压轴04 压强、浮力 5大核心考向(压轴题专练)(山东专用)2026年中考物理终极冲刺讲练测
2026-04-15
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内容正文:
压轴04 压强与浮力 5大核心考向
命题预测
2026中考关于浮力与压强模块的题目会以真实情境为背景、综合计算为内核、图像分析为难点、实验探究为创新。复习要抓综合模型、图像解读、变化量计算、整体受力分析四大能力。
高频考法
1.固体压强的大小分析
2.固体、液体压强的大小分析
3.固体压强的切割、叠加类分析与计算
4.压强、浮力的大小分析
5.压强和浮力的综合计算
知识·技法·思维
一、 压强理解和运用
概念
解释
压强
在物理学中,物体所受压力的大小与受力面积之比。(比值定义法)
物理意义
表示压力作用效果的物理量。(外在表现:被压物体的形变程度)
公式
。F-压力,单位为N;S-受力面积,单位m2;p-压强(单位Pa)
单位
帕斯卡,简称帕,用符号Pa表示
变形公式
根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算
公式的应用
为压强的定义式,适用于所有状态下的压强的计算
公式中的“S”为受力面积,是指两个物体实际的接触面积。常见面积单位换算关系为:1m2=104cm2=106mm2
公式中的“F”为压力,不是重力,但受力面积为水平面且物体在竖直方向只受重力和支持力时,压力大小等于重力大小
粗细、密度均匀的圆柱体、长方体等规则物体对水平面的压力等于物体的重力,则物体对水平面的压强可用计算。(水平面受到的压力是由重力产生的,而不能有其他外力参与)
二、液体压强
公式
,变形公式,
物理量与单位
(1)压强:用p表示,单位帕斯卡(Pa);
(2)液体的密度:用ρ表示,单位千克每立方米(kg/m3);
(3)重力常数:用g表示,单位牛顿每千克(N/kg);
(4)液体的深度:用h表示,单位米(m)
对液体压强的理解
(1)由公式可知,在g值不变的情况下,液体压强只与密度和深度有关,与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
(2)液体深度是指液体中某处到液体自由液面的竖直距离
(3)公式适用于静止、均一的液体,不适用于流动的液体
(4)粗细、密度均匀的圆柱体、长方体等规则物体对水平面的压强是求固体压强的一种特殊情况,而液体压强公式p=ρgh适用于计算任何静止、均一的液体产生的压强
三、压强公式和的比较
公式
适用范围
固体、液体、气体都适用
液体、均匀柱体
决定因素
压力和受力面积
液体密度和深度
四、压强和浮力的综合分析
1.利用阿基米德原理分析
(1)比“”法:不同物体浸在同一液体中,相同,由可知,同一液体,越大,受到浮力越大;
(2)比“”法:同一物体漂浮或悬浮在不同液体中,相同,由可知,浮力相等,越大,越小。
2.利用浮沉条件分析
状态
分析过程
静止在相同液体中的不同物体
物体体积相同时
①浮力:由,根据排开液体体积判断;
②重力:根据浮沉状态判断(漂浮、悬浮时,沉底时)
③物体密度和液体密度:(漂浮时,悬浮时,沉底时)
物体质量相同时
①浮力:质量相同即重力相同,根据浮沉状态判断(漂浮、悬浮时,沉底时)
②物体密度和液体密度:漂浮时,悬浮时,沉底时
静止在不同液体中的物体
同一物体
①浮力:根据浮沉状态判断(漂浮、悬浮时,沉底时)
②液体密度:漂浮时,悬浮时,沉底时
质量相同的不同物体
①浮力:质量相同即重力相同,根据浮沉状态判断(漂浮、悬浮时,沉底时)
②物体密度和液体密度:漂浮时,悬浮时,沉底时
典例·靶向·突破
题型01 固体压强的大小分析
1.(2025·四川广安·中考真题)如图所示,同种材料制成的甲、乙、丙三个实心长方体放于水平面上,高度,底面积,下列判断正确的是( )
A.物体对水平面的压强:
B.物体对水平面的压力:
C.物体的密度:
D.物体的质量:
题型02 固体、液体压强的大小分析
2.(2026·四川绵阳·一模)如图,质量、底面积都相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,分别装有A、B、C三种质量和深度均相同的液体。下列说法正确的是( )
A.液体的密度B<A<C
B.液体对容器底部的压强pB>pA>pC
C.液体对容器底部的压力FB<FA<FC
D.容器对桌面的压力F乙<F甲=F丙
题型03 固体压强的切割、叠加类分析与计算
3.(2025·山东泰安·三模)如图甲所示模型由A、B两柱体粘合成,A、B质量分布均匀,其底面积分别为、。沿水平方向从模型上部逐渐切割,模型剩余部分对水平地面的压强为与切去部分高度h的关系如图乙所示,g取,下列分析中( )
①时,A对水平地面的压力大小为7800N;
②B恰好全部被切去时,A对地面的压力为500N;
③A的质量为500kg;
④B的密度为。
A.只有①②正确 B.只有①②③正确
C.只有①③④正确 D.只有①④正确
题型04 压强、浮力的大小分析
4.(2025·山东泰安·中考真题)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯,分别装有适量等质量的水。甲烧杯中,静止在杯底的铁块,通过细线与浸没在水中的木球相连,此时甲烧杯对桌面的压力为;乙烧杯放入相同的铁块,与木球体积相同的铁球悬挂并浸没入水中,静止时乙烧杯对桌面的压力为;剪断木球下端的细线后,甲烧杯对桌面的压力为。以上操作中,水的质量保持不变,细线质量和体积忽略不计。已知。下列说法中( )
