文档内容
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
【好题汇编】2024 年中考物理真题分类汇编(全国通用)
模块四 综合亮点难点真题
专题 50.压强浮力综合计算
1. (2024云南)一质量为900g、底面积为100cm2、高为12cm的不吸水圆柱体放在盛有4.2kg水的
薄壁(厚度不计)柱形容器内,容器底面积为300cm2,如图所示。打开阀门K,放出3kg的水后关
闭阀门( =1.0×103kg/m3)。下列说法正确的是( )
A. 圆柱体的密度为0.75×103kg/m3
B. 放水前水面距容器底部的高度为l4cm
C. 放水后水对容器底部的压力为21N
D. 放水后水对容器底部的压强为600Pa
【答案】AD
【解析】A.圆柱体的密度
故A正确;
B.放水前水的体积
圆柱体漂浮时受到的浮力
根据 得圆柱体排开水的体积
1关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
圆柱体浸没水中的体积和水的总体积
放水前水面距容器底部的高度为
故B错误;
D.圆柱浸没水中的高度
放水后水的质量
m =4.2kg-3kg=1.2kg
后
放水后水的体积
假设圆柱体已经沉底,则放水后水的高度为
的
所以放出3kg 水后圆柱体已经沉底,放水后水对容器底部的压强
故D正确;
C.放水后水对容器底部的压力
故C错误。
故选AD。
2. (2024天津)水平桌面上有一底面积为 的柱形平底薄壁容器,容器底部直立一底面积为 的
实心圆柱体(与容器底不密合),圆柱体对容器底的压强为 ,如图所示。向容器中注入质量为
的液体后,圆柱体仍直立于容器底且未完全浸没,则( )
2关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
A. 圆柱体所受浮力为 B. 圆柱体所受浮力为
C. 容器底所受液体压强可能为 D. 容器底所受液体压强可能为
【答案】BD
【解析】AB.由密度公式可得,容器内液体的体积
圆柱体直立在液体中且与容器底接触,放入圆柱体后容器内液体的深度
圆柱体受到的浮力
故A不符合题意,B符合题意;
CD.若圆柱体对容器底部有压力,则容器底受到液体的压强
若圆柱体对容器底部的压力刚好为零时,即圆柱体漂浮,圆柱体所受的浮力等于重力,此时容器底
所受液体压强为
故C不符合题意,D符合题意。
故选BD。
3. (2024山东烟台)质量相等的甲、乙两个圆柱形容器静止在水平桌面上,甲容器的底面积大于
乙容器的底面积,容器中分别装有质量相等的液体A和液体B,且液面相平。当将质量相等的实心
3关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
物块M、N分别放入两容器后均沉底,如图所示,此时甲容器对桌面的压强和压力分别为 和 ,
乙容器对桌面的压强和压力分别为 和 。若液体A、B的密度分别为 和 ,物块M、N的
密度分别为 和 ,则下列关系式一定正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】AB.由于容器质量、液体质量、物体质量都相等,由 可知,甲乙总重力都相等,
而在水平桌面上,压力等于重力,所以 F=F ,因为甲容器的底面积大于乙容器的底面积,由
1 2
可知,p p,故A正确,B错误;
1 2
CD.由于甲容器的底面积大于乙容器的底面积,而且液面相平,所以A液体体积大于B液体体积,
液体A和液体B质量相等,由 可知, ;根据物体浮沉条件可知,由图可知,M物体
沉底,则M物体的密度大于液体A的密度,即 ;N物体沉底,N物体的密度大于液体B的
密度,即 ;所以 ,无法判断M的密度与液体B的密度关系,故C正确,D错误。
故选AC。
的
4.(2024武汉市) 如图甲所示,水平桌面上有一个质量为100g、底面积为 圆柱形平底薄
壁溢水杯,杯底上表面到溢水口的距离为15cm,杯中装有部分水,此时溢水杯对桌面的压强为 。
将挂在弹簧测力计下端密度为 的圆柱体从水面上方逐渐浸入水中,当圆柱体一半浸在水中时,圆
4关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
柱体下表面受到的压力为 ,水对溢水杯底部的压强为 ;当圆柱体浸没在水中时,如图乙所示,
弹簧测力计的示数为2.4N,溢出到小桶中的水重为1N,圆柱体下表面受到的压力为 ,溢水杯对
