专练3 放入物体压强变化型&专练4 其他创新型-【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

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 " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " )" 参考答案及解析!广西物理 方 向 性 试 题 因 % ! 9% & 3%甲"并且是将正方体甲沿虚线分成 !!&两部 分"所以"# ! D# & 3%D!" 因 # ! 9# & 3#甲"并且 #甲 3D甲 3- 67"则 #!3& 67"#&3' 67" !部分的体积% ! 3$甲#!30% 67 ! 1& 673!#& 67 & " !在乙容器中所受浮力&3 !浮 3!水 +%!排 3%(" 1%" & 4587 & 1 %" =8451!(#& 1%" 2# 7 & 3!(#& =" &部分的体积 % & 3$甲#&30% 67 ! 1' 673#0' 67 & " 而原来乙容器水面上方空余的体积&%空 3$乙 $ #乙 2#水 % 3 %" 671%" 671$%" 672' 67% 3#"" 67 & " 因为% & I%空"所以&部分放入乙容器中有水溢出"故假设不 成立"则&放入乙容器中时水面上升的实际高度& ! # & E3 %" 672' 673# 67" 根据题意可知!放入乙容器中时水面上升的实际高度& ! # ! 13 % ! ! # & E3 % ! 1# 673! 67" 则!排开水的体积& %排 3%!3$乙!#!E3%" 671%" 671 ! 673!"" 67 & 3! 1%" 2# 7 & " !在乙容器中所受浮力&3 !浮 3!水 + %排 3%(" 1%" & 4587 & 1 %" =8451! 1%" 2# 7 & 3! =( 专练 #.其他创新型 !(解'$%%该模型水舱中不装水且没有搭载货物时"漂浮在水面 上"所受浮力3浮 3*% 3"%+ 3! 451%" =8453!" =# $!%图乙中货物对水平甲板的压力 33* ! 3" ! + 3! 451 %" =8453!" =" 货物对水平甲板的压强43 3 $ 3 !" = #"" 1%" 2# 7 ! 3$"" FG# $&%图丙中"要使该模型船下潜使载货甲板位于漂浮的货物 下方"当甲板刚好完全浸没在水中时"船排开水的体积为 %排 3$$! 9$% 9$! % 1#% 3$!"" 67 ! 90"" 67 ! 9!"" 67 ! % 1 %" 673%! """ 67 & 3"("%! 7 & " 此时船受到的浮力3浮13!液 %排 + 3%(" 1%" & 4587 & 1"("%! 7 & 1 %" =8453%!" =" 由浮沉条件得"此时水舱中的水!船!货物的总重力为 *总 3 3浮13%!" =" 水舱吸入的水的重力*水 3*总 2*% 2*! 3%!" =2!" =2!" =3 0" =" 由*3"+得"水舱中至少要吸入的水的质量为 "水 3 *水 + 3 0" = %" =845 30 45( #(解'$%%当浮块上升到虚线位置时"浮块在竖直方向受到向下 的重力 *浮!向上的浮力 3浮 和弹簧向下的弹力 3弹 的作用" 处于受力平衡状态"由题意可知"浮块受到的重力 *浮 3"浮 + 3"(& 451%" =8453& =" 则浮块所受浮力3浮 3*浮 93弹 3& =9: =3%" =" 由3浮 3!液 +%排 可得"浮块排开水的体积 %排 3 3浮 !水+ 3 %" = %(" 1%" & 4587 & 1%" =845 3% 1%" 2& 7 & # $!%由于仅当浮块对准开关时加热器才工作"因此水位上升 时也要保持浮块位置不变"则浮块此时必须是浸没的"浮块 的体积等于排开水的体积"即%浮 3%排 3% 1%" 2& 7 & " 则浮块的边长 D 3"(% 73%" 67" 此时最低的水位 # 3%$ 679%" 673!