内容正文:
2026年中考物理二轮复习专题练 压强与浮力的分析与计算
公式与适用场景
1.液体压强:p=ρ液gh,仅与液体密度 ρ液 和自由液面到该点的竖直深度 h 有关,与容器形状、液体总质量无关;
2.固体压强:p=,此处 F 为容器对桌面的总压力(含液体重G液 +物体重 G物 +容器自重G容 ),S 为容器底面积。
3.浮力计算(四大方法):
称重法:F浮=G−F拉(适用于弹簧测力计实验);
压力差法:F浮=F向上−F向下(适用于规则柱体);
阿基米德原理:F浮=ρ液gV排(最通用,需准确识别V排);
平衡法:漂浮/悬浮时 F浮=G物(直接关联重力与密度)
4.物体的浮沉条件:
5.分析比较浮力大小的方法:已知体积,看V排;已知质量,看状态;比较密度,看状态。
6.两个推导式:
(1)浸没在液体中的实心物体:;
(2)实心物体漂浮在液面上:。
类型1 压强与浮力的大小分析
1.如图所示,水平地面上放置了一个方形水槽,水槽中放一只碗,先让碗漂浮在水面上,然后让碗沉入水槽底部。碗沉入水底时和漂浮时相比较( )
A.碗所受的浮力变大
B.水槽底受到水的压强变大
C.水槽底受到水的压力变小
D.水槽对水平地面的压强变小
2.两个完全相同的圆柱形容器甲、乙,装有同样多的水,放置在水平桌面上,将体积相等的不同物体A、B分别放入甲、乙中,A漂浮,B悬浮,水都没有溢出。下列判断正确的是( )
A.A、B的密度ρA>ρB
B.A、B受到的浮力FA=FB
C.甲、乙中水对容器底的压强p甲=p乙
D.甲、乙对桌面的压强p甲'<p乙'
A.A、B的密度ρA>ρB
B.A、B受到的浮力FA<FB
C.甲、乙中水对容器底的压强p甲=p乙
D.甲、乙对桌面的压强p甲'<p乙'
3.取三块质量相等的橡皮泥,分别捏成一个碗状,两个球状(其中一只球为空心),分别放入装有相同质量水的相同的烧杯中,静止时它们的状态如图所示,下列说法正确的是( )
A.三个物体受到的浮力为F甲>F丙>F乙
B.橡皮泥排开水的体积为V甲=V丙>V乙
C.液体对容器底部的压强为p甲>p丙>p乙
D.容器对桌面的压力为F甲′=F乙′>F丙′
4.甲、乙两个相同的溢水杯分别盛满不同的液体,将两个完全相同的小球分别放入两个溢水杯中。小球静止后的状态如图所示。则( )
A.甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度
B.小球在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力
C.小球在甲杯中排开液体的质量等于在乙杯中排开液体的质量
D.放入小球后,甲、乙两个溢水杯对桌面的压强均变大
5.如图所示,放在水平桌面上的甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有三种不同的液体,将三个完全相同的长方体A分别放入三种液体中,静止时三个容器的液面恰好相平,下列判断正确的是( )
A.容器对桌面的压强p甲=p乙=p丙
B.物体受到的浮力F甲>F乙=F丙
C.液体的密度ρ甲>ρ乙>ρ丙
D.物体下表面受到液体的压力F甲>F乙=F丙
6.如图所示,水平桌面上甲、乙两相同的容器装有体积相等的不同液体。将同种材料制成的实心物体A、B分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面保持相平,则( )
A.物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力
B.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
C.甲、乙两容器的底部受到液体的压强相等
D.甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
7.用盐水浸泡可以去除新鲜水果表面残留的农药。水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别盛有浓度不同的盐水,将两个质量相等的冬枣、樱桃(V冬枣>V樱桃),分别放入盐水中,静止时的状态如图所示,两容器中的液面相平。下列说法正确的是( )