① ② ③ ④
A.只有①③正确 B.只有①④正确 C.只有②③正确 D.只有②④正确
题型05 压强和浮力的综合计算
5.(2025·山东青岛·中考真题)小明为了自家花园用水方便,设计了一个自动储水水箱,其模型如图所示。底面积为,高为的浮体A(不吸水)通过一轻质细杆与力传感器相连,浮体A的底面与水箱底的距离为0.1m,柱形薄壁水箱的底面积为。当水箱内水位低于最低水位线a时,注水系统自动往水箱内注水;当水位到达0.6m时,轻质细杆对力传感器的作用力恰好为0;当水位到达最高水位线b时,注水系统停止注水。当水位位于a、b水位线时,轻质细杆对力传感器的作用力大小均为。(,)求:
(1)浮体A的重力;
(2)当水位位于最低水位线a时,水对浮体A底面的压强;
(3)当水位位于最高水位线b时,水箱内水的质量。
一、选择题
1.(2025·北京·模拟预测)如图所示,甲、乙两个质地均匀的实心正方体静止放置在水平面上,它们对水平地面的压强相等。下列说法中正确的是( )
A.甲的密度比乙的密度大
B.若沿竖直方向切去相同质量部分,则剩余部分对地的压强甲和乙一样大
C.若沿水平方向切去相同质量的部分,则剩余部分对地的压强甲比乙小
D.若沿水平方向切除且留下厚度相同部分,则剩余部分对地的压强甲比乙大
2.(2026·新疆·一模)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平地面上,将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将截取的柱体叠放在A上,改变截取的高度h,得出A、B对地面的压强p与截取高度h的关系如图,。下列结果正确的是( )
A.物体B的高度为100cm B.物体B的重力为10N
C.物体A的重力为24N D.物体A的密度为
3.(2025·四川绵阳·中考真题)如图所示,置于水平桌面的三个相同烧杯,分别装有质量相等的三种不同液体,x、y和z是三种液体中距杯底等高的点,则( )
A.液体密度:
B.液体对烧杯底部的压强:
C.烧杯对桌面的压力:
D.x、y、z三点液体的压强:
4.(2025·山东烟台·中考真题)如图所示,小明洗碗时发现,向漂浮在水面上的碗中加水,碗浸入水的深度越来越大,当水量增加到一定程度时,碗浸没水中,直至沉底。假如碗里水的质量是缓慢均匀增加的,则下列关于碗受到的浮力随时间变化规律的图像可能是( )
A. B.
C. D.
5.(2025·山东东营·三模)水平桌面上甲、乙两个质量相等但底面积不同的圆柱形容器内装有质量相等的不同液体,两个完全相同的物体在甲、乙两容器中静止时如图所示。下列判断正确的是( )
A.甲容器中的物体所受浮力大
B.甲容器中的液体的密度大
C.乙容器对水平桌面的压力大
D.甲乙容器底部所受液体的压力相等
6.(2025·山东济宁·二模)如图所示,甲烧杯中液体的密度为,物块P的重力为1N,实心小球Q的体积为,露出液面的体积为总体积的五分之一。乙烧杯中Q悬浮、P沉底,两烧杯液面相平,如图。g取10N/kg。下列说法错误的是( )
A.两烧杯底部所受液体压强关系是: B.甲图中小球Q受到的浮力大小为0.24N
C.液体乙的密度为 D.物块P在乙液体中受到的浮力为0.8N
7.(2025·山东德州·中考真题)为了给正方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓慢压入油中,如图甲所示。工件的下表面与油面的距离为h,力F与h的大小关系如图乙所示(ρ油=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A.工件的边长为0.3m B.工件的质量为60kg
C.工件受到的最大浮力为2000N D.工件密度与油的密度之比为3:10
8.(2026·山东济南·一模)(多选)四个相同的容器底面积为20cm2,四个容器中都漂浮着180g冰,有的冰中包裹有额外内容物,冰的密度为0.9g/cm3,冰熔化前液面高度均为h。熔化后甲、乙、丙、丁四个容器中的液体高度分别变为h1、h2、h3、h4,则下列判断正确的是( )
A.图甲中冰熔化后h1比h低1cm
B.图乙中的冰包裹有5g泡沫,密度为0.5g/cm³,则冰熔化后h2=h
C.图丙中的冰包裹有7.8g铁, 密度为7.8g/cm³, 则冰熔化后h3比h低0.39cm
D.图丁中的液体与水不相溶,密度为1.2g/cm³,则冰熔化后h4比h高1.5cm
二、填空题
9.(2025·山东济宁·中考真题)两个相同的薄壁圆柱形容器置于水平桌面上,一个装有4kg的水,另一个装有某种液体。分别从两容器中抽出相同体积的水和该液体,抽出前后水和该液体对容器底的压强如表所示。则该液体抽出前的质量为________kg,该液体的密度为________kg/m3。(g=10N/kg)
容器底受到的压强
抽出前
抽出后
10.(2026·山东济南·一模)底面积为100cm2的容器中装有适量的水,用同种合金材料制成的质量相等的金属盒和实心金属球,若把球放在盒内密封后,它们恰能悬浮在水中,此时球对盒底的压力为30N,如图甲。则金属盒子的重力为______N。若把球和盒用细绳相连,放入水中静止后,盒有体积浸在水中(ρ水=1.0×103kg/m3),如图乙所示。图乙中若剪断细绳,待液面稳定后,水对容器底的压强减少了______Pa。
