23 题型二 压强与浮力的综合分析与计算-【智乐星中考】2025年重庆中考物理真题汇编（Word)答案

23．题型二　压强与浮力的综合分析与计算注意事项：全卷取g＝10 N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3。 1．如图甲所示，一个柱形容器放在水平桌面上，容器中立放着一个底面积为100 cm2，高为15 cm，质量为0.9 kg的均匀实心长方体木块A，A的底部与容器底用一根10 cm长的细绳连在一起，现慢慢向容器中加水，当加入1.8 kg的水时，A对容器底部的压力刚好为0，如图乙所示。往容器里继续加水，直到细绳刚刚被拉断立即停止加水，如图丙所示。细绳刚刚被拉断和拉断细绳后A静止时，水对容器底部的压强变化了100 Pa。下列说法正确的是(　　) A．木块A的密度为0.9 g/cm3 B．容器的底面积为200 cm2 C．细绳刚断时A受到的浮力为15 N D．拉断细绳后A静止时水对容器底的压力为63 N 2．如图所示，一个重3 N、底面积为100 cm2、足够高的柱形容器，装有深15 cm的液体，现把质量为480 g、高为15 cm、底面积为50 cm2的圆柱体放入其中，处于漂浮状态，浸在液体中的深度h＝12 cm，则圆柱体受到的浮力为________N；用外力将圆柱体向下压2 cm，则圆柱体下表面受到的压强为________Pa。 3．一底面积为80 cm2的薄壁容器放置在水平地面上(如图甲所示)，内放有一柱形物体，该物体由高18 cm、底部嵌有薄金属块的塑料制成。缓慢向图甲所示容器中注水到一定深度时柱形物体会漂浮，继续注水到20 cm时停止，注水质量m与容器中水的深度h的关系图像如图乙所示。当把柱形物体水平切掉一部分后，剩余部分放入水中恰好悬浮，测得柱形物体剩余部分的质量为0.08 kg。注水停止时水对容器底部的压力为________N；图乙中m2的值为________g。(ρ塑料＝0.8×103 kg/m3) 4．如图所示，壁厚不计的圆柱形容器放在水平地面上，内装有水，上端固定的细线悬挂着正方体A(不吸水)竖直浸在水中，A有的体积露出水面，此时水深为10 cm，已知容器的底面积为200 cm2，正方体A的边长为10 cm、重12 N，细线能承受的最大拉力为8 N，不计细线体积和质量。求： (1)正方体A受到的浮力； (2)水对容器底部的压力； (3)现在将容器中的水缓慢抽出，细线恰好断裂时立即停止抽水，A最终静止后，A对容器底部的压强。 5.小红用传感器设计了如图甲所示的力学装置，竖直细杆B的下端通过力传感器固定在柱形容器的底部，它的上端与不吸水的实心正方体A固定(不计细杆B及连接处的质量和体积)，现缓慢地向容器中加水，力传感器的示数大小F随水深h变化的图像如图乙所示。求： (1)正方体A所受重力； (2)当容器内水的深度为13 cm时，正方体A受到的浮力； (3)当容器内水的深度为4 cm时，力传感器的示数大小为F，继续向容器中加水，当力传感器的示数大小变为0.2F时，水对容器底部的压强。 6．如图所示，一个质量为3 kg、密度为3×103 kg/m3、底面积为100 cm2的实心物体M，悬挂在轻质杠杆的B端，OB∶OA＝5∶4。容器中装入足够深的某液体，当M的一半体积浸在液体中时，A端竖直向下的拉力为30 N，杠杆在水平位置平衡。求： (1)M的体积； (2)液体的密度； (3)若剪断细线，M在液体中静止时，M对容器底部的压强。 7. 重庆一中物理兴趣小组为室内水产养殖场设计了一款养殖网箱的吊装设备。其原理模型如图所示，底面积为800 cm2的柱形容器中装有足量水，轻质细线绕过天花板上的定滑轮、两端分别连接边长为20 cm的正方体甲和边长为10 cm的正方体乙。正方体甲是一个安装有空气压缩机、内部为空心的铝合金配重块，通过空气压缩机调整配重块空心部分的气压，可以精确控制空心部分中注入的水的质量。正方体乙的质量为2 kg。此时空心部分没有水的配重块甲在水中处于漂浮状态，浸入水中的深度为13.5 cm，细线刚好拉直但无拉力。求： (1)空心部分没有水的配重块甲受到的重力； (2)正方体乙对容器底部的压强； (3)通过空气压缩机调整配重块甲空心部分的气压，使容器中的水缓慢注入其空心部分，当配重块甲刚好浸没在水中时，正方体乙上升了多少。