内容正文:
小专题培优5
压强、浮力综合分析计算
(广西3年3考;北部湾3年3考)
类型一入水、出水型(北部湾2020.30)
10N/kg,整个过程圆柱体始终未与容器壁
1.(2025乐山改编)如图所示,
塑料瓶
接触)》
某同学用一个上端开口的
3.(2025安徽)某兴趣小组要测量一实心圆
圆柱形厚底空塑料瓶和装
水槽
柱体(不吸水且不溶于水)的密度,进行了
有水的圆柱形水槽制作了
如下操作:用一根不可伸长的细线将圆柱
第1题图
一个浮力秤,用于测量质
体竖直悬挂在铁架台上并保持静止,将一
量。空塑料瓶质量为120g,塑料瓶底面积
盛有水的柱形容器放在水平升降台上,容
为20cm,水槽底面积为120cm2,瓶身能够
器和升降台整体安放在圆柱体的正下方,
浸入水中的最大长度为18cm,使用过程中水
使容器内的水面与圆柱体下表面恰好不接
不溢出,塑料瓶始终漂浮且瓶身保持竖直。
触,测得容器内水的深度为h,=10cm,如
已知水的密度为1.0×10kg/m3,g取
图所示:缓慢调节升降台使细线恰好伸直
10N/kg,不考虑塑料瓶侧壁的厚度。
且无拉力,测得容器上升的高度为h2=
(1)空载时塑料瓶受到的浮力为
N;
8cm,整个过程没有水溢出,圆柱体始终处
(2)当塑料瓶满载时,浸入水中深度最大,
于竖直状态。已知圆柱体的高为H=
此时塑料瓶排开水的体积为
m3,
20cm,圆柱体与容器的底面积之比为
浮力秤的最大称量值为
kg;
S1:S2=1:3,P水=1.0×103kg/m3,g取
(3)浮力秤空载时和最大称量时塑料瓶浸
10N/kg,不计容器壁厚度。求:
入水中的体积变化量为
m3,水槽
(1)调节升降台前水对容器底部的压强p;
内水面前后的高度差为
mo
(2)调节升降台后圆柱体浸入水中的深
2.(2025辽宁改编)如图,装有适量
度h;
水的柱形容器静止在水平桌面
(3)圆柱体的密度p。
上,不计质量的弹簧悬挂一不吸
水圆柱体,圆柱体浸入水中3cm
且处于静止状态,此时弹簧伸长第2题图
升降台
量为8cm。现向柱形容器注水,注水过程
可
铁架台
中圆柱体缓慢上升,当弹簧恰好恢复原长
第3题图
时,停止注水,圆柱体静止。注水量为
2.76kg且水没有溢出。已知:圆柱体
高20cm、底面积100cm2,柱形容器底面
积200cm2。容器中的水面与注水前相比
升高了
cm,圆柱体的重力为
N。(p水=1.0×103kg/m3,g取
47
4.(2025兰州)图甲是利用“浮简打捞法”打
类型二
注水、排水型(广西3年3考:北部
捞沉船的示意图,浮简是密封的大钢筒,能
湾2021.30)
浮在水面上。打捞工作船把若干个浮筒拖
5.(2025广州改编)图甲是实践小组设计的
到沉船所在位置上方的水面上,将浮简灌
自动储水箱简图,竖直细杆固定在水箱底
满水,让它们沉到水底。潜水员用钢索把
部,浮筒可沿细杆上下移动,水箱中水深为
灌满水的浮简拴牢在船的两侧,然后用压
0.1m时,浮简对水箱底部的压力刚好为
气机将空气压进浮简,把水排出,浮简就会
零;水深为0.4m时,浮简开始接触进水阀
带着沉船一起浮到水面上来。小雅利用上
门:水深为0.6m时,浮简使进水阀门完全
述原理制作了实心沉船模型A和空心浮筒
关闭,浮简所受浮力和水深的关系图像如
模型B来模拟打捞沉船的过程:A、B间用
图乙,已知p水=1.0×103kg/m3,g取
轻质细绳相连,将A、B放人水平地面上一
10N/kg。水深从0.1m到0.4m的过程
个装有适量水、足够高的圆柱形容器中,B
中,水对箱底产生的压强
(选填
利用容器中的水自动充水,B充满水后A、
“变大”“变小”或“不变”);阀门完全关闭
B的位置如图乙所示,此时,A对容器底部
时,水对箱底产生的压强为
Pa,
的压力为16N。打捞时,向B中充气,当B
浮筒对进水阀门的压力为
中的水全部排出至容器中时,B浮出水面,
水箱
F净/N
进水
7.5
A、B静止时的位置如图丙所示。已知A的
阀门
5.0
质量为1.4kg,体积为200cm3,B的质量
细杆
水
2.5
浮筒
0
h/m
为0.6kg,体积为2000cm3,圆柱形容器
0.10.20.30.40.50.6
甲
乙
的底面积为1000cm2,g取10N/kg。求:
第5题图
6.【密度小于水】将一底面积为200cm2的圆
柱形容器放置于水平面上,容器内放一个
