【中考物理】2023屆北京市第二輪復習分類專題-力學壓強浮力（提升篇）含解析

第頁碼頁碼頁/總NUMPAGES總頁數總頁數頁【中考物理】2023屆北京市第二輪復習分類專題—力學壓強浮力（提升篇）題型精練1.(2021海淀一模)如圖所示,把一個盛有水的薄壁容器靜置在水平桌面上,容器重為0.7N,底面積為6×10-3m2,容器中水重為5.0N,水面距容器底的距離為0.09m?，F(xiàn)將物體A放入水中,靜止時容器中的水未溢出,已知物體A的質量為0.03kg,體積為5×10-5m3,水的密度為1.0×103kg/m3,取g為10N/kg。求:(1)物體A未放入水中時,水對容器底的壓強;(2)物體A在水中靜止時,容器對桌面的壓強;(3)物體A在水中靜止時,它受到的浮力大小。2.(2020石景山一模)如圖所示,輕質杠桿AB可繞O點轉動,當乙物體浸沒在水中時,杠桿恰好水平平衡,A、B兩端的細線均不可伸長且處于張緊狀態(tài)。已知重為80N的乙物體的體積為1×10-3m3;質量為20kg的甲物體,其底面積為4×10-2m2,OB∶OA=2∶1,圓柱形容器的底面積為4×10-3m2,取ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求:(1)乙物體受到的浮力;(2)杠桿B端受到細線的拉力;(3)甲物體對地面的壓強;(4)乙物體浸沒在水中后,水對容器底增加的壓強。3.(2019海淀一模)如圖所示,盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上,容器底面積為0.05m2,容器和水總重為30N。木塊A放在水中后處于漂浮狀態(tài),此時A浸在水中的體積為2.5×10-4m3,容器中水深為5cm。g取10N/kg,水的密度為1.0×103kg/m3,求:(1)木塊A受到的浮力F浮;(2)放入木塊A后水對容器底部的壓強p;(3)放入木塊A后容器對桌面的壓強p桌。4.(2019西城一模)有一個如圖所示的兩端開口的彎管形容器,從粗端向容器中灌水,在細端用一個橫截面積是0.01m2的活塞堵住,活塞可在細管內無摩擦地滑動。當H=30cm,h=10cm時,在活塞上放置一個重力是10N的砝碼,活塞靜止。(g取10N/kg)求:(1)水對活塞的壓強;(2)活塞的重力。5.(2021天津中考)水平桌面上有一底面積為5S0的圓柱形薄壁容器,容器內裝有一定質量的水。將底面積為S0、高為h0的柱形杯裝滿水后(杯子材料質地均勻),豎直放入水中,靜止后容器中水的深度為12h0,如圖1所示;再將杯中的水全部倒入容器內,把空杯子豎直正立放入水中,待杯子自由靜止后,杯底與容器底剛好接觸,且杯子對容器底的壓力為零,容器中水的深度為23h0,如圖2所示。已知水的密度為ρ0,(1)空杯子的質量;(2)該杯子材料的密度。圖1圖26.(2022福建中考)如圖是一款能自動浮沉的潛水玩具,正方體潛水器內裝有智能電磁鐵,將它放入裝有水的圓柱形薄壁容器中,容器放置在水平鐵板上,不計容器的重力。潛水器啟動后通過傳感器測出其底部與鐵板間的距離l,自動調節(jié)電磁鐵電流大小,改變潛水器與鐵板間的吸引力F的大小。閉合開關前,潛水器處于漂浮狀態(tài)。閉合開關,潛水器啟動后先勻速下沉,完全浸入水中后,變?yōu)榧铀傧鲁林敝寥萜鞯撞?下沉全過程F隨l變化的關系保持不變,水深變化的影響忽略不計。已知潛水器的邊長為10cm,重為5N,容器的底面積為1000cm2,水深為25cm。ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg,求:(1)潛水器漂浮時受到的浮力。(2)下沉全過程潛水器重力所做的功。(3)潛水器沉底靜止后容器對鐵板的壓強。7.(2022重慶中考A)底面積為150cm2、重3N、盛水4cm深且足夠高的薄壁柱形容器置于水平桌面上,如圖所示,將底面積為50cm2、質量為450g、密度為0.9g/cm3的不吸水圓柱體用輕質細線掛在測力計下,由圖示位置緩慢向下浸入水中,直至測力計示數為0后,只取走測力計,再打開閥門K向外放水。求:(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)(1)圓柱體的體積;(2)圓柱體下降過程中,當其浸入水中的深度為2cm時,測力計的示數;(3)當放水至容器對桌面的壓強為800Pa時,水對容器底的壓強。答案解析題型精練1.(2021海淀一模)如圖所示,把一個盛有水的薄壁容器靜置在水平桌面上,容器重為0.7N,底面積為6×10-3m2,容器中水重為5.0N,水面距容器底的距離為0.09m?