$ 67# $&%要使加湿器正常工作"浮块需升到原位置触发开关"弹簧 伸长量不变"则弹簧的弹力不变"仍为 3弹 3: ="由阿基米德 原理可得"此时浮块所受浮力3浮13!液 +%排 3%(% 1%" & 4587 & 1 %" =8451% 1%" 2& 7 & 3%% =" 因为此时浮块在竖直方向受到向下的重力 *1!向上的浮力 3浮1和弹簧向下的弹力3弹 的作用"处于受力平衡状态"故可 得此时浮块的重力*133浮123弹 3%% =2: =3# =" 故所加铁块的重力*铁 3*12*浮 3# =2& =3% =" 所加铁块的质量"铁 3 *铁 + 3 % = %" =845 3"(% 45( $(解'$%%木块未放入水中时"容器&中水对容器&底部的压强 4 & 3 !水 +# 3%(" 1%" & 4587 & 1%" =8451"(! 73! """ FG# $!%因为木块的密度小于水的密度"木块缓慢放入容器&中" 当木块最终静止时"木块处于漂浮状态"木块所受浮力等于 自身的重力"3浮 3*木" 根据 ! 3 " % 可知"木块的质量 "木 3!木 %木 3"($ 5867 & 1 $%" 67% & 3$"" 53"($ 45" 由*3"+可知"*木 3"木+ 3"($ 451%" =8453$ =" 又依据阿基米德原理可知"3浮 3!水 + %排" 则当木块最终静止时"溢出的水的体积为&%溢 3%排 3 3浮 !水 + 3 $ = %(" 1%" & 4587 & 1%" =845 3$ 1%" 2# 7 & 3$"" 67 & # $&%没有放入木块时"容器 &中水的质量为 "水 3!水 %& 3 % 5867 & 1!"" 67 ! 1!" 673# """ 5" 把木块取出"则容器 &中水和容器的总质量为 " &总 3"水 9 " & 2"溢水 3# """ 59!$" 52% 5867 & 1$"" 67 & 3& :$" 5 3&(:$ 45" 再从容器&中抽出质量为"的水倒入容器!中"则此时容器 &的总质量为" &总13&(:$ 452"" 当容器&刚好漂浮时"&与!的底面刚好不接触"此时&所受浮 力等于容器&的总重力"即3浮&3"&总1+ 3$&A:$ 2"%+" 容器!中水的总体积% !水 3%溢 9 " !水 " 根据阿基米德原理得&3浮&3!水 +%排1"此时容器 &排开水的 体积%排13 % !水 $ ! 2$ & $ & 3 %溢 9 " !水 $ ! 2$ & $ & "整理后得&" &总1+ 3!水 + %溢 9 " !水 $ ! 2$ & $ & "代入数据得&$&(:$ 452"% 1%" =8453%(" 1 %" & 4587 & 1%" =8451 $ 1%" 2# 7 & 9 " %(" 1%" & 4587 & !$" 1%" 2# 7 ! 2!"" 1%" 2# 7 ! 1!"" 1 %" 2# 7 ! "解得" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 3"(&$ 453&$" 5( *# 方向性试题强化训练!广西物理 !!!!!!专练 %!放入物体压强变化型 "北部湾 #$##"%$% !"如图!均匀圆柱体甲和薄壁圆柱形容器乙放 置在水平地面上"甲的质量为 # F@!底面积为 0 B+$ <% 9 # !乙的底面积为 # B+$ <# 9#!其内 装有深 $"+0 9的水"现将另一实心圆柱体丙 "未画出#!分别放到甲的顶部和乙容器中! 同时记录甲对水平地面压强变化量 # 1甲*圆 柱体丙浸入水中的体积 7浸 和容器乙对水平 地面的压强变化量 # 1容 如下表所示4已知!水 >+"$ B+$ % F@A9 % !6取 +$ JAF@"求) "+#未放入丙时!水对容器乙底部的压强1水( "##请根据表中信息求出丙的重力;丙( "%#通过计算说明丙在水中的状态及水对容 器乙底部的压强变化量 # 1水" 第 + 题图 # 1甲AHI 1 $$$ 7浸A9 % +"0 B+$ <% # 1容AHI + $$$ #"如图所示!质量均匀的实心正方体甲!其边长 为 * 89!对地面压强为 # $$$ HI!