底面积50cm2、高20cm的圆柱体,如图甲
甲
乙
丙
所示,缓慢向容器中注水到一定深度时圆
第4题图
柱体漂浮,继续注水到25cm时停止,在整
(1)图乙中B受到的浮力;
个注水过程中,圆柱体始终处于直立状态,其
(2)B空心部分的体积;
注水质量m与容器中水的深度h的关系图
(3)乙、丙两图中,水对容器底部压强的变
像如图乙所示。(P水=1.0x103kg/m,g取
化量△p。
10N/kg)则以下说法正确的是
↑mlg
m
0
1625h/cm
甲
乙
第6题图
A.当圆柱体漂浮时,露出水面的高度为9cm
48
B.圆柱体的密度为0.64×103kgm3
8.(2025广西大学附中模拟)A为质量分布
C.注水停止时,水对圆柱体底部的压强
均匀的长方体物块,质量为320g,各边长
为2500Pa
度如图甲所示。B为长方体薄壁容器,各
D.向容器内注水的总质量是4200g
边长度如图乙所示。A、B均静置于水平桌
7.(2025内蒙古)某同学想知道将船上的船
面上。水的密度为1.0×103kg/m3,g取
锚抛入水中沉底后,会引起水面如何变化。
10 N/kg
他用玻璃杯和金属块模拟抛锚过程如下:
(1)求A的密度;
先向底面积为0.1m2的长方体水槽中注
(2)图甲中A对水平桌面的压强为p1,将A
入0.2m深的水;将一个质量为3kg、底面
放入B后,B对水平桌面的压强为P2,且
积为0.01m2的正方体金属块,放入水平
p1:P2=2:1,求容器B受到的重力;
放置的玻璃杯中,再将玻璃杯放人水槽中,
(3)将A放入B后(与容器底接触不紧
玻璃杯漂浮在水面上静止,如图所示;然后
密),向B中缓慢加水,在A对B底部的压
将金属块从玻璃杯中取出放入水中沉底,
力恰好最小的所有情况中,分析并计算容
待水面稳定后,分析水面变化。(P水=
器底对水平桌面的最小压强。
1.0×103kg/m3,g取10N/kg,整个过程中
没有水溢出)求:
15 cm
10 cm
B
(1)注水后,水对水槽底部的压强:
25 cm
/10cm
(2)金属块平放在玻璃杯中时,对玻璃杯
8 cm
20 cm
甲
底部的压强;
之
第8题图
(3)金属块放在玻璃杯中漂浮时和放入水
中沉底后,水面高度的变化量。
玻璃
金属块
水槽
第7题图
49
9.(2024广西30题)一个不吸水的实心圆柱
(3)广西夏季雨水充沛,每逢暴雨,河水水
体Q,底面积为0.01m2,高为0.3m,密度
位快速上涨,为了监测河水水位,某项目小
为0.5×103kg/m3。如图甲所示,现将Q放
组设计了“智能水位报警器”,如图乙所
在容器中,缓慢往容器中注水(水的密度
示。其由A、B两部分组成,A模拟控制器,
为1×103kg/m3,g取10N/kg),求:
B模拟河道。其中A内部高度为0.7m,
压力传感器
报警器
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
A
测试中,当注水到某一深度时,Q开始漂
浮,随着注入水的深度增加,Q最终会与传
Q
Q
注水口
感器接触,当Q露出水面长度为0.1m时,
甲
乙
报警器恰好开始报警。请通过计算,分析
tp/x 10'Pa
从开始注水到报警器报警的过程,并在图
3.0
2.5
丙中作出此过程Q底部受到水的压强p随
2.0
注人水的深度h变化的关系图线。
1.5
1.0
0.5
00.10.20.30.40.50.60.7h/m
丙
第9题图
(1)圆柱体Q的质量;
(2)当注入水的深度为0.1m时(此时Q
未漂浮),Q受到的浮力;
50F1=p1S=6176Pa×0.01m2=61.76N,
甲、乙对地面的压力等于甲、乙的总重力,甲、乙两容器对
地面原来的压强分别为3824Pa,6176Pa,小球更换位置
后,两容器对地面的压强相等,则F4C_一9
S
则3824N+6_6176N-6,解得G=1.76N
0.01m20.01m2
将乙中小球拿出,乙的液面下降0.02m,则小球的体积
/=Sh=0.01m2×0.02m=2×104m2,
11.76N
、则金属小球的密度P2=gV10NWgx2xI0'm
5.88×103kg/m3。
第3节大气压强流体压强与流速的关系
1.D2.CD3.熔化大气压4.减小大气压强
5.变小大气压
6.“一定质量的气体,在温度不变时,体积越小,压强越大”