桌面的压强为 。已知 ,下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A.当圆柱体浸没在水中时,如图乙所示,弹簧测力计的示数为 2.4N,溢出到小桶中的水
重为1N,圆柱体下表面受到的压力为 ,溢水杯对桌面的压强为 。已知 ,与
圆柱体未浸入水中时对比,压强变化量为 ,根据力的作用的相互的,此时压力增大量
等于圆柱体受到的浮力与溢出到小桶中的水重之差,则有
圆柱体的重力为
圆柱体的质量为
圆柱体的体积
圆柱体的密度
5关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
故A错误;
B.当圆柱体浸没在水中时,如图乙所示,此时溢出到小桶中的水重为 1N,乙杯中的水加上物体的
体积为
则乙杯中水的体积为
当圆柱体一半浸在水中时,受到的浮力
则原来水总的重力为1N,则溢出的体积为
则水的总体积为
当圆柱体一半浸在水中时,排开液体的体积为
则圆柱体一半浸在水中时,水的体积加上排开液体的体积
则此时水并没有溢出,此时液体 深的度
则圆柱体一半浸在水中时,水对溢水杯底部的压强为
故B错误;
C.由上可知,水的总重力
当圆柱体浸没在水中时,水对溢水杯底部的压强为
6关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
故C错误;
D.根据浮力产生的原理,当圆柱体一半浸在水中时,圆柱体下表面受到的压力为
当圆柱体浸没在水中时,圆柱体下表面受到的压力为 ,则有
故D正确。
故选D。
5. (2024黑龙江绥化)如图,一长方体物块漂浮在水面上时,物块露出水面的体积是总体积的 ,
当它漂浮在另一液面上时,浸入液体的体积是总体积的 。水和液体对物块下表面的压强分别为
和 ,则 __________ (选填“>”“=”或“<”)。杯中液体的密度是__________ 。
(物块质量分布均匀,且不吸水和另一液体)
【答案】 =
【解析】物块漂浮在水和液体中,则物块在水和液体中受到的浮力等于自身的重力,而浮力是物体
上下表面受到液体对它的压力差,漂浮时,上表面的压力为 0,则物块下表面受到的压力相等,据
知,水和液体对物块下表面的压强相等,即p=p。
1 2
物块漂浮在水面时,排开水的体积
7关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
受到的浮力
物块漂浮在液体中时,排开液体的体积
物块受到的浮力
则有
解得杯中液体的密度
6. (2024河北)A为质量分布均匀的长方体物块,质量为300g,边长如图甲所示。B为内部平滑的
圆柱形薄壁容器,底面积为300cm2,高为15cm,如图乙所示。A、B均静置于水平地面上。水的密
度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求A的密度;
(2)图甲中A对地面的压强为p,将A放入B后,B对地面的压强为p,且p:p=5:2,求B的质量;
1 2 1 2
(3)将A放入B后,向B中缓慢加水,在A对B底部的压力恰好最小的所有情况中,分析并计算
水对容器底部的最小压力。
【答案】(1) ;(2)0.6kg;(3)
【解析】(1)A的密度为
(2)A的重力为
8关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
图甲中A对地面的压强为
将A放入B后,B对地面的压强为p,且p:p=5:2,即
2 1 2
解得 ,则B对地面的压力为
则A和B的总质量为
则B的质量为
(3)将A放入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
时,A对B底部的压力恰好为0;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,最大底面积为
根据阿基米德原理可知,A浸入水中的深度为
则水对容器的压强为
则水对容器底部的最小压力为
9关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
答:(1)A的密度为 ;
(2)B的质量为0.6kg;
(3)水对容器底部的最小压力为 。
7. (2024重庆A)如图甲所示,我国自主建造重为 的导管架“海基二号”需要用驳船运
输到指定位置,安装在超过300m深的海域搭建石油开采平台。而亚洲最大驳船的最大载重只有
,该驳船可看作长200m、宽50m、高14m的规则长方体,其最大吃水深度为7m。“文冲
修造厂”通过加宽驳船解决了超重难题,如图乙是驳船加宽后的示意图,加宽后驳船的最大吃水深