三、计算题
11.(2025·山东潍坊·中考真题)如图甲所示,柱形容器的质量,底面积,静置于水平桌面,其底部放置边长的正方体物块。向容器中慢慢注入水,当水的深度时,物块与容器之间恰好无弹力,取,水的密度。
(1)求水的深度时,物块受到的浮力;
(2)求物块的密度;
(3)求水的深度时,容器对桌面的压强;
(4)若注水前,将物块用轻质弹簧悬挂,使物块与容器之间恰好无弹力,如图乙所示。已知该弹簧弹力大小跟其伸长量(或压缩量)之间的关系如图丙所示,向容器中慢慢注入水,直到水面与物块上表面平齐,求水面与物块上表面平齐时水的深度。
12.(2025·山东泰安·中考真题)依据战国时期竹节柄青铜汲酒器(图甲)工作原理,项目化学习小组利用3D打印技术制作了汲液器,该汲液器由中空圆柱形长柄和储液罐组成,结构示意图如图乙所示,汲液器质量为66g,3D打印所用材料的密度为,且该材料热熔凝固后密度不变。图丙为利用该汲液器转移液体的过程:①将汲液器竖直压入液体中,液体由底部小孔进入,空气由上部小孔排出;②堵住上部小孔,缓慢将汲液器从液体中提出后在空中静止;③松开上部小孔,液体从底部小孔流入水平放置的底面积为的空置圆柱形容器中,壁厚忽略不计。g取10N/kg,。求:
(1)3D打印该汲液器所消耗材料的体积(假设打印过程材料无损耗);
(2)步骤②中汲液器在空中静止时,手对汲液器的拉力为3.72N,忽略被封闭气体质量。步骤③中储液罐内的液体完全流入容器中后,容器内液体的深度为6cm,求该液体的密度;
(3)用下述方法可粗略测量汲液器内部空腔的总容积:将汲液器上部、底部两孔用薄膜封闭,用竖直向下的力将汲液器压入足够深的水中,当汲液器刚好全部浸没入水中静止时,所施加的力为3.24N,忽略汲液器及薄膜的形变、被封闭气体及薄膜的质量和体积,求的大小。
13.(2025·山东威海·中考真题)如图甲所示,某航海器由钢板焊接的两个空心三棱柱组成。侧面为ABCDE;在△ABC中,AB=8m,AC=BC,;在中,底边DE的高为0.9m;两个三棱柱棱的长度均为10m,下方三棱柱体积为6m3,航海器总重(,g取10N/kg,三棱柱体积=三角形面积×棱的长度)
(1)当航海器漂浮在水面上,求排开水的体积。
(2)航海器误入浅水区搁浅,下方三棱柱一部分陷入泥沙,如图乙所示。
为将航海器浮起来,采取了以下措施:卸掉重2×105N的设备,等待涨潮之后清理下面的泥沙。搁浅位置24小时内,航海器底部到水面的距离H随时间变化情况如图丙所示。假设航海器整体始终保持水平,请通过计算判断航海器是否能浮起来?
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压轴04 压强与浮力 5大核心考向
命题预测
2026中考关于浮力与压强模块的题目会以真实情境为背景、综合计算为内核、图像分析为难点、实验探究为创新。复习要抓综合模型、图像解读、变化量计算、整体受力分析四大能力。
高频考法
1.固体压强的大小分析
2.固体、液体压强的大小分析
3.固体压强的切割、叠加类分析与计算
4.压强、浮力的大小分析
5.压强和浮力的综合计算
知识·技法·思维
一、 压强理解和运用
概念
解释
压强
在物理学中,物体所受压力的大小与受力面积之比。(比值定义法)
物理意义
表示压力作用效果的物理量。(外在表现:被压物体的形变程度)
公式
。F-压力,单位为N;S-受力面积,单位m2;p-压强(单位Pa)
单位
帕斯卡,简称帕,用符号Pa表示
变形公式
根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算
公式的应用
为压强的定义式,适用于所有状态下的压强的计算
公式中的“S”为受力面积,是指两个物体实际的接触面积。常见面积单位换算关系为:1m2=104cm2=106mm2
公式中的“F”为压力,不是重力,但受力面积为水平面且物体在竖直方向只受重力和支持力时,压力大小等于重力大小
粗细、密度均匀的圆柱体、长方体等规则物体对水平面的压力等于物体的重力,则物体对水平面的压强可用计算。(水平面受到的压力是由重力产生的,而不能有其他外力参与)
二、液体压强
公式
,变形公式,
物理量与单位
(1)压强:用p表示,单位帕斯卡(Pa);
(2)液体的密度:用ρ表示,单位千克每立方米(kg/m3);
(3)重力常数:用g表示,单位牛顿每千克(N/kg);
(4)液体的深度:用h表示,单位米(m)
对液体压强的理解
(1)由公式可知,在g值不变的情况下,液体压强只与密度和深度有关,与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
(2)液体深度是指液体中某处到液体自由液面的竖直距离
(3)公式适用于静止、均一的液体,不适用于流动的液体
(4)粗细、密度均匀的圆柱体、长方体等规则物体对水平面的压强是求固体压强的一种特殊情况,而液体压强公式p=ρgh适用于计算任何静止、均一的液体产生的压强
三、压强公式和的比较
公式
适用范围
固体、液体、气体都适用
液体、均匀柱体
决定因素
压力和受力面积
液体密度和深度
四、压强和浮力的综合分析
1.利用阿基米德原理分析
(1)比“”法:不同物体浸在同一液体中,相同,由可知,同一液体,越大,受到浮力越大;
(2)比“”法:同一物体漂浮或悬浮在不同液体中,相同,由可知,浮力相等,越大,越小。