急救者向患者腹部施压,患者的胸腔容积缩小,肺内气压
大于外界气压,形成较大的气流把异物冲出。
7.A8.B9.A10.大小11.大小
12.变小大气压13.小大气压
第十单元浮力
第1节阿基米德原理物体的浮沉条件
1.A2.B3.不变变小4.0.50.65.8×1034×10
6.解:(1)钢的质量m翔=P翻V翔=7.9×103kg/m3×0.1m3=
790kg:
(2)根据阿基米德原理可得,轮船满载时所受的浮力
F浮=G特=m排g=70000x103kg×10N/kg=7×10N:
(3)轮船底部受到的海水压强p=Pgh=1×103kg/m3×
10N/kg×9m=9×104Pa,
轮船底部受到的压力F=pS=9×10Pa×1×103m2=9×
10N
7.解:(1)根据G=mg可知,“悟空”号的重力为
G=1.3×103kg×10N/kg=1.3×10N;
(2)根据F浮=P液gV排可知,“悟空”号完全潜入海水时,排
开液体的体积等于物体的体积,故受到的浮力为
F¥=1.0x103kg/m3×10N/kg×4m3=4×10N;
(3)根据p=Pgh可得,“悟空”号所受海水的压强
p=pgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.1×10m=1.1×
108Pa。
8.上浮大于9.D10.小小小11.D12.AD
13.D14.C15.变小4
16.解:(1)橡皮泥放人水槽前,水的深度是0.1m,水对水槽
底部的压强
p=p*gh=1.0x103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
(2)由p=受可知,橡皮泥的体积
m是。54g=45cm2;
V混
Pa 1.2 g/cm
(3)橡皮泥的质量
G=m g=0.054 kgx10 N/kg=0.54 N,
则橡皮泥“小碗”漂浮在水面上受到的浮力
28
F¥=G湿=0.54N:
(4)由阿基米德原理可知,橡皮泥“小碗”怡好漂浮在水
面上时排开水的体积
F洋
0.54N
V#=
=5.4×10-5m3=
P*g1.0×103kg/m2×10N/kg
54cm3,
2
由V=了πR可知,“小碗”的外径至少
3BV
33×54cm
R=√2m=√2x3
=3cm,
“小碗”的容积(内部体积)
V'=V#-V=54cm3-45cm3=9cm3,
所以,“小碗”的内径
337
33x9 cm
R'=√2m√2x3
=1.65cm,
所以橡皮泥“小碗”的厚度应小于
d=R-R'=3cm-1.65cm=1.35cm。
第2节浮力的相关实验
1.(1)体积(2)①2.70.5②无关③液体密度一定
时,浮力的大小与物体浸在液体中的体积成正比(3)②
体积③1.2×103
2.(1)①相等②无关(2)①大②无关③=④排开
液体(3)更换不同的液体
小专题培优3利用浮力知识测量物体的密度
(4)0.8x10°(5)0.82.相等2
310mm(a(62
P水
小专题培优4压强、浮力综合分析判断
1.A 2.B 3.D 4.AC 5.D 6.BD 7.BD 8.AD
9.D
小专题培优5压强、浮力综合分析计算
1.(1)1.2(2)3.6×1040.24(3)2.4×1040.02
2.19.614.6
3.解:(1)调节升降台前水对容器底部的压强
p=p&gh =1x10'kg/m3x10 N/kgx0.1 m=1 000 Pa;
(2)缓慢调节升降台后使细线恰好伸直且无拉力,故圆柱
体的位置始终不变,
S h2
排开水的体积不变,A3h:,
即S,h2=(S2-S1)h,
S2h23Sh23」
所以圆柱体浸入水中的深度h=
-S3S,-8,2=
含8em=12m
(3)调节升降台后细线恰好伸直且无拉力,则圆柱体处于
漂浮状态,所以F浮=G,
则有p水gS,h=pS,g,则圆柱体的密度
*s5,hPkh_1x10kg/m×0.12m=0.6x10kg/m。
P=
0.2m
4.解:(1)由阿基米德原理F详=P腋gV排得,图乙中模型B受
到的浮力
F浮B=P水g'#=1.0×103kg/m3×10N/kg×2000×10-6m3=
20N:
(2)图乙中,以A、B整体为研究对象,受到重力G、浮力
F浮和容器底的支持力F支,且根据力的相互作用知F支=
F=16N.