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 23．题型二　压强与浮力的综合分析与计算1.D　【解析】A．木块A的体积VA＝SAhA＝100 cm2×15 cm＝1 500 cm3，木块A的密度ρA＝＝＝0.6 g/cm3，故A错误。 B．当加入1.8 kg的水时，木块A对容器底部的压力刚好为0，此时木块A恰好漂浮，GA＝F浮，即mAg＝ρ水gV排，则木块排开水的体积V排＝＝＝900 cm3，容器内水的深度h水＝＝＝9 cm，容器内加入水的体积V水＝＝＝1.8×10－3 m3＝1 800 cm3，由V水＝(S容－SA)h水可得，容器的底面积S容＝＋SA＝＋100 cm2＝300 cm2，故B错误。 C．细绳刚刚被拉断和拉断细绳后木块A静止时，由p＝ρgh可得，容器内水深度的变化量Δh＝＝＝0.01 m＝1 cm，木块排开水体积的减少量ΔV排＝S容Δh＝300 cm2×1 cm＝300 cm3，则细绳刚刚被拉断时，木块排开水的体积V排′＝V排＋ΔV排＝900 cm3＋300 cm3＝1 200 cm3＝1.2×10－3 m3，木块受到的浮力F浮′＝ρ水gV排′＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.2×10－3 m3＝12 N，故C错误。 D．拉断细绳前木块浸入水中的深度h水′＝＝＝12 cm，最后容器中水的深度h′＝L＋h水′－Δh＝10 cm＋12 cm－1 cm＝21 cm＝0.21 m，容器底部受到的压强p＝ρ水gh′＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.21 m＝2.1×103 Pa，由p＝可得，水对容器底的压力F容＝pS容＝2.1×103 Pa×300×10－4 m2＝63 N，故D正确。 2．4.8　1.24×103 【解析】圆柱体在液体中处于漂浮状态，则圆柱体受到的浮力F浮＝G＝mg＝0.48 kg×10 N/kg＝4.8 N；圆柱体漂浮时排开液体的体积V排＝S圆柱h＝50 cm2×12 cm＝600 cm3，由F浮＝ρ液gV排可知，液体的密度ρ液＝＝＝0.8×103 kg/m3；由题知，此时圆柱体露出液面的高度h露＝h物－h＝15 cm－12 cm＝3 cm，用外力将圆柱体向下压2 cm，因下压的距离比较接近圆柱体露出液面的高度，则向下压2 cm时圆柱体有可能浸没在液体中，假设圆柱体刚好能浸没在液体中，则此过程中圆柱体浸入液体深度的增加量Δh浸＝h露＝3 cm，设此过程中液面上升高度为Δh，则ΔV排＝S容Δh＝S圆柱Δh浸，代入数据可得，100 cm2×Δh＝50 cm2×3 cm，解得Δh＝1.5 cm，则此过程中需将圆柱体下压的距离d′＝Δh浸－Δh＝3 cm－1.5 cm＝1.5 cm，因为将圆柱体实际下压的距离d＝2 cm＞d′＝1.5 cm，所以圆柱体会浸没在液体中，且还需要将圆柱体下压2 cm－1.5 cm＝0.5 cm，圆柱体浸没后液面高度不变，则最终圆柱体上表面到液面的高度h上＝0.5 cm，此时圆柱体下表面在液体中的深度h下＝h物＋h上＝15 cm＋0.5 cm＝15.5 cm＝0.155 m，圆柱体下表面受到的压强p下＝ρ液gh下＝0.8×103 kg/m3×10 N/kg×0.155 m＝1.24×103 Pa。 3．16　1120 【解析】由图乙可知，注水到16 cm时，柱形物体受到的浮力刚好等于重力，注水到20 cm时停止，水对容器底部的压强p＝ρ水gh2＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20×10－2 m＝2 000 Pa，水对容器底部的压力F＝pS＝2 000 Pa×80×10－4 m2＝16 N；当注入水深度h1＝16 cm时，柱形物体恰好处于漂浮状态，由漂浮条件知，F浮＝G总＝G切＋G剩，即ρ水gS柱×0.16 m＝ρ塑gS柱×Δh＋m剩g①，当把柱体水平切掉一部分后，剩余部分放入水中恰好悬浮，F浮′＝G剩′，即ρ水gS柱(0.18 m－Δh)＝m剩g②，联立两式可得Δh＝0.1 m＝10 cm，S柱＝10－3 m2＝10 cm2，柱形物体恰好处于漂浮状态时注入水的体积V＝(S容－S柱)h1＝(80 cm2－10 cm2)×16 cm＝1 120 cm3，注水的质量m2＝ρ水V＝1.0 g/cm3×1 120 cm3＝1 120 g。 