，F(xiàn)將物體A放入水中,靜止時容器中的水未溢出,已知物體A的質量為0.03kg,體積為5×10-5m3,水的密度為1.0×103kg/m3,取g為10N/kg。求:(1)物體A未放入水中時,水對容器底的壓強;(2)物體A在水中靜止時,容器對桌面的壓強;(3)物體A在水中靜止時,它受到的浮力大小。答案(1)900Pa(2)1000Pa(3)0.3N解析(1)水對容器底的壓強p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa(2)物體A受到的重力GA=mAg=0.03kg×10N/kg=0.3N容器對桌面的壓強p桌=FS=G+G水+GAS(3)物體A的密度ρA=mAVA=0.03kg5×10?5由于A的密度小于水的密度,A放在水中靜止時,處于漂浮狀態(tài),A受到的浮力F浮=GA=0.3N。2.(2020石景山一模)如圖所示,輕質杠桿AB可繞O點轉動,當乙物體浸沒在水中時,杠桿恰好水平平衡,A、B兩端的細線均不可伸長且處于張緊狀態(tài)。已知重為80N的乙物體的體積為1×10-3m3;質量為20kg的甲物體,其底面積為4×10-2m2,OB∶OA=2∶1,圓柱形容器的底面積為4×10-3m2,取ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求:(1)乙物體受到的浮力;(2)杠桿B端受到細線的拉力;(3)甲物體對地面的壓強;(4)乙物體浸沒在水中后,水對容器底增加的壓強。答案(1)10N(2)70N(3)1500Pa(4)2500Pa解析(1)F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N。(2)乙受力分析圖如圖所示F'B=G乙-F浮=80N-10N=70NFB=F'B=70N。(3)根據杠桿平衡條件,可得:FALAO=FBLOBFA=FBLOBLAO=70N×2G甲=m甲g=20kg×10N/kg=200N甲受力分析圖如圖所示FA=FA'F壓=F1=G甲-FA'=200N-140N=60Np=F壓S甲=60N4×10?2(4)方法一:Δh=VS容=1×10?3水對容器底的壓強增大值:Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500Pa方法二:因為此容器是柱形容器,所以Δp=F浮S容=10N4×10?33.(2019海淀一模)如圖所示,盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上,容器底面積為0.05m2,容器和水總重為30N。木塊A放在水中后處于漂浮狀態(tài),此時A浸在水中的體積為2.5×10-4m3,容器中水深為5cm。g取10N/kg,水的密度為1.0×103kg/m3,求:(1)木塊A受到的浮力F浮;(2)放入木塊A后水對容器底部的壓強p;(3)放入木塊A后容器對桌面的壓強p桌。答案(1)2.5N(2)500Pa(3)650Pa解析(1)F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.5×10-4m3=2.5N(2)p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa(3)因為A漂浮,所以GA=F浮=2.5N因為桌面水平,所以F桌=G總+GA=30N+2.5N=32.5Np桌=F桌/S=32.5N/0.05m2=650Pa4.(2019西城一模)有一個如圖所示的兩端開口的彎管形容器,從粗端向容器中灌水,在細端用一個橫截面積是0.01m2的活塞堵住,活塞可在細管內無摩擦地滑動。當H=30cm,h=10cm時,在活塞上放置一個重力是10N的砝碼,活塞靜止。(g取10N/kg)求:(1)水對活塞的壓強;(2)活塞的重力。答案(1)2×103Pa(2)10N解析(1)p水=ρ水gh水=ρ水g(H-h)=1×103kg/m3×10N/kg×(0.3m-0.1m)=2×103Pa(2)F=p水S=2×103Pa×0.01m2=20N對砝碼和活塞整體進行受力分析,F=G碼+G塞G塞=F-G砝=20N-10N=10N5.(2021天津中考)水平桌面上有一底面積為5S0的圓柱形薄壁容器,容器內裝有一定質量的水。