整体受到的浮力为F浮=P水g(V#4+VB)=1.0×
103kg/m3×10N/kg×(2000×10-6m3+200×106m3)=
22N.,
整体受到的重力为G=G+GB+GB水,
由于三力平衡,所以G=F洋+F支=G:+Ga+GB水,B中充入
的水的重力为GB水=F#+F支-(G4+GB)=22N+16N-
(1.4kg+0.6kg)×10N/kg=18N,
B空心部分的体积V空等于B中充入的水的V水,
即V6=yk=G
18N
*10☑kgx1.0x10kg/m=1.8×
103m3;
(3)图丙中,AB整体为研究对象,受到重力G、浮力F,处
于漂浮状态,
则浮力F¥'=G4+G。=(1.4kg+0.6kg)×10N/kg=20N,
排开水的总体积
F浮'
20N
V10kgx 1.0x10 kg/m2x10
则变化的体积为△V排=VB水+V排'-V排=V8水+V排'
(V,+VB)=1.8×103m3+2×103m3-(2000×106m3+
200×106m3)=1.6×103m3,
液面变化的高度为△h=
△V排1.6×103m3
=1.6×
S1000×10-4m2
102m,
水对容器底的压强变化量
△p=P水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.6×102m=
160Pa。
5.变大6×10356.D
7.解:(1)注水后,水对水槽底部的压强
p=p*gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(2)正方体金属块的重力
G金=m全g=3kg×10N/kg=30N,
金属块平放在玻璃杯中时,对玻璃杯底部的压力F=
G金=30N,
金属块对玻璃杯底部的压强p=
F 30N
S0.01m2
=3000Pa:
(3)正方体金属块的边长1=√0.01m=0.1m,
金属块的体积V=1=(0.1m)3=1×10-3m3,
金属块放在玻璃杯中漂浮时,整体受到的浮力
F浮=G怠=G标+G金,
金属块放入水中沉底后,整体受到的浮力
F浮'=G点'=G杯+F浮金,
浮力的变化量△F洋=F洋-F'浮=G金-F浮全=G金P水gV排=
G金-P水gV金=30N-1×103kgm3×10N/kg×1×103m3=
20N,
△F浮二
水下降的体积△V#-P味&x10g/mx10
20N
-=2×
10-3m3.
AV#_2x103m=0.02m
水面高度的变化量△h=S桂0.1m
8.解:(1)A为质量分布均匀的长方体物块,质量为320g,其
体积V.=8cm×5cm×10cm=400cm3,
%=320g
则A的密度P:=了400cm
=0.8g/cm3=0.8×
103kg/m3;
(2)A对地面的压力等于自身的重力,则A对地面的压强
FA G
PA-Sx-SA
B对地面的压力等于自身的重力加A的重力,则B对地
FB GA+GB
面的压强pS。S
因为p1:p2=2:1,Ga=m4g=0.32kg×10N/kg=3.2N,
G..G+Gu=2:1.
则有s5
即3.2N
3.2 N+G
8x5x10m20x10x10'm=2:1,
解得Ge=4.8N:
(3)将A放人B后,向B中缓慢加水,因A的密度小于水
的密度,当A刚好漂浮,即F浮=G4=3.2N时,A对B底部
的压力恰好为0,A排开水的体积一定,
当长方体底面积最大时,水的深度最小,此时水对容器底
部的压力最小,
由图可知,A的最大底面积
S4'=0.08m×0.1m=0.008m2,
根据阿基米德原理可知,容器中水的最小深度(此时A浸
入水中的深度)》
F浮
3.2N
h小=hp*gS-1.0x10kg/m×10Vkgx0.08m
0.04m=4cm.