4．解：(1)A的体积： VA＝(10 cm)3＝1 000 cm3＝0.001 m3， 此时A有的体积露出水面，则排开水的体积： V排＝(1－)×0.001 m3＝7.5×10－4 m3， 由阿基米德原理可知，此时A受到的浮力： F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×7.5×10－4 m3＝7.5 N。 (2)水对容器底的压强： p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10×10－2 m＝1 000 Pa， 由p＝可得，水对容器底部的压力： F＝pS容＝1 000 Pa×200×10－4 m2＝20 N。 (3)当细线刚好达到最大拉力8 N时，由力的平衡条件可知，此时A受到的浮力： F浮1＝GA－F大＝12 N－8 N＝4 N， 由阿基米德原理可得，此时排开水的体积： V排1＝＝＝4×10－4 m3， 原来A浸入水中的深度： h＝(1－)×10 cm＝7.5 cm， 将水抽出后，A浸入水中的深度： h1＝＝＝0.04 m＝4 cm， 水面下降的高度：Δh＝h－h1＝7.5 cm－4 cm＝3.5 cm， 现在水的深度：h2＝10 cm－3.5 cm＝6.5 cm， 则抽出水后容器内水的体积： V剩余＝(h2－h1)S容＋h1(S容－SA)＝(6.5 cm－4 cm)×200 cm2＋4 cm×[200 cm2－(10 cm)2]＝900 cm3， 由G＝mg可知，A的质量： mA＝＝＝1.2 kg， A的密度： ρA＝＝＝1.2×103 kg/m3， 因为A的密度大于水的密度，所以细线断裂，A最终静止在容器底，此时A浸入的高度： h3＝＝＝9 cm， A受到的浮力： F浮2＝ρ水gV排2＝ρ水gSAh3＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(10×10－2 m)2×9×10－2 m＝9 N， A对容器底部的压力： F压＝GA－F浮2＝12 N－9 N＝3 N， A对容器底部的压强： p′＝＝＝300 Pa。 5．解：(1)由图乙可知，当h0＝0时，力传感器的示数F0＝6 N，不计细杆B及连接处的质量，正方体A对力传感器的压力等于自身的重力，即正方体A的重力G＝F0＝6 N。 (2)由图乙可知，当容器内水的深度h2＝13 cm时，正方体A受到竖直向下的重力、竖直向下的拉力和竖直向上的浮力，处于平衡状态，即F浮＝G＋F1， 则正方体A受到的浮力： F浮＝6 N＋4 N＝10 N。 (3)当容器内水深h2＝13 cm时，正方体A排开水的体积：V排＝＝＝1×10－3 m3，正方体A浸入水中的高度： h浸＝h2－h1＝13 cm－3 cm＝10 cm， 则正方体A的边长：l＝＝＝10 cm，l＝h浸，说明当水深h2＝13 cm时，正方体A刚好浸没。当容器内水的深度h3＝4 cm时， 正方体A浸入水中的深度： h浸2＝h3－h1＝4 cm－3 cm＝1 cm＝0.01 m， 排开水的体积： V排′＝l2h浸2＝(0.1 m)2×0.01 m＝1×10－4 m3， 正方体A受到的浮力： F浮′＝ρ水gV排′＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－4 m3＝1 N， 力传感器的示数： F3＝G－F浮′＝6 N－1 N＝5 N， 继续向容器中加水，由图乙可知，第一种情况：当力传感器受到的力为压力时，F′＝0.2F＝0.2×5 N＝1 N，此时正方体A受到竖直向上的浮力、竖直向下重力和细杆的支持力作用处于平衡状态，所以，正方体A受到的浮力： F浮″＝G－F′＝6 N－1 N＝5 N， 由F浮＝ρ液gV排＝ρ液gSAh浸可得，此时正方体A浸入水中的深度： h浸″＝＝＝0.05 m＝5 cm， 则此时容器内水的深度： h4＝h1＋h浸″＝3 