2.利用浮沉条件分析
状态
分析过程
静止在相同液体中的不同物体
物体体积相同时
①浮力:由,根据排开液体体积判断;
②重力:根据浮沉状态判断(漂浮、悬浮时,沉底时)
③物体密度和液体密度:(漂浮时,悬浮时,沉底时)
物体质量相同时
①浮力:质量相同即重力相同,根据浮沉状态判断(漂浮、悬浮时,沉底时)
②物体密度和液体密度:漂浮时,悬浮时,沉底时
静止在不同液体中的物体
同一物体
①浮力:根据浮沉状态判断(漂浮、悬浮时,沉底时)
②液体密度:漂浮时,悬浮时,沉底时
质量相同的不同物体
①浮力:质量相同即重力相同,根据浮沉状态判断(漂浮、悬浮时,沉底时)
②物体密度和液体密度:漂浮时,悬浮时,沉底时
典例·靶向·突破
题型01 固体压强的大小分析
1.(2025·四川广安·中考真题)如图所示,同种材料制成的甲、乙、丙三个实心长方体放于水平面上,高度,底面积,下列判断正确的是( )
A.物体对水平面的压强:
B.物体对水平面的压力:
C.物体的密度:
D.物体的质量:
【答案】D
【详解】甲、乙、丙三个实心长方体材料相同,则密度相同,即
因高度
底面积
由可知,
由可知,
由可知,
因物体对水平面的压力
故
物体对水平面的压强
因
则
故ABC错误,D正确。
故选D。
题型02 固体、液体压强的大小分析
2.(2026·四川绵阳·一模)如图,质量、底面积都相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,分别装有A、B、C三种质量和深度均相同的液体。下列说法正确的是( )
A.液体的密度B<A<C
B.液体对容器底部的压强pB>pA>pC
C.液体对容器底部的压力FB<FA<FC
D.容器对桌面的压力F乙<F甲=F丙
【答案】B
【详解】A.容器甲、乙、丙的底面积相同,液体的深度相同,由三者的形状可知
A、B、C三种液体的质量相等,由可知,液体的密度,故A错误;
B.A、B、C三种液体的密度,液体的深度相同,由可知,液体对容器底部的压强,故B正确;
C.液体对容器底部的压强,容器的底面积相等,由可知,液体对容器底部的压力,故C错误;
D.容器对桌面的压力等于容器的重力加上液体的重力,容器的质量、液体的质量相等,所受的重力相等,因此容器对桌面的压力,故D错误。
故选B。
题型03 固体压强的切割、叠加类分析与计算
3.(2025·山东泰安·三模)如图甲所示模型由A、B两柱体粘合成,A、B质量分布均匀,其底面积分别为、。沿水平方向从模型上部逐渐切割,模型剩余部分对水平地面的压强为与切去部分高度h的关系如图乙所示,g取,下列分析中( )
①时,A对水平地面的压力大小为7800N;
②B恰好全部被切去时,A对地面的压力为500N;
③A的质量为500kg;
④B的密度为。
A.只有①②正确 B.只有①②③正确
C.只有①③④正确 D.只有①④正确
【答案】C
【详解】①.由图乙可知,时,,则A对地面的压力为
故①正确;
②.由图乙可知,时,物体B全部被切去,仅剩余A物体,此时A对地面的压强为,A对地面的压力为
故②错误;
③.A对水平地面的压力等于A所受的重力,即,A的质量为
故③正确;
④.由①可知,A、B的总重力为
则B的重力为
由图乙可知,时,物体B全部被切去,即物体B的高度为,物体B的体积为
B的密度为
故④正确;综上,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
题型04 压强、浮力的大小分析
4.(2025·山东泰安·中考真题)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯,分别装有适量等质量的水。甲烧杯中,静止在杯底的铁块,通过细线与浸没在水中的木球相连,此时甲烧杯对桌面的压力为;乙烧杯放入相同的铁块,与木球体积相同的铁球悬挂并浸没入水中,静止时乙烧杯对桌面的压力为;剪断木球下端的细线后,甲烧杯对桌面的压力为。以上操作中,水的质量保持不变,细线质量和体积忽略不计。已知。下列说法中( )
① ② ③ ④
A.只有①③正确 B.只有①④正确 C.只有②③正确 D.只有②④正确
【答案】B
【详解】①②设水的重力为,铁块的重力为,木球与铁球体积均为,甲烧杯对桌面的压力为
静止时乙烧杯对桌面的压力为
由于水的质量不变,则水的重力不变,铁块的重力不变,又由于,则,故①正确,②错误;
③④剪断木球下端的细线后,由于,木球最终漂浮在水面上,但仍然在杯中,则此时甲烧杯对桌面的压力为
由①②分析可知,甲烧杯对桌面的压力为
由于水的质量不变,则水的重力不变,铁块的重力不变,木球的重力不变,则,故③错误,④正确。
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
题型05 压强和浮力的综合计算
5.(2025·山东青岛·中考真题)小明为了自家花园用水方便,设计了一个自动储水水箱,其模型如图所示。底面积为,高为的浮体A(不吸水)通过一轻质细杆与力传感器相连,浮体A的底面与水箱底的距离为0.1m,柱形薄壁水箱的底面积为。当水箱内水位低于最低水位线a时,注水系统自动往水箱内注水;当水位到达0.6m时,轻质细杆对力传感器的作用力恰好为0;当水位到达最高水位线b时,注水系统停止注水。当水位位于a、b水位线时,轻质细杆对力传感器的作用力大小均为。(,)求:
(1)浮体A的重力;
(2)当水位位于最低水位线a时,水对浮体A底面的压强;