將底面積為S0、高為h0的柱形杯裝滿水后(杯子材料質地均勻),豎直放入水中,靜止后容器中水的深度為12h0,如圖1所示;再將杯中的水全部倒入容器內,把空杯子豎直正立放入水中,待杯子自由靜止后,杯底與容器底剛好接觸,且杯子對容器底的壓力為零,容器中水的深度為23h0,如圖2所示。已知水的密度為ρ0,(1)空杯子的質量;(2)該杯子材料的密度。圖1圖2答案(1)23ρ0S0h0(2)2ρ解析(1)圖2中杯子對容器底的壓力為零,根據二力平衡,F浮=G=mg①根據阿基米德原理得F浮=ρ液gV排=23ρ0gS0h0②由①②得m=23ρ0S0h(2)杯子總體積(杯身材料+杯內水):V總=S0h0③杯內水倒入容器內后,容器內水面升高的高度Δh=23h0-12h0=16hS=5S0-S0=4S0⑤由④⑤得杯內水的體積V水=4S0×16h0=23S0h0由③⑥得杯子的體積V=V總-V水=S0h0-23S0h0=13S0h0杯子材料的密度ρ=mV=23ρ6.(2022福建中考)如圖是一款能自動浮沉的潛水玩具,正方體潛水器內裝有智能電磁鐵,將它放入裝有水的圓柱形薄壁容器中,容器放置在水平鐵板上,不計容器的重力。潛水器啟動后通過傳感器測出其底部與鐵板間的距離l,自動調節(jié)電磁鐵電流大小,改變潛水器與鐵板間的吸引力F的大小。閉合開關前,潛水器處于漂浮狀態(tài)。閉合開關,潛水器啟動后先勻速下沉,完全浸入水中后,變?yōu)榧铀傧鲁林敝寥萜鞯撞?下沉全過程F隨l變化的關系保持不變,水深變化的影響忽略不計。已知潛水器的邊長為10cm,重為5N,容器的底面積為1000cm2,水深為25cm。ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg,求:(1)潛水器漂浮時受到的浮力。(2)下沉全過程潛水器重力所做的功。(3)潛水器沉底靜止后容器對鐵板的壓強。答案(1)5N(2)1J(3)2700Pa解析(1)潛水器處于漂浮狀態(tài)時潛水器受到的浮力F浮=G潛=5N(2)潛水器的底面積S1=10cm×10cm=100cm2=0.01m2由F浮=ρ液V排g=ρ水S1h1g得,漂浮時浸入水中的深度h1=F浮ρ水S1g=潛水器下降的距離h2=h-h1=0.25m-0.05m=0.2m潛水器的重力所做的功W=G潛h2=5N×0.2m=1J(3)潛水器勻速下沉時,F隨l的變化關系式為F=F浮-G潛=ρ水gS1(h-l)-G潛=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×(0.25m-l)-5N=(20-100l)N依題意,潛水器浸沒后加速下沉,F隨l的變化關系不變即F=(20-100l)N潛水器沉底靜止時,l=0,受到的吸力F=20N潛水器漂浮時,潛水器受到的重力等于它排開水的重力因此潛水器和水的總重G總等于容器中只裝25cm深的水重G水容器的底面積S2=1000cm2=0.1m2潛水器和水的總重G總=G水=mg=ρ水gV=ρ水gS2h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m2×0.25m=250N潛水器沉底靜止時,容器對鐵板的壓力F壓=F+G總=20N+250N=270N容器對鐵板的壓強p=F壓S2=270N0.1m7.(2022重慶中考A)底面積為150cm2、重3N、盛水4cm深且足夠高的薄壁柱形容器置于水平桌面上,如圖所示,將底面積為50cm2、質量為450g、密度為0.9g/cm3的不吸水圓柱體用輕質細線掛在測力計下,由圖示位置緩慢向下浸入水中,直至測力計示數為0后,只取走測力計,再打開閥門K向外放水。求:(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)(1)圓柱體的體積;(2)圓柱體下降過程中,當其浸入水中的深度為2cm時,測力計的示數;(3)當放水至容器對桌面的壓強為800Pa時,水對容器底的壓強。答案(1)500cm3(2)3.5N(3)450Pa解析(1)圓柱體體積:V=mρ=450g0.9g/cm3=500cm3((2)G物=mg=0.45kg×10N/kg=4.5N(1分)F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×50×10-6m3=1N(1分)F拉=G物-F浮=4.5N-1N=3.5N(1分)(3)若圓柱體漂浮,則F浮=G物=4.5N排水體積V排=F浮ρ水g=4.5N1.0×103kg/m3×10N/kg浸入水中高度h浸=V排S=450cm若圓柱體觸底則h水=V水S容?S=150cm2×4cm150cm2