cm＋5 cm＝8 cm＝0.08 m， 则此时水对容器底的压强： p＝ρ水gh4＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.08 m＝800 Pa； 第二种情况：当力传感器受到的力为拉力时，F′＝0.2F＝0.2×5 N＝1 N，此时正方体A受到竖直向上的浮力、竖直向下重力和细杆的拉力作用处于平衡状态，所以，正方体A受到的浮力： F浮＝G＋F′＝6 N＋1 N＝7 N， 由F浮＝ρ液gV排＝ρ液gSAh浸可得，此时正方体A浸入水中的深度： h浸＝＝＝0.07 m＝7 cm， 则此时容器内水的深度： h5＝h1＋h浸＝3 cm＋7 cm＝10 cm＝0.1 m， 此时水对容器底的压强： p′＝ρ水gh5＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m＝1 000 Pa。 6．解：(1)由ρ＝可得，物体M的体积： V＝＝＝1×10－3 m3。 (2)物体M受到的重力： G＝mg＝3 kg×10 N/kg＝30 N， 根据杠杆的平衡条件有： FAlOA＝FBlOB， B端拉力大小： FB＝＝×30 N＝24 N， 则M的一半体积浸在液体中时受到的浮力： F浮＝G－FB＝30 N－24 N＝6 N， 由F浮＝ρ液gV排可得，液体的密度： ρ液＝＝＝1.2×103 kg/m3。 (3)剪断细线，因为ρ＞ρ液，所以物体M在液体中沉底，物体M浸没在液体中受到的浮力： F浮′＝ρ液gV＝1.2×103 kg/m3×10 N/kg×10－3 m3＝12 N， 物体M对容器底部的压力： F压＝G－F浮′＝30 N－12 N＝18 N， 物体M对容器底部的压强： p＝＝＝1 800 Pa。 7．解：(1)空心部分没有水的配重块甲在水中处于漂浮状态，浸入水中的深度为13.5 cm，细线刚好拉直但无拉力，则甲受到的浮力等于其自身重力，甲排开水的体积： V排＝S甲h＝(0.2 m)2×0.135 m＝0.005 4 m3， 空心部分没有水的配重块甲受到的重力： G甲实＝F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.005 4 m3＝54 N。 (2)正方体乙受到的重力： G乙＝m乙g＝2 kg×10 N/kg＝20 N， 正方体乙的体积： V乙＝(0.1 m)3＝1×10－3 m3， 正方体乙浸没在水中受到的浮力： F浮乙＝ρ水gV乙＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－3 m3＝10 N， 正方体乙对容器底部的压力： F压＝G乙－F浮乙＝20 N－10 N＝10 N， 正方体乙对容器底部的压强： p＝＝＝1×103 Pa。 (3)当配重块甲刚好浸没在水中时，乙仍然在水中浸没，所以绳子对乙的拉力： F拉＝G乙－F浮乙＝20 N－10 N＝10 N， 甲浸没时受到的浮力： F浮甲＝ρ水gV甲＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.2 m)3＝80 N， 空心部分受到的总重力： G甲总＝F浮甲＋F拉＝80 N＋10 N＝90 N， 甲空心部分注入水的重力： G水＝G甲总－G甲实＝90 N－54 N＝36 N， 注入水的质量： m＝＝＝3.6 kg， 注入水的体积： V水＝＝＝3.6×10－3 m3， 注水导致液面下降的高度： h1＝＝＝0.045 m＝4.5 cm， 甲处于漂浮状态时浸入水中的深度为13.5 cm，没有浸入水中的体积： V′＝S甲h′＝0.04 m2×(20－13.5)×10－2 m＝0.002 6 m3， 浸没后会导致液面上升的高度： h2＝＝＝0.032 5 m＝3.25 cm， 则甲浸没后，液面共下降的高度： Δh＝h1－h2＝4.5 cm－3.25 cm＝1.25 cm， 处于漂浮状态时甲上表面距离水面的距离： h上＝20 cm－13.5 cm＝6.5 cm， 则甲下降的高度： h下降＝h上＋Δh＝6.5 cm＋1.25 cm＝7.75 cm， 故乙上升的高度为7.75 cm。 学科网（北京）股份有限公司 $$