(3)当水位位于最高水位线b时,水箱内水的质量。
【答案】(1)50N
(2)1000Pa
(3)991kg
【详解】(1)当水位到达0.6m时,轻质细杆对力传感器的作用力恰好为0,此时浮体A受到的重力和浮力大小相等、方向相反,是一对平衡力;此时浮体A排开水的体积
浮体A受到的浮力
浮体A的重力
(2)当水位位于a水位线时,轻质细杆对力传感器的作用力大小为,此时浮体A的浮力小于重力,轻质细杆受到浮体A向下的拉力,大小为40N,浮体A受到的浮力
浮体A受到的浮力等于浮体上下底面受的压力差,浮体A上底面在水面上,上底面受的压力为0,因此水对浮体A底面的压力为
水对浮体A底面的压强
(3)当水位位于最高水位线b时,轻质细杆对力传感器的作用力大小40N,此时浮体A的浮力大于重力,轻质细杆受到浮体A向上的压力,大小为40N,浮体A受到的浮力
浮体A浸入液体的体积
浮体A浸入液体的长度
水箱内水的深度
水箱内水的体积
水箱内水的质量
一、选择题
1.(2025·北京·模拟预测)如图所示,甲、乙两个质地均匀的实心正方体静止放置在水平面上,它们对水平地面的压强相等。下列说法中正确的是( )
A.甲的密度比乙的密度大
B.若沿竖直方向切去相同质量部分,则剩余部分对地的压强甲和乙一样大
C.若沿水平方向切去相同质量的部分,则剩余部分对地的压强甲比乙小
D.若沿水平方向切除且留下厚度相同部分,则剩余部分对地的压强甲比乙大
【答案】B
【详解】A.地面上放置的正方体物体,地面受到的压力为
则压强为
已知甲、乙两实心正方体对地面的压强相同,,即,由图知,所以;故A错误;
B.若沿竖直方向截去相同质量部分,两个物体的高度和密度均无变化,根据可知,剩余部分对水平地面的压强仍然相等,故B正确;
C.若沿水平方向切去相同质量的部分,根据可知,压强的变化量,刚开始,故剩余部分对地的压强甲比乙大,故C错误;
D.若沿水平方向切除且留下厚度相同部分,由于,根据可知,剩余部分对地的压强甲比乙小,故D错误。
故选B。
2.(2026·新疆·一模)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平地面上,将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将截取的柱体叠放在A上,改变截取的高度h,得出A、B对地面的压强p与截取高度h的关系如图,。下列结果正确的是( )
A.物体B的高度为100cm B.物体B的重力为10N
C.物体A的重力为24N D.物体A的密度为
【答案】D
【详解】A.将沿水平方向截取高为的柱体,则它对地面的压强越来越小,由图可知,下方图像为对地面的压强与截取高度的关系;由图可知,当时,对地面的压强为,这意味着此时全部被截取,所以物体的高度为,故A错误;
B. 由题意可知,原来压强为,由可知,的密度为
因物体是正方体,则边长为,底面积为,受到的重力为,故B错误;
C.当时,截取部分的重力
则由图可知,此时对地面的压强为
当时,截取部分的重力,则可知,此时A对地面的压强
联立两式解得,,故C错误。
D.的底面积,则的边长为,由C选项可知,的重力为,则的质量为
的密度为,故D正确。
故选D。
3.(2025·四川绵阳·中考真题)如图所示,置于水平桌面的三个相同烧杯,分别装有质量相等的三种不同液体,x、y和z是三种液体中距杯底等高的点,则( )
A.液体密度:
B.液体对烧杯底部的压强:
C.烧杯对桌面的压力:
D.x、y、z三点液体的压强:
【答案】D
【详解】A.三个烧杯相同,液体质量相等,由图可知液体体积,根据密度公式可知,,故A不符合题意;
B.液体对烧杯底部的压力等于液体的重力(柱形容器),三种液体质量相等,重力相等,因此三个烧杯底部受到的压力相同,烧杯底面积S相同,根据压强公式可得,液体对烧杯底部的压强,故B不符合题意;
C.烧杯对桌面的压力等于烧杯和液体的总重力,三个烧杯相同,烧杯受到的重力相同,液体质量相等,受到的重力相同,因此三个烧杯的总重力相等,烧杯对桌面的压力,故C不符合题意;
D.x、y、z三点距杯底等高,,根据液体压强公式得,x、y、z三点以下液体对烧杯底部产生的压强,x、y、z三点以上液体的压强为、、,液体对烧杯底部的压强,液体对烧杯底部的压强
x、y、z三点液体的压强,故D符合题意。
故选D。
4.(2025·山东烟台·中考真题)如图所示,小明洗碗时发现,向漂浮在水面上的碗中加水,碗浸入水的深度越来越大,当水量增加到一定程度时,碗浸没水中,直至沉底。假如碗里水的质量是缓慢均匀增加的,则下列关于碗受到的浮力随时间变化规律的图像可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】最初没有向碗中加水时,碗漂浮,受到的浮力等于自身重力;向漂浮在水面上的碗中加水,假如碗里水的质量是缓慢均匀增加的,在碗未浸没到水中时,仍处于漂浮状态,碗受到的浮力为碗的重力和碗中的水的重力之和,浮力也是匀速增加的,其图像为一条斜直线;当碗浸没到水中,碗沉底,排开水的体积变小,为碗自身的体积,此时碗受到的浮力小于碗自身的重力(小于t=0时碗受到的浮力),因排开水的体积不再变化,由可知碗受到的浮力也不变,为一条平行于时间轴的线段,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.(2025·山东东营·三模)水平桌面上甲、乙两个质量相等但底面积不同的圆柱形容器内装有质量相等的不同液体,两个完全相同的物体在甲、乙两容器中静止时如图所示。下列判断正确的是( )