边长为 +$ 89的正方体容器乙内装有 1 89深的水" 求)" !水 >+"$ B+$ % F@A9 % !6取 +$ JAF@# "+#水对乙容器底部的压强( "##甲对地面的压力( "%#若将正方体甲沿虚线分成 -*/两部分! -*/分别水平放入乙容器!使得乙容器中水 对容器底部压强的增加量之比为 +E#!求 - 在乙容器中所受浮力的大小4"已知 !甲 : !水# 第 # 题图 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! #$ 方向性试题强化训练!广西物理 专练 '!其他创新型 !"我国自主设计建造的半潜船!它可以通过船 体内部的水舱排水*吸水实现上浮或下潜!进 而运输一些特殊的货物"如图甲是小强同学 制作的一个半潜船模型!它由可视为规则柱 体的-*/*.三部分组成!其中 /的高 2 + 为 +$ 89!底面积 8 + 为 )$$ 89#!-*.的底面积 8 # 为 #$$ 89#"该模型的质量为 # F@!最大吃 水深度 2 # 为 %$ 89"图乙是该模型载着某长 方体货物浮在水面上的情景!图丙是模型在 水中下潜使载货甲板位于该货物下方的情 景"已知货物不吸水!质量为 # F@!密度均匀 且为 $"0 B+$% F@A9%!底面积为 '$$ 89#"求) 第 + 题图 "+#该模型水舱中不装水且没有搭载货物时 所受浮力的大小( "##图乙中货物对水平甲板的压强( "%#图丙中!要使该模型船下潜使载货甲板 位于漂浮的货物下方! 水舱中至少要吸入的 水的质量为多少 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! . $$ 方向性试题强化训练!广西物理 #"如图为某电热加湿器防干烧工作原理图!当 向水箱内缓慢加水时!带有磁性的正方体浮 块随之上升!至图中虚线位置时"浮块上*下 表面分别和 "*$点齐平#!浮块触发水箱侧壁 开关!使加热器工作"为防止水面太低而使加 热器干烧!该加湿器设定为)仅当浮块处于虚 线位置时!加热器才工作"已知浮块处于虚线位 置时!恰好被完全淹没!其下表面距水箱底部的 高度为+0 89!此时弹簧对浮块的弹力为( J"弹 簧处于伸长状态#!浮块的质量为$"% F@"" !水 > +"$B+$ % F@A9 % !6取+$ JAF@#求) 第 # 题图 "+#加湿器正常工作时!浮块排开水的体积( "##加湿器正常工作的最低水面到水箱底部 的距离( "%#小明家使用该加湿器时!会向水里加香 薰!加完香薰后发现液面淹没浮块时!加湿器 无法正常工作"思考后!小明测出此时液体的 密度为 +"+ B+$% F@A9%!通过计算!他在浮块 上吸了一块干净的铁块"体积可忽略不计#! 加湿器就正常工作了!请计算出所加铁块的 质量 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! " %$ 方向性试题强化训练!广西物理 %"小静在厨房观察到了一个有趣的现象!她把 一个苹果放入盛满水的盆子清洗时!从盆中 溢出的水流入底部密封的水槽内"取出苹果 后!盆子浮了起来"小静经过思考!建立了以 下模型研究盆子浮起来的条件"如图所示!足 够高的圆柱形容器 -放在水平面上!内放一 个装满水的圆柱形容器/"/厚度不计!且与 -底部未紧密贴合#4容器 -底面积为 #0$ 89 # !容器 /质量为 #0$ @!底面积为 #$$ 89 # !高度为 #$ 89"正方体木块边长为 +$ 89! 密 度 为 $"0 @A89%! !水 >+"$ B +$ % F@A9 % !6取 +$ JAF@"求) 第 % 题图 "+#木块未放入水中时!容器 /中的水对容 器/底部的压强( "##将木块缓慢放入容器 /中!当木块最终 静止时!溢出的水的体积( "%#把木块取出!再从 /容器中抽出质量为 5的水倒入容器-中4当容器/刚好漂浮时! 5为多少. "木块不吸水!不计取出木块时表 面沾的水 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! # &$