A.甲容器中盐水的密度大于乙容器中盐水的密度
B.樱桃可以漂浮在水面上是因为所受的浮力大于重力
C.冬枣和樱桃所受的浮力大小相等
D.甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力
8.如图,放置于水平面上的圆柱形容器装有某种液体,内部悬停有一硬质小球,其下端连接着一根细金属链条,链条的一部分堆积于容器底部,当液体随温度发生热胀冷缩现象时,小球的悬停位置也会发生变化。则当温度升高时(不计金属的体积变化),有( )
A.小球会上升一段距离
B.小球受到的浮力大小不变
C.容器对支持面的压强将变大
D.液体对容器底部的压强将变小
类型2 压强与浮力的分析与计算
9.如图所示,两个不吸水的实心小球甲和乙,用不可伸长的细线系住,放入水中静止后,甲有一半的体积露出水面,乙与容器底部接触,细线被拉直。已知甲的重力为4N,甲受到的浮力为8N,甲、乙的体积之比为2:1,甲、乙的密度之比为1:6,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10/kg。下列说法正确的是( )
A.细线对甲的拉力为6N
B.乙受到的浮力为8N
C.甲的密度为0.25×103kg/m3
D.容器底部对乙的支持力为4N
10.如图所示,放在水平面上的溢水杯装满水后总重力为4.9N,溢水杯的底面积为50cm2。将长方体木块轻轻地放在水面上,静止时,溢出80g的水;用大头针将其全部压入水中,增加的溢出水的质量为20g。已知ρ水=1.0×103kg/m3。g取10N/kg,下列说法中( )
①放入木块前,装满水的溢水杯对水平面的压强为980Pa
②木块的质量为80g
③木块的体积为20cm3
④木块的密度为0.4×103kg/m3
A.只有①②正确 B.只有②④正确
C.只有①③正确 D.只有②③正确
11.如图甲所示,弹簧测力计下挂有一个圆柱体,把它从盛水的烧杯底缓慢提升,直到全部露出水面,该过程中弹簧测力计读数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示,(g取10N/kg,忽略水面的变化)下列说法中( )
①圆柱体受到的重力是10N
②圆柱体受到的最大浮力是6N
③圆柱体刚要露出水面时,圆柱体下表面受到水的压强为300Pa
④圆柱体的密度是1.5g/cm3
A.只有①③正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有②④正确
12.一质量为600g,密度为0.6g/cm3的正方体木块用细线系于底面积为400cm2容器的水中,如图所示,则木块所受的浮力大小为 10 N。将细线剪断后,木块静止时,容器底部受到水的压强变化了 1000 Pa。(已知ρ水=1×103kg/m3)
13.如图甲所示,体积可忽略不计的轻质硬杆B一端固定在容器底,一端与不吸水的实心正方体A固定。现缓慢向容器中加水,当水深为15cm时正方体A刚好浸没,杆B受到正方体A的作用力F随注水深度变化的图像如图乙所示。则杆B的长度为_________cm,正方体A的密度为___________kg/m3,当F大小为0时,容器底部受到水的压强为___________Pa。
14.如图甲所示的圆柱形容器中装有深度h的水,现将一个实心的正方体木块A放入该容器中,木块静止时露出液面的体积与浸入液体的体积之比为1:3,如图乙所示;在木块上表面轻放一个实心正方体B(已知知VA:VB=2:1),A的上表面刚好与液面相平,如图丙所示。g取10N/kg,则木块A的密度为________kg/m3;若B的边长为5cm,把正方体B直接放在水平地面,对水平地面的压强为_________Pa。
15.如图所示装置:一质量m=0.2kg,容积V=2×10-3m3,横截面积S=5×10-3m2的圆筒形薄壁容器B(壁厚忽略不计)。对容器B注入体积为V的某种液体A后,将其封闭放入水中,且保持竖直漂浮状态,如图甲所示,此时水对容器B底部的压强p=3.6×103Pa(容器B内空气质量不计),求:
(1)图甲中容器B受到的浮力;