A.甲容器中的物体所受浮力大
B.甲容器中的液体的密度大
C.乙容器对水平桌面的压力大
D.甲乙容器底部所受液体的压力相等
【答案】D
【详解】A.因为物体在甲、乙两液体中漂浮或悬浮,浮力都等于物体的重力,因为是完全相同的物体,所以甲、乙两液体中受到的浮力相等。故A错误;
B.根据物体的浮沉条件,物体在甲液体中悬浮,,物体在乙液体中漂浮,,则乙液体的密度大。故B错误;
C.因为容器对桌面的压力大小等于,因为容器的重力,液体的重力,物体的重力都相等,所以甲乙两容器对桌面的压力相等。故C错误;
D.因为甲、乙两容器为规则形状,液体对容器底部的压力等于液体的重力与物块的重力之和,两容器液体的重力相等,物块的重力相等,则液体对容器底部的压力相等。故D正确。
故选D。
6.(2025·山东济宁·二模)如图所示,甲烧杯中液体的密度为,物块P的重力为1N,实心小球Q的体积为,露出液面的体积为总体积的五分之一。乙烧杯中Q悬浮、P沉底,两烧杯液面相平,如图。g取10N/kg。下列说法错误的是( )
A.两烧杯底部所受液体压强关系是: B.甲图中小球Q受到的浮力大小为0.24N
C.液体乙的密度为 D.物块P在乙液体中受到的浮力为0.8N
【答案】C
【详解】A.由浮沉条件得
两烧杯液面相平,则两烧杯中液体的深度相同,由得,两烧杯底部所受液体压强关系是
故A正确,不符合题意;
B.甲图中小球Q受到的浮力大小为
故B正确,不符合题意;
C.由浮沉条件得,小球Q的重力为
由与得,液体乙的密度为
故C错误,符合题意;
D.物块P在甲液体中悬浮,其在甲液体中受到的浮力为
物块P浸没在甲液体中,物块P的体积等于物块P排开液体的体积,由得,物块P的体积
物块P浸没在乙液体中,物块P排开水的体积等于物块P的体积,物块P在乙液体中受到的浮力为
故D正确,不符合题意。
故选C。
7.(2025·山东德州·中考真题)为了给正方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓慢压入油中,如图甲所示。工件的下表面与油面的距离为h,力F与h的大小关系如图乙所示(ρ油=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A.工件的边长为0.3m B.工件的质量为60kg
C.工件受到的最大浮力为2000N D.工件密度与油的密度之比为3:10
【答案】B
【详解】由图乙可知,当F=0时,工件浸入油的深度为h1=0.3m;当h大于0.5m后,压力F保持为400N不变,说明此时工件完全浸没,据此可知,工件的边长为L=0.5m,当F=0时,工件漂浮在油面上,所以,F浮=G,即ρ油gV排=ρ工件gV工件
所以
当h1=0.3m时,工件刚好漂浮,此时施加的力F=0,根据物体漂浮时浮力等于重力,则
工件完全浸没受到的最大浮力为,故ACD错误,B正确。
故选B。
8.(2026·山东济南·一模)(多选)四个相同的容器底面积为20cm2,四个容器中都漂浮着180g冰,有的冰中包裹有额外内容物,冰的密度为0.9g/cm3,冰熔化前液面高度均为h。熔化后甲、乙、丙、丁四个容器中的液体高度分别变为h1、h2、h3、h4,则下列判断正确的是( )
A.图甲中冰熔化后h1比h低1cm
B.图乙中的冰包裹有5g泡沫,密度为0.5g/cm³,则冰熔化后h2=h
C.图丙中的冰包裹有7.8g铁, 密度为7.8g/cm³, 则冰熔化后h3比h低0.39cm
D.图丁中的液体与水不相溶,密度为1.2g/cm³,则冰熔化后h4比h高1.5cm
【答案】BD
【详解】A.甲容器中,冰漂浮在水面上,浮力
排开液体的体积
熔化后质量不变,水的体积
因为,所以液体高度不变,故h1=h,故A错误;
B.乙容器中,冰包裹5g泡沫,密度0.5g/cm3,整体漂浮,浮力F浮2=G冰+G泡沫
冰熔化后,冰的质量不变,熔化的水的体积等于冰排开水的体积;泡沫密度小于水,会漂浮在水面,浮力F浮泡沫=G泡沫
即泡沫排开水的体积不变。因此,冰和泡沫排开水的总体积不变,液面高度不变,即h2=h,故B正确;
C.丙容器中,冰包裹7.8g泡沫,密度7.8g/cm3,整体漂浮,浮力F浮3=G冰+G铁,
铁的重力
冰熔化后,冰的质量不变,熔化的水的体积等于冰排开水的体积;铁的密度大于水,会沉底在水面,所受浮力变小,即铁排开水的体积变小,体积差为
则冰熔化后h3比h低,故C错误;
D.丁容器中,冰漂浮在水面上,浮力
排开液体的体积,熔化后质量不变,水的体积
体积差为
则冰熔化后h4比h高,故D正确。
故选 BD。
二、填空题
9.(2025·山东济宁·中考真题)两个相同的薄壁圆柱形容器置于水平桌面上,一个装有4kg的水,另一个装有某种液体。分别从两容器中抽出相同体积的水和该液体,抽出前后水和该液体对容器底的压强如表所示。则该液体抽出前的质量为________kg,该液体的密度为________kg/m3。(g=10N/kg)
容器底受到的压强
抽出前
抽出后
【答案】
4
【详解】[1]已知水的质量是4kg,则水的重力为
由于容器是圆柱体,水对容器底部的压力与水的重力大小相等,即
抽出水前水对容器底部的压强为2000Pa,可得容器的底面积为
容器中装入某种液体,抽出液体前液体对容器底部的压强为2000Pa,可得液体的重力为
液体的质量为