度不变。( )求:
(1)水深300m处的压强;
(2)加宽前,驳船空载时排开水的体积;
(3)若驳船体积每增加 ,自重增加 ,为了安全装载“海基二号”,驳船总宽度至
少应增加多少;请你另外设计一种改装驳船的方法(只说方法,不计算)。
【答案】(1)3×106Pa;(2)4×104m3;(3)10m,将驳船的长度增加
【解析】(1)水深300m处的压强
(2)加宽前,最大V 为
排
最大排水量为
满载时所受浮力为
10关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
因为漂浮,所以
则船的重力为
空载时,船漂浮,则
根据阿基米德原理,驳船空载时排开水的体积
(3)若把导管架“海基二号”放入驳船中,需增加的排开水的体积增加为
由题知,若驳船体积每增加 ,自重增加 ,则设宽度的增加量为ΔL,则排水量增加
了
200m×7m×ΔL
自重就增加了
200m×14m×ΔL×2.5×103N/m3
于是有
宽度增加量为
由上述方法可知,还可以采用将驳船加长的方法。
答:(1)水深300m处的压强3×106Pa;
(2)加宽前,驳船空载时排开水的体积4×104m3;
(3)驳船总宽度至少应增加10m;改进:将驳船加长。
8. (2024重庆B)如图所示,是某型号水下机器人。该机器人可以通过三种方式控制浮沉,第一种
11关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
是机器人内部水舱充放水,水舱的容积为 ;第二种是利用推进器提供竖直向上的推力
, 可以在0~30N之间调节;第三种是在机器人外部加装不同数量的浮块,每个浮块质量均为
0.4kg,体积均为 。已知该机器人水舱未充水时的质量为9.5kg,未装浮块时,机器人的总
体积为 (体积不变,含机械臂)。
(1)求150m深处水的压强;
(2)求当机器人未加浮块、水舱充满水浸没在水中悬停时, 的大小;
(3)深处水底有一物体(未与水底紧密接触),其密度均匀且为 ,体积为
,需机器人潜入水中用机械臂抓住物体打捞上来,为确保打捞顺利进行,机器人下水前
需制定好能让机器人抓住物体上浮的方案,在 调到30N的情况下,还需如何利用另外两种方式
实现上浮,请通过计算给出一种合理方案。
【答案】(1) ;(2) ;(3)在F 调到30N的情况下,还可以将水舱中水排空,
推
并用一个浮块,即可让机器人抓住物体上浮
【解析】(1)150m深处水的压强
(2)该机器人水舱未充水时的重力为
水舱充满水,水的重力
12关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
浮力为
悬停时,根据二力平衡,所需推力
(3)物体重力
物体浮力
物体要上浮,需要的拉力
将水舱排空,机器人可产生拉力
当F 调为30N时,则还需要的升力由浮块提供,为
推
每个浮块重力
每个浮块浮力
每个浮块可产生升力为
因此,在F 调到30N的情况下,还可以将水舱中水排空,并用一个浮块,即可让机器人抓住物体
推
上浮。
答:(1)150m深处水的压强是 ;
(2)F 的大小为15N;
推
13关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
(3)在F 调到30N的情况下,还可以将水舱中水排空,并用一个浮块,即可让机器人抓住物体上
推
浮。
的
9.(2024四川成都) 科创社 同学设计并“3D”打印了一艘长方体轮船模型,为了对轮船进行测
试,准备了一个薄壁长方体容器置于水平地面,其底面积为1800cm2,装有深度为9cm的水,如图
甲所示。轮船的质量为2.2kg,底面积为800cm2,总高度为16cm,如图乙所示。轮船的下部有7个
长方体水密隔舱(以便轮船漏水时,相互隔离,确保行船安全),每个隔舱的内部底面积均为
100cm2,高度为10cm;轮船的上部可放置货物,并通过调整货物位置保持轮船不倾斜。忽略液体扰
动等次要因素,已知水的密度ρ =1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
水
(1)求容器中水的质量。
(2)设计组的同学从安全角度设想:在轮船满载(最大载重)时,假如有2个隔舱漏满水,稳定后
轮船依然漂浮,且浸入水中的深度为14cm,求满载时货物的质量。
(3)测试组的同学对轮船进行漏水实验:将载货5kg的轮船置于容器中,通过扎孔使4个隔舱漏入
一定质量的水,然后堵住小孔并保持轮船不倾斜,求此时水对轮船外底部的压强P与漏入隔舱内水
的质量m 克(0