(2)液体A的密度;
(3)如图乙所示,若要使容器B恰好竖直悬浮在水,注入液体A的体积。
16.小明帮妈妈做饭时想测食用酱油的密度,于是他用材料制作了一个简易的密度秤。密度秤由容积为2×10-4m3的盛液筒和高度为25cm、底面积为4×10-3m2的圆柱体浮筒组成。如图所示,盛液筒内没有液体时,将密度秤放入水中,密度秤静止时浮筒浸入水中的深度为10cm。将盛液筒倒满酱油,待密度秤静止时,浮筒浸入水中的深度为15.5cm。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。
求:(1)当盛液筒内没有液体时,浮筒下表面受到水的压强;
(2)该密度秤的重力;
(3)酱油的密度。
17.如图1所示,将盛有水的容器甲、乙两容器竖直放在水平面上。甲中液体未知,乙中液体为水,容器的质量和厚度都忽略不计。
①若甲容器中液体质量为1.2kg,受力面积为1.2×10﹣3m2,求甲容器对地面的压强p甲。
②若乙容器中水的质量为1.5kg,求乙中水的体积V水。
③如图2所示,若在乙容器中再加入一定水,则此时水的深度为0.2米,将容器乙放进容器甲中,容器甲的液面比容器乙的水面高0.05m。求此时甲容器中液体的密度。
小专题(一) 压强与浮力的分析与计算
1.C
2.D
3.B
4.C
5.D
6.A
7.C
8.D
9.C 【解析】由题知,甲的重力为4N,甲受到的浮力为8N,且细线被拉直,则甲受到向上的浮力、向下的重力和拉力而处于平衡状态,所以满足F浮甲=G甲+F拉,则细线的拉力:F拉=F浮甲-G甲=8N-4N=4N,故A错误;甲、乙的体积之比为2:1,甲有一半的体积露出水面,则甲排开水的体积是甲体积的一半,所以甲、乙排开水的体积相等,根据F浮=ρ水gV排可知,甲、乙受到的浮力相等,即乙受到的浮力也为8N,故B错误;已知F浮甲=8N,由阿基米德原理可得:ρ水gV排=8N;甲的重力为4N,根据G=mg=ρVg可得:ρ甲gV甲=4N;此时V排=V甲,解得ρ甲=ρ水=0.25×103kg/m3,故C正确;甲、乙的密度之比为1:6,甲、乙的体积之比为2:1,由密度公式可知甲、乙的质量之比为,则m乙=3m甲,即乙的质量是甲的3倍,根据G=mg可知乙的重力是甲重力的3倍,故G乙=3G甲=3×4N=12N;已知乙与容器底部接触,则乙受到向上的支持力、浮力、拉力和向下的重力而处于平衡状态,所以F支+F浮乙+F拉=G乙,则乙受到的支持力:F支=G乙-F浮乙-F拉=12N-8N-4N=0N,故D错误。
10.A 【解析】(1)装满水的溢水杯对水平面的压力:F=G总=4.9N,溢水杯的底面积:S=50cm2=5×10-3m2,溢水杯对水平面的压强:p==980Pa,故①正确;
(2)由于溢水杯装满水,则根据阿基米德原理可知木块受到的浮力:F浮=G排=G溢,由于木块处于漂浮,则木块受到的浮力:G木=F浮,所以,G木=G溢,即:m木g=m溢g,则木块的质量:m木=m溢=80g,故②正确;
(3)用大头针将木块全部压入水中,木块排开水的总质量为:m排′=m溢+Δm溢=80g+20g=100g,
根据ρ=可得木块体积:V木=V排′==100cm3,故③错误;
(4)木块的密度ρ木=0.8g/cm3=0.8×103kg/m3,故④错误。
11.A 【解析】①由图乙可知,当h>5cm时,弹簧测力计的示数为10N不变,此时圆柱体位于空中,由二力平衡条件可知,圆柱体的重力G=F=10N,故①正确;
②.由图乙可知,当h<2cm时,圆柱体完全浸没在水中,弹簧测力计的示数为F′=6N不变,此时圆柱体受到的浮力最大且不变,则圆柱体受到的最大浮力F浮=G-F′=10N-6N=4N,故②错误;
③忽略水面的变化,由图乙可知,圆柱体从h1=2cm开始露出水面到h2=5cm完全离开水面,则圆柱体的高为h=h2-h1=5cm-2cm=3cm,则圆柱体刚要露出水面时圆柱体下表面受到水的压强为:p=ρ水gh=1.0×103m3×10N/kg×0.03m=300Pa,故③正确;
④因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρ液gV排可得,圆柱体的体积V=V排==4×10-4m3,
由G=mg可得,圆柱体的质量m=1kg,
则圆柱体密度ρ==2.5×103kg/m3=2.5g/cm3,故④错误。
12.10 1000
13.5 0.6×103 1100
【解析】(1)由图乙可知,当h0=0cm时,力传感器的示数为F0=6N,
由细杆的质量不考虑可知,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=6N,
由图乙可知,当h2=5cm时物体A的下表面恰好与水面接触,因此细杆的长度:l杆=5cm;
(2)当力传感器的示数大小F为0时,正方体A受到的浮力等于正方体A的重力,即:F浮'=G=6N,
由图乙可知,当h2=5cm时,物体A的下表面恰好与水面接触,当容器内水的深度h1=15cm时,正方体A刚好浸没,则正方体A的边长:l=h浸1=15cm-5cm=10cm=0.1m,
A的密度为:ρA==0.6×103kg/m3;
(3)由F浮=ρ液gV排可知,此时正方体A排开水的体积:V排==6×10-4m3=600cm3,
则正方体A浸在水中的深度:h排==6cm,
所以此时容器中水的深度:h=l杆+h排=5cm+6cm=11cm=0.11m,
则当力传感器的示数大小F为0时,容器底部受到水的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.11m=1100Pa。
14.0.75×103 250
【解析】(1)因为木块静止时露出液面的体积与浸入液体的体积之比为1:3,
则F浮=GA,V排=VA,
即:ρ水gV排=ρAgVA,
ρA=×1.0×103kg/m3=0.75×103kg/m3;
(2)对AB整体分析可得:F浮=GA+GB,则ρ水gV排'=ρAgVA+ρBgVB,
又因A浸没,则V排'=VA,VA:V B=2:1,
故2ρ水=2ρA+ρB,
2×1.0×103kg/m3=2×0.75×103kg/m3+ρB,
ρB=0.5×103kg/m3,
B对水平地面的压强:p=ρBgh=0.5×103kg/m3×10N/kg×5×10-2m=250Pa。
15.解:(1)物体B受到的浮力F浮B=pSB=3.6×103Pa×5×10-3m2=18N;
(2)由物体的沉浮条件知,容器B受到的浮力等B容器的重力加容器中液体A的重力即:
mg+VρAg=F浮B,
0.2kg×10N/kg+×2×10−3m3×ρA×10N/kg=18N,
解得:ρA=2.4×103kg/m3
(3)图乙中,容器B 处于悬浮状态,总浮力等于总重力即:Vρ水g=mg+VAρAg,VA==0.75×10-3m3。
16.解:(1)浮筒浸入水中的深度为10cm,当盛液筒内没有液体时,浮筒下表面受到水的压强为
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
(2)密度秤静止时漂浮,浮力等于重力,则重力为
G=F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×4×10−3m2×0.1m=4N
(3)浮筒浸入水中的深度为15.5cm,浮力等于重力,此时密度秤(含酱油)重力为
G′=F浮′=ρ水gV排′=1×103kg/m3×10N/kg×4×10−3m2×0.155m=6.2N;
则酱油的重力为
G液=G'-G=6.2N-4N=2.2N;
根据G=mg=ρVg知,则酱油的密度为
ρ酱油= =1.1×103kg/m3。
17.解:①甲容器对地面的压力为:
F甲=G甲=m甲g=1.2kg×10N/kg=12N,
甲容器对地面的压强为:
p甲===104Pa;
②若乙容器中水的质量为1.5kg,乙中水的体积为:
V水===1.5×10﹣3m3;
③容器乙在甲容器中的深度为:
h液=h水+Δh=0.2m+0.05m=0.25m,
此时容器底的压强为:
p水=p液,
ρ水gh水=ρ液gh液,
甲容器中液体的密度为:
ρ液===0.8×103kg/m3。
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