[2]据表格可知,抽出水后,水对容器底部的压强变为1000Pa,抽出水的重力为
抽出水的体积为
由于抽出相同体积的水和该液体,则抽出液体的体积为
据表格可知,抽出液体后,液体对容器底部的压强变为1200Pa,抽出液体的重力为
可得液体的密度为
10.(2026·山东济南·一模)底面积为100cm2的容器中装有适量的水,用同种合金材料制成的质量相等的金属盒和实心金属球,若把球放在盒内密封后,它们恰能悬浮在水中,此时球对盒底的压力为30N,如图甲。则金属盒子的重力为______N。若把球和盒用细绳相连,放入水中静止后,盒有体积浸在水中(ρ水=1.0×103kg/m3),如图乙所示。图乙中若剪断细绳,待液面稳定后,水对容器底的压强减少了______Pa。
【答案】 30 2000
【详解】[1]图甲中,金属球处于静止状态,金属球的重力等于盒子对金属球的支持力,因为力的作用是相互的,所以金属球的重力为
金属盒和实心金属球质量相等,所以金属盒的重力为
[2]选图甲进行研究,此时盒跟球作为一个整体,由于是悬浮,所以整体受到的总浮力大小为
则金属盒浸入的体积为
当绳子剪断后,金属盒子处于漂浮,盒子的浮力为
则金属盒浸入的体积为
此时金属盒露出水面的体积为
绳子剪断之前,金属盒露出水面的体积为
剪断绳子前后,金属盒露出水面体积的变化量为
液面变化的高度为
水对容器底压强的变化量为
三、计算题
11.(2025·山东潍坊·中考真题)如图甲所示,柱形容器的质量,底面积,静置于水平桌面,其底部放置边长的正方体物块。向容器中慢慢注入水,当水的深度时,物块与容器之间恰好无弹力,取,水的密度。
(1)求水的深度时,物块受到的浮力;
(2)求物块的密度;
(3)求水的深度时,容器对桌面的压强;
(4)若注水前,将物块用轻质弹簧悬挂,使物块与容器之间恰好无弹力,如图乙所示。已知该弹簧弹力大小跟其伸长量(或压缩量)之间的关系如图丙所示,向容器中慢慢注入水,直到水面与物块上表面平齐,求水面与物块上表面平齐时水的深度。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)物块排开水的体积
根据阿基米德原理,可得物块受到的浮力
(2)当时,物块与容器无弹力,物块漂浮,,由G=mg得物块质量
物块体积
物块的密度
(3)水的体积
水的质量
容器对桌面压力
容器对桌面的压强
(4)未加水前弹簧拉力等于方块重力,为8 N,可从图丙读出其伸长量为。
当水面与物块上表面平齐时,物块排开水体积
物块受到的浮力
弹簧弹力
此时弹力方向向下,由图丙知时,弹簧压缩量。
物块边长,所以水面与物块上表面平齐时水的深度
12.(2025·山东泰安·中考真题)依据战国时期竹节柄青铜汲酒器(图甲)工作原理,项目化学习小组利用3D打印技术制作了汲液器,该汲液器由中空圆柱形长柄和储液罐组成,结构示意图如图乙所示,汲液器质量为66g,3D打印所用材料的密度为,且该材料热熔凝固后密度不变。图丙为利用该汲液器转移液体的过程:①将汲液器竖直压入液体中,液体由底部小孔进入,空气由上部小孔排出;②堵住上部小孔,缓慢将汲液器从液体中提出后在空中静止;③松开上部小孔,液体从底部小孔流入水平放置的底面积为的空置圆柱形容器中,壁厚忽略不计。g取10N/kg,。求:
(1)3D打印该汲液器所消耗材料的体积(假设打印过程材料无损耗);
(2)步骤②中汲液器在空中静止时,手对汲液器的拉力为3.72N,忽略被封闭气体质量。步骤③中储液罐内的液体完全流入容器中后,容器内液体的深度为6cm,求该液体的密度;
(3)用下述方法可粗略测量汲液器内部空腔的总容积:将汲液器上部、底部两孔用薄膜封闭,用竖直向下的力将汲液器压入足够深的水中,当汲液器刚好全部浸没入水中静止时,所施加的力为3.24N,忽略汲液器及薄膜的形变、被封闭气体及薄膜的质量和体积,求的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)3D打印该汲液器所消耗材料的体积
(2)汲液器的重力G器=mg=66×10-3kg×10N/kg=0.66N
汲液器在空中静止时,受到竖直向下的总重力和竖直向上的拉力,两个力是平衡力,则汲液器和液体的总重力G总=F=3.72N
液体的重力G液=G总-G器=3.72N-0.66N=3.06N
容器内液体的体积V液=Sh=50cm2×6cm=300cm3=3×10-4m3
该液体的密度
(3)当汲液器刚好全部浸没入水中静止时,处于平衡状态,受到浮力、压力和重力是平衡力,则浮力F浮=G器+F压=0.66N+3.24N=3.9N
汲液器排开液体的体积
汲液器内部空腔的总容积V容=V排-V=3.9×10-4m3-55×10-6m3=3.35×10-4m3
13.(2025·山东威海·中考真题)如图甲所示,某航海器由钢板焊接的两个空心三棱柱组成。侧面为ABCDE;在△ABC中,AB=8m,AC=BC,;在中,底边DE的高为0.9m;两个三棱柱棱的长度均为10m,下方三棱柱体积为6m3,航海器总重(,g取10N/kg,三棱柱体积=三角形面积×棱的长度)
(1)当航海器漂浮在水面上,求排开水的体积。
(2)航海器误入浅水区搁浅,下方三棱柱一部分陷入泥沙,如图乙所示。
为将航海器浮起来,采取了以下措施:卸掉重2×105N的设备,等待涨潮之后清理下面的泥沙。搁浅位置24小时内,航海器底部到水面的距离H随时间变化情况如图丙所示。假设航海器整体始终保持水平,请通过计算判断航海器是否能浮起来?
【答案】(1)
(2)不能,理由见解析
【详解】(1)航海器漂浮在水面上,根据浮沉条件可知浮力与重力大小相等,即
排开水的体积为
(2)卸掉重2×105N的设备,航海器剩下的重力为
由图丙可知航海器底部到水面的最大距离为,此时排开水的体积最大;上方三棱柱浸在水中的深度为
即CG=3m,如上图所示,作AB边上的高CD,△ABC中,AB=8m,AC=BC,△ABC为等腰三角形,等腰三角形底边上的高为底边的中线,则AD=BD=4m,则△CDB为等腰三角形,则CD=4m,△ABC与△ECF相似,根据三角形相似有,即
则,上方三棱柱排开水的体积为
代入数据得,清掉泥沙,下方三棱柱排开水的体积为,航海器所受最大浮力为
浮力小于重力,所以搁浅位置24小时内,航海器不能浮起来。
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压轴04 压强与浮力 5大核心考向
1.【答案】D
2.【答案】B
3.【答案】C
4.【答案】B
5.【答案】解:(1)当水位到达0.6m时,轻质细杆对力传感器的作用力恰好为0,此时浮体A受到的重力和浮力大小相等、方向相反,是一对平衡力;此时浮体A排开水的体积
浮体A受到的浮力
浮体A的重力
(2)当水位位于a水位线时,轻质细杆对力传感器的作用力大小为,此时浮体A的浮力小于重力,轻质细杆受到浮体A向下的拉力,大小为40N,浮体A受到的浮力
浮体A受到的浮力等于浮体上下底面受的压力差,浮体A上底面在水面上,上底面受的压力为0,因此水对浮体A底面的压力为
水对浮体A底面的压强
(3)当水位位于最高水位线b时,轻质细杆对力传感器的作用力大小40N,此时浮体A的浮力大于重力,轻质细杆受到浮体A向上的压力,大小为40N,浮体A受到的浮力
浮体A浸入液体的体积
浮体A浸入液体的长度
水箱内水的深度
水箱内水的体积
水箱内水的质量
1.【答案】B
2.【答案】D
3.【答案】D
4.【答案】D
5.【答案】D
6.【答案】C
7.【答案】B
8.【答案】BD
9.【答案】4
10.【答案】 30 2000
11.解:(1)物块排开水的体积
根据阿基米德原理,可得物块受到的浮力
(2)当时,物块与容器无弹力,物块漂浮,,由G=mg得物块质量
物块体积
物块的密度
(3)水的体积
水的质量
容器对桌面压力
容器对桌面的压强
(4)未加水前弹簧拉力等于方块重力,为8 N,可从图丙读出其伸长量为。
当水面与物块上表面平齐时,物块排开水体积
物块受到的浮力
弹簧弹力
此时弹力方向向下,由图丙知时,弹簧压缩量。
物块边长,所以水面与物块上表面平齐时水的深度
12.解:(1)3D打印该汲液器所消耗材料的体积
(2)汲液器的重力G器=mg=66×10-3kg×10N/kg=0.66N
汲液器在空中静止时,受到竖直向下的总重力和竖直向上的拉力,两个力是平衡力,则汲液器和液体的总重力G总=F=3.72N
液体的重力G液=G总-G器=3.72N-0.66N=3.06N
容器内液体的体积V液=Sh=50cm2×6cm=300cm3=3×10-4m3
该液体的密度
(3)当汲液器刚好全部浸没入水中静止时,处于平衡状态,受到浮力、压力和重力是平衡力,则浮力F浮=G器+F压=0.66N+3.24N=3.9N
汲液器排开液体的体积
汲液器内部空腔的总容积V容=V排-V=3.9×10-4m3-55×10-6m3=3.35×10-4m3
13.解(1)航海器漂浮在水面上,根据浮沉条件可知浮力与重力大小相等,即
排开水的体积为
(2)卸掉重2×105N的设备,航海器剩下的重力为
由图丙可知航海器底部到水面的最大距离为,此时排开水的体积最大;上方三棱柱浸在水中的深度为
即CG=3m,如上图所示,作AB边上的高CD,△ABC中,AB=8m,AC=BC,△ABC为等腰三角形,等腰三角形底边上的高为底边的中线,则AD=BD=4m,则△CDB为等腰三角形,则CD=4m,△ABC与△ECF相似,根据三角形相似有,即
则,上方三棱柱排开水的体积为
代入数据得,清掉泥沙,下方三棱柱排开水的体积为,航海器所受最大浮力为
浮力小于重力,所以搁浅位置24小时内,航海器不能浮起来。
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