此时水的体积V*=20cm×10cm×4cm-10cm×8cm×
4cm=480cm3=4.8×104m3,
水的重力Gk=P水Vkg=1.0×103kg/m3×4.8×104m3×
10N/kg=4.8N,
则容器B对桌面的压力
F=Ga+Gg+G水=3.2N+4.8N+4.8N=12.8N,
则容器底对水平桌面的最小压强
F
12.8N
S20x10x10+m=640Pa。
p
9解:()根据p=?可知,圆柱体Q的质量m=pg,
PoSohi=0.5×103kgm3×0.01m2×0.3m=1.5kg;
(2)当注入水的深度为0.1m时(此时Q未漂浮),Q受到
的浮力F浮'=P水g'#=P水gSoh'=1×103kgm3×10N/kg×
0.01m2×0.1m=10N:
(3)当圆柱体Q刚好漂浮时,F浮=G。=mog=1.5kg×
10N/kg=15N,
29
根据阿基米德原理可知,圆柱体Q浸入水中的深度
F洋
15N
PkgS,1×10kg/m×10N/kgx0.01m=0.15m,
h1
此时Q底部受到水的压强p1=p水gh1=1×103kg/m3×
10N/kg×0.15m=1.5×103Pa,
此时Q露出水面的高度
hg=0.3m-0.15m=0.15m:
继续注水,当圆柱体Q与传感器接触时,注入水的深度为
h2=h,-hg=0.7m-0.15m=0.55m
因圆柱体Q处于漂浮状态,圆柱体Q浸人水中的深度不
变,其底部受到水的压强不变:
当Q露出水面长度为0.1m时,即Q浸入水中的深度为
h3=0.2m,
此时Q底部受到水的压强
P2=P水gh3=1×103kg/m3×10N/kgx0.2m=2×103Pa,
注人水的深度
h,=h,-h露'=0.7m-0.1m=0.6m,则此过程Q底部受到
水的压强p随注入水的深度h变化的关系图线如答图
所示。
↑p/×103Pa
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
00.10.20.30.40.50.60.7h/m
第9题答图
第十一单元功和机械能
第1节功和功率
1.做功没做功不是2.B3.B4.75030
5.1.21:26.C7.7.50.753
8解:(1)货箱的速度=三=3m=0.3m5:
t 10s
(2)叉车对货箱所做的功W=Gh=mgh=300kg×
10N/kg×3m=9000J;
(3)又车对货箱所做功的功率P=”-900J=900W。
10s
9.解:(1)小亮所受的重力G=m人g=60kg×10N/kg=
600N:
(2)小亮随电梯做匀速直线运动,小亮所受的支持力与重
力大小是平衡力,大小相等,即F=G=600N,
小亮在支持力方向上移动的距离s=(11-1)×3m=30m
电梯对小亮所做的功W=Fs=600N×30m=1.8×10J:
(3)小亮上楼的平均功率P=”-18×10J60W。
t5x60s
第2节机械能及其转化
1.D2.B3.B4.A5.C6.D7.变小变小变小
8.(1)距离s(2)大(3)甲、丙(4)速度(5)减小
30
9.D10.C11.BC
第十二单元简单机械
第1节杠杆滑轮
1.D2.C3.省力45
4.(1)左(2)大右(3)F,l,=F22(4)增加了弹簧测
力计,可以直接读出力的大小:将固定挂钩改为可移动的
挂环,避免取下弹簧测力计,可以直接移动可移动的挂
环,直接改变力臂的大小(合理即可)(5)费力A
5.C6.D7.B8.不变变小变小
9.如答图所示
10.如答图所示
10
F
0
F
第9题答图
第10题答图
11.D12.C13.A
14.如答图所示
第14题答图
15.AD16.A
17.(1)杠杆平衡0(2)0(3)右(4)增大
(5)8.8×103
第2节机械效率
1.D2.C3.AD4.3.6183.3%
5.3001240%6.12080%
7.(1)①1.6②90.9③变大(2)减小接触面的粗糙程
度0.2
8.BC 9.B
模块五电学、电磁学
第十三单元电荷、电流、电压、电阻
1.A2.C3.B
4.电荷(电子)同5.电(电荷)吸引
6.不能负得到7.负电同种8.CD
9.0.522.310.B11.B12.A13.B14.D15.BD
第十四单元串、并联电路
电路的识别
1.A
2.如答图所示
3.如答图所示
100
第2题答图
第3题答图