 变成了 %" ="由此可知物体!对物体&的支持力为 ! ="所以 &对!的压力也为 ! ="即3压 3! =" 已知!与&间的距离为I3: 67"则由乙图可知"当从甲图到 乙图物体!升高I后"物体!被液体浸没的深度&#浸 3# 2I 3%$ 672: 6730 673"("0 7" 物体!是体积为 % """ 67& 的实心均匀正方体"故其边长为 %" 67"所以乙图中物体 !排开液体的体积&%排 3%浸 3 #浸 D 1 % ! 3 0 67 %" 67 1% """ 67 & 30"" 67 & 30 1%" 2# 7 & " 所以物体 !受到的浮力&3浮 3!液 +%排 3% 1%" & 4587 & " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 1 (" 参考答案及解析!广西物理 方 向 性 试 题 %" =84510 1%" 2# 7 & 30 =" 根据物体!受力平衡可知"!的重力& * ! 33浮 23压 30 =2! =3' =# $&%乙图中剪断细线后"以 !&两物体为整体"整体的质量& " !& 3 ' = %" =845 9 %! = %" =845 3%(0 45"则整体体积为&% !& 3% ! 9 % & 3% """ 67 & 9$" 67 ! 1%" 673% $"" 67 & 3%($ 1%" 2& 7 & " 整体的密度& ! !& 3 " !& % !& 3 %(0 45 %($ 1%" 2& 7 & 3%(! 1%" & 4587 & " 因为其整体的密度大于液体的密度"故该整体在液体中处于 沉底状态"细绳未剪断前"容器内可增加的排开液体的体积 ! %排 3$$容 2$!% 1$ #容 2#液 % 3$!"" 67 ! 2%"" 67 ! % 1 $%' 672%$ 67% 3%"" 67 & " !露出液面的体积 %露 3%! 2%浸 3% """ 67 & 20"" 67 & 3 !"" 67 & I ! %排"故 !&整体沉底后"有液体溢出"容器内液面 高度为 #E3%' 67" 液体对容器底部的压强为&43 !液 +#13% 1%" & 4587 & 1%" =845 1"(%' 73%(' 1%" & FG( $(解'$%%由图乙知"当水的深度为 "("' 7以后"继续加水的深 度变化量为& ! # 3# ! 2# % 3"(% 72"("' 73"("# 7" 则加入水的质量变化量为& ! "3" ! 2" % 3!(- 452"(- 453 ! 45"根据 ! 3 " % 得"所加水的体积为& ! %3 ! " !水 3 ! 45 %(" 1%" & 4587 & 3! 1%" 2& 7 & " 则此时所加水的横截面积为& $水 3 ! % ! # 3 ! 1%" 2& 7 & "("# 7 3"("$ 7 ! " 由于薄壁柱形容器的底面积 $容 3"("$ 7 ! "则 $水 3$容" 即所加水的横截面积 $水 与薄壁柱形容器的底面积 $容 相等" 说明实心物体处于漂浮状态" 则停止加水时"实心物体受到的浮力& 3浮 3*物 3"物 + 3!(% 451%" =8453!% =# $!%当 # % 3"("' 7时实心物体刚刚开始漂浮"此时物体浸入 水的深度为 "("' 7"则此时物体排开水的体积 %水 % 3$$容 2 $物%#%" 根据 ! 3 " % 得排开水的质量&" % 3 !水 %水 % 3!水$$容 2$物%#%" 所以物块的底面积为& $物 3$容 2 " % !水#% 3"("$ 7 ! 2 "(- 45 %(" 1%" & 4587 & 1"("' 7 3"("&$ 7 ! " 则实心物体的体积为&%物 3$物 #物 3"("&$ 7 ! 1"(% 73&($ 1%" 2& 7 & " 所以"实心物体的密度& !物 3 "物 %物 3 !(% 45 &($ 1%" 2& 7 & 3"(' 1%" & 4587 & # $&%当加水的深度小于 "("' 7时"假设容器内加水的深度为 #1时4容 3!4水" 则容器对水平地面的压强&4容 3 *容 9*物 9*水1 $容 " 水对容器底的压强&4水 3!水 +#1" 则有& "容 + 9"物 + 9!水$$容 2$物%#1+ $容 3! !水 +#1" 解得"#13 "容 9"物 !水$$容 9$物% 3 "(#$ 459!(% 45 %(" 1%" & 4587 & 1$"("$ 7 ! 9"("&$ 7 ! % 3"("& 7N"("' 7" 假设成立# 若加水的深度超过 "("' 7时$即物体漂浮后%"也能满足 4容 3!4水" 因物体漂浮"且容器为柱形容器"所以"此时水对容器底的压 力等于水和物体的总重力" 则根据题意可得& *容 9*物 9*水1 $容 3! 1 *物 9*水1 $容 "化简可得& *容 3*物 9*水1"而由已知条件可知*容 N*物"所以"加水的深 度超过 "("' 7时"不能满足4容 3!4水# 综上可知"若使4容 3!4水时"容器内加水的深度为 "("& 7( 专练 &.放入物体压强变化型 !(解'$%%水对容器底部的压强为4水 3!水 +#水 3%(" 1%" & 4587 & 1 %" =8451"(%$ 73% $"" FG# $!%由 ! 4甲 3 ! 3甲 $甲 3 *丙 $甲 得"丙的重力*丙 3!4甲 $甲 3' 1%" & FG1 $ 1%" 2& 7 ! 3&" =# $&%假设丙全部浸入水中"受到的浮力 3浮 3*排 3!水 +%排 3 %(" 1%" & 4587 & 1%" =8451%($ 1%" 2& 7 & 3%$ =N*丙" 故丙在水中沉底"容器乙对水平地面的压力变化量 ! 3容 3 ! 4容 $乙 3% 1%" & FG1! 1%" 2! 7 ! 3!" =N*丙" 故有水溢出"溢出水的重力为 *溢 3*丙 2!3容 3&" =2!" = 3%" =" 由 !水 3 "溢 %溢 3 *溢 %溢 + 可得"溢出水的体积为 %溢 3 "溢 !水 3 *溢 !水 + 3 %" = %(" 1%" & 4587 & 1%" =845 3% 1%" 2& 7 & " 丙排开水的体积%排13%浸 2%溢 3%($ 1%" 2& 7 & 2% 1%" 2& 7 & 3"($ 1%" 2& 7 & " 水的深度的变化量 ! #水 3 %1排 $乙 3 "($ 1%" 2& 7 & ! 1%" 2! 7 ! 3"("!$ 7" 水对容器底部压强变化量 ! 4水 3!水 +!#水 3%(" 1%" & 4587 & 1%" =8451"("!$ 73!$" FG( #(解'$%%水对容器底部的压强 43 !水 +# 3%(" 1%" & 4587 & 1 %" =8451"("' 73'"" FG# $!%正方体甲平放在地面上时"受力面积 $甲 3= ! 3$- 67% ! 30% 67 ! 30(% 1%" 2& 7 ! " 甲对地面的压力&334甲$ 3! """ FG10(% 1%" 2& 7 ! 3%'(! =# $&%由于甲是正方体"且甲的密度大于水的密度"则将正方体 甲沿虚线分成!!&两部分"!!&分别水平放入乙容器会下沉 在容器底部" 已知乙容器中水对容器底部压强的增加量之比为 %D!"假设 !!&分别放入乙容器中时没有水溢出"则根据 43 !液 +# 可 知" ! # ! D ! # & 3%D!"根据%排 3$!#可知"%!排D%&排 3%D!" 假设!!&都是浸没状态"则& % ! 3% !排" %&3%&排 " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " )"