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专题 02 压强和浮力(压轴题)
随着2024年中考的临近,物理科目中的“压强和浮力”作为压轴题,其命题趋势显得尤为关键。考虑
到近年来教育改革的趋势和物理学科的发展,我们可以预测以下几点命题趋势:
1. 强调基础知识的理解和应用
压强和浮力是物理学中的基本概念,因此命题将更加注重学生对这些基础知识的理解和掌握。题目可
能会以实际生活中的情境为背景,要求学生运用所学知识解决实际问题,如计算液体对容器底部的压强、
分析物体在液体中的浮沉情况等。
2. 突出实验和探究能力的考查
物理是一门实验科学,因此命题将更加注重实验和探究能力的考查。可能会出现给定实验器材和实验
步骤,要求学生设计实验、分析数据并得出结论的题目。同时,也会有一些开放性题目,鼓励学生自由设
计实验,探究压强和浮力的相关规律。
3. 加强跨学科知识的融合
随着教育改革的深入,跨学科知识的融合已经成为一种趋势。因此,在压强和浮力的命题中,可能会
涉及到数学、化学等其他学科的知识。例如,可能会要求学生运用数学知识计算压强和浮力的相关公式,
或者结合化学知识分析不同液体对压强和浮力的影响等。
4. 注重创新思维和解题策略的考查
为了培养学生的创新能力和解决问题的能力,命题将更加注重创新思维和解题策略的考查。可能会出
现一些非常规的题目,要求学生运用创新思维和灵活多变的解题策略来解决问题。同时,也会注重考查学
生的逻辑推理能力和空间想象能力。
2024年中考物理“压强和浮力”的命题趋势将更加注重基础知识的理解和应用、实验和探究能力的考
查、跨学科知识的融合以及创新思维和解题策略的考查。因此,同学们在备考过程中应该注重这些方面的
训练和提升,以便更好地应对中考的挑战。(限时:20分钟)
一、单选题
1.水平桌面上放着两个相同的足够高的柱形水槽,水中的两个木块也相同。将铁块a放在木块上面,木块
刚好浸没在水中,如图甲所示;将铁块b用细线系在木块下面,木块也刚好浸没在水中,如图乙所示,且
此时两水槽的水面相平。已知水的密度为ρ ,铁的密度为ρ ,则( )
水 铁
A.a、b两个铁块的重力之比为1∶1
B.a、b两个铁块的体积之比为
C.两种情况相比较,乙图中水槽对桌面的压强较大
D.若将a取下投入水中,并剪断b的细线,静止时水对容器底压强变化量∆p >∆p
甲 乙
2.将质量相同材料不同的A、B、C三个实心小球,分别轻轻放入甲、乙、丙三个相同的装满水的烧杯中
三球静止时,A球沉底,B球漂浮,C球悬浮,如图所示。则下列说法正确的是( )
A.三个小球的体积关系是
B.三个小球所受浮力关系是
C.三个烧杯对桌面压力关系是
D.取出B、C两个小球后,丙液体对容器底部压强变化量比乙液体更大
3.将体积相同材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉
至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是( )A.三个小球的质量大小关系是
B.三个小球受到的浮力大小关系是
C.三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是
D.三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是
4.如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正
方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同.下列说法正确的是
A.物体受到的浮力大小关系为F>F >F
A B C
B.三个物体的密度大小关系为ρ >ρ >ρ
A B C
C.容器底部受到水的压力大小关系为F >F >F
甲 乙 丙
D.容器对桌面的压强大小关系为P =P =P
甲 乙 丙
二、填空题
5.如图所示,图甲是小东用弹簧测力计挂着一块不吸水的实心圆柱形合金体,从空中逐渐浸入水中的情
景图乙是弹簧测力计示数F随该合金体逐渐浸入水中深度h的变化图象。合金体从接触水面到刚浸没的过
程中,受到的浮力逐渐 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。合金体的密度是 kg/m3。
(g=10N/kg,ρ =1.0×103kg/m3)
水6.如图所示,盛有2kg水的柱形容器置于水平地面上,重为6N不吸水的正方体,静止时有五分之三的体
积浸入水中,物体下表面与水面平行,则物体的密度为 kg/m3,物体下表面所受水的压力为
N。若物体在压力的作用下刚好浸没水中,不接触容器底,水不溢出,此时水对容器底部的压力为
N。(g取10N/kg,ρ =1.0×103kg/m3)
水
三、实验题
7.图1是小杨探究“浮力大小与哪些因素有关”实验,他将同一物体分别放在不同液体中:
(1)乙图中弹簧测力计的示数是 N,物体在乙中所受浮力为 N;
(2)由 图可知,浮力大小与排开液体的体积有关,由甲、丙、丁两图可知,浮力大小和浸没
的深度无关,由甲、丁、戊图可知,浮力大小和 有关,由甲、丙两图可知物体的体积为
m3;
(3)戊图中液体的密度是 kg/m3;
(4)图2是小杨设计的测量巧克力球密度的实验:①如图甲所示,用电子秤测出铜块的质量为m;
0
②如图乙所示,测出圆柱形容器和适量水的质量为m;
1
③如图丙所示,将钢块和巧克力球用绳子系在一起后,使铜块浸没在水中,电子称的示数为m;
2
④如图丁所示,铜块和巧克力球都浸没后,电子秤的示数为m;
3
⑤如图戊所示,放手后,铜块沉底,电子样示数为m;
4
请帮助小杨的测量结果可知:
a.巧克力球的密度表达式是 (用字母m、m、m、m、m、ρ 表示);
0 1 2 3 4 水
b.当小杨测完所有数据后,将杯子从电子秤上拿下却发现电子称上显示“-0.2g”,这样测量会造成密度测
量值 (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
四、计算题
8.如图是一款能自动浮沉的潜水玩具,正方体潜水器内装有智能电磁铁,将它放入装有水的圆柱形薄壁
容器中,容器放置在水平铁板上,不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离
l,自动调节电磁铁电流大小,改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前,潜水器处于漂浮状态。
闭合开关,潜水器启动后先匀速下沉,完全浸入水中后,变为加速下沉直至容器底部,下沉全过程F随l
变化的关系保持不变,水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为10cm,重为5N,容器的底面积为
1000cm2,水深为25cm。求:
(1)潜水器漂浮时受到的浮力;
(2)下沉全过程潜水器重力所做的功;
(3)潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。
9.小红用菜盆盛水清洗樱桃时,将一个塑料水果盘漂浮在菜盆里的水面上盛放樱桃,当她把水里的樱桃
捞起来放入果盘后,发现菜盆里的水位有所变化。为一探究竟,她用一个水槽、一个长方体空盒A、一个
正方体金属块B设计了如图的实验来研究。已知水槽的底面积为200cm2,空盒A底面积为100cm2,金属块B边长为5cm。她先把金属块B放入水槽中沉底,当空盒A漂浮在水面上时,盒底浸入水中1cm深。整
个实验中,水槽里的水未溢出。(ρ =7.0×103kg/m3)
B
(1)空盒A漂浮在水面上时,求盒底部受到水的压强大小;
(2)求空盒A漂浮在水面上时所受浮力的大小;
(3)小红把金属块B从水中捞起后放进盒A并漂浮在水面上时,求盒A受到的浮力的大小;(金属块B
上附着的水忽略不计)
(4)第(3)问中水槽里的水位与之前相比会上升还是下降?请算出水槽里水位变化的高度。
10.如图为某自动冲水装置的示意图,水箱内有一个圆柱浮筒A,其重为G =4N,底面积为S=0.02m2,高
A 1
度为H=0.16m。一个重力及厚度不计、面积为S=0.01m2的圆形盖片B盖住出水口并紧密贴合。A和B用
2
质量不计、长为l=0.08m的轻质细杆相连。初始时,A的一部分浸入水中,轻杆对A、B没有力的作用。
水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求A所受浮力的大小F 。
浮
(2)求A浸入水的深度h。
1
(3)开始注水后轻杆受力,且杆对A和B的拉力大小相等。当水面升高到某位置时,B刚好被拉起使水
箱排水,求此时杆对B的拉力大小F。
(4)水箱开始排水时,进水管停止注水。为增大一次的排水量,有人做如下改进:仅增大B的面积为
S'=0.012m2试通过计算说明该方案是否可行?若可行,算出一次的排水量。(水箱底面积S=0.22m2供选
2
用)
11.如图甲所示,有一正方体物块A,其密度小于水的密度,把它挂在一轻质弹簧下,物块静止时,弹簧
长度的变化量ΔL=3cm;物块A的正下方水平桌面上有一个圆柱形容器,其底面积S=200cm2,如图乙,现
在往容器中缓慢注入水,使水面刚好淹没物块A,弹簧长度随之发生变化,变化量ΔL=2cm,这时容器中
1的水面距容器底高度是40cm;保持其它条件都不变的情况下,将物块A换成同样大小的正方体物块B挂
在弹簧下,其密度大于水的密度,弹簧长度再次变化,变化量ΔL=6cm。丙图是轻质弹簧受到的弹力F与
2
弹簧的长度变化量ΔL关系。(本题物块A、B对水都没有吸附性,始终保持上下表面与水平面平行;轻质
弹簧一直完好无损,受力时只在竖直方向变化;水的密度ρ =1.0×103kg/m3)求:
水
(1)物块A的质量;
(2)物块B的密度;
(3)容器中水的质量和物块B下表面在水中所受到水的压强。
12.一长方体物块与一轻杆相连,轻杆两端与物块和底面积为100cm2容器底紧密相连,如图甲所示。现往
容器缓慢倒入适量的水,杆受力大小与倒入水的体积关系如图乙所示,求:
(1)当加水体积为500cm3时,水对容器底的压强;
(2)物块A的密度;(保留一位小数)
(3)加水1100cm3时杆对容器底的作用力大小。
(限时25分钟)
一、单选题
1.两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心小球A,B分别放入容器中静止,A球沉底,B球漂浮,如图所示, ,且两种液体对容器底
的压强相等,则( )
A.两个小球的重力: B.两个小球的浮力:
C.两种液体的密度: D.两个容器对桌面的压强:
二、填空题
2.如图,体积相同的两个正方体A、B用不可伸长的细线系住,放入水中后,A刚好完全浸没水中,细线
被拉直,已知A重6N,B受到的浮力为10N,A、B密度之比为3∶8。细线对A的拉力为 N,B对水
平容器底部的压强为 Pa。
3.我校物理社团的同学们设计了一个电动升降装置,如图甲所示,圆柱形容器置于水平地面上,装有
16cm深的水,一圆柱体A被轻质细杆悬挂于O点,保持静止,此时A的下表面与水面刚好相平。打开电
动升降机,让圆柱体A逐渐浸入水中,直到圆柱体A刚好与容器底部接触,轻质细杆产生的弹力大小F与
圆柱体A移动的距离h的关系,如图乙所示,已知圆柱体A与容器高度相同,容器底面积为200cm2.,则
圆柱体A的密度为 kg/m3;当轻质细杆给圆柱体A的力竖直向下,且大小为4N时,撤走细杆,
待圆柱体A静止后,沿水平方向将圆柱体A浸入水下部分的 截去取出,待圆柱体A剩余部分静止后,圆
柱体A的上表面相比截去之前移动的距离为 cm。三、计算题
4.水箱是生活中常用的供水工具,如图所示是该模型的示意图,储水箱主要由一个重为10N,底面积是
200cm2,高度为32cm(溢水口到桶底)的圆柱形金属水桶、一个压力传感开关和两个体积相同的实心圆柱
体A、B组成,其中圆柱体A、B通过细线1与压力传感开关相连。已知加水前水箱的水桶内储水高度为
15cm,圆柱体B恰好一半浸在水中,此时压力传感器受到细线1竖直向下的拉力达到6.5N,水泵接受到信
号从进水口开始向桶内加水,已知实心圆柱体A、B的重力分别为G =2N、G =7N,它们的底面积都是
A B
50cm2。
(1)水泵向桶内加水前,水桶底部受到水的压强是多少?
(2)B浸入一半时,排开液体的体积是多少?
(3)若细线2长5cm,当加水至细线1对A的拉力为1N时,细线1末端的拉力传感器突然失控,导致
A、B平稳下落(不考虑水波动),试求A、B稳定后容器对桌面的压强。
5.如图所示,水平地面上放置一个底面积为0.03m2薄壁圆柱形容器,容器侧面靠近底部有一控制出水的
阀门K。边长为0.1m的正方体木块A体积的 浸入水中,下方用细线T 系有重为3N的合金球B,B的
B
体积是A体积的0.1倍。木块A上方的悬线T 能承受的最大拉力为5N,此时悬线T 处于松弛状态。(容
A A
器内的水足够深,不计细线的体积和质量,ρ =1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
水
(1)木块A受到的浮力大小;
(2)细线T 对合金球B的拉力大小;
B(3)打开阀门K使水缓慢流出,当悬线T 断裂的一瞬间关闭阀门K,此时木块A排开水的体积为多少?
A
(4)若在悬线T 断裂的一瞬间关闭阀门K同时剪断细线T ,待木块A再次静止漂浮时,与悬线T 断裂
A B A
的瞬间相比,容器底受到水的压强改变了多少?
6.如图所示,不吸水的长方体A固定在体积不计的轻杆下端,位于水平地面上的圆柱形容器内,杆上端
固定不动。容器内盛有10cm深的水,物体下表面刚好与容器内的水面相平。往容器中缓慢注水,加水过
程中水没有溢出。当加500cm3的水时,轻杆受力为6N,容器底部受到的压强较注水前变化了Δp;当加
1
2000cm3的水时,轻杆受力为3N,容器底部受到的压强较注水前变化了Δp,且Δp∶Δp=1∶4。(ρ
2 1 2 水
=1.0×103kg/m3)求:
(1)加水前水对容器底的压强;
(2)加2000cm3的水时,加入水的质量;
(3)物块A的重力G 。
A
7.在科技节上,小明用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆B的下端通过力传感器固定在柱
形容器的底部,它的上端与不吸水的实心正方体A固定(不计细杆B及连接处的质量和体积)。力传感器
可以显示出细杆B的下端所受作用力的大小,现缓慢地向容器中加水,力传感器的示数大小F随水深h
水
变化的图像如图乙所示。(g取10 N/kg,ρ =1.0×103kg/m3)求:
水
(1)正方体A所受重力大小;
(2)当容器内水的深度为15 cm时,正方体A受到的浮力大小;
(3)当容器内水的深度为7 cm时,力传感器的示数大小为F,继续向容器中加水,当力传感器的示数大
小变为0.5 F时,水对容器底部的压强是多少?8.如图甲,体积为1000cm3的实心均匀正方体A,自由放置在底面积为200cm2、高为16cm的薄壁柱形容
器中,容器重力为10N。底面积50cm2、高为10cm的长方体B通过一轻质不可伸长细线悬挂于天花板,细
线拉力为12N,A与B相距7cm,现往容器中注入某种液体,当液体深度为15cm时,细线拉力变为10N,
如图乙,此时液体对容器底的压强为1500Pa,求:
(1)液体的密度。
(2)A物体重力。
(3)若轻轻剪断乙图中细线,待AB物体静止后,容器对桌面的压强为多少Pa?(剪断细线后,B一直在
A上面)
9.如图所示,圆柱形木块A与质量不计且足够高的薄壁圆柱形容器B分别放置于水平桌面上,已知A的
密度 ,高为10cm,底面积为 ;容器B内盛有4cm深的水。小开从A的上表面沿水
平方向截取高为h的圆柱块,并将截取部分放入容器B中;当h=3cm时,容器B对地面的压强为480Pa,
求:
(1)未放入截取的木块前,容器B对桌面的压强;
(2)容器B的底面积;
(3)当截取的木块放入容器B后,容器B对桌面的压强是剩余木块A对桌面压强的8倍,此时容器B中
截取的木块所受到的浮力。10.如图甲所示,竖直细杆(不计细杆的重力和体积)a的一端连接在力传感器A上,另一端与圆柱体物
块C固定,并将C置于轻质水箱(质量不计)中,水箱放在力传感器B上,在原来水箱中装满水,水箱的
底面积为400cm2。打开水龙头,将水箱中的水以100cm3/s的速度放出,力传感器A受力情况和放水时间的
关系如乙图像所示,力传感器B受力情况和放水时间的关系如丙图所示。放水1 min,刚好将水箱中的水
放完。(g取10N/kg)求:(解答要有必要的过程)
(1)物块C的重力;
(2)物块C的密度;
(3)乙图中的b值;
(4)初始装满水时,水对水箱底部的压强。
11.如图甲所示,一个实心正方体 放在水平面上。如图乙所示,一个圆柱形容器置于水平桌面上,容器
足够高且 ,容器内放有一个实心长方体 ,底面积 ,高 , 底部的中心
通过一段细杆与容器底部相连。现向容器内缓慢注水,一段时间后停止注水,已知在注水过程中,细杆对
物体的力 随水深度 的变化关系如图丙所示。
(1)细杆的长度是多少 ?
(2) 的重力是多少 ?
(3)把 放在 的正上方,水面上升 后恰好与 的上表面相平,如图丁所示,此时杆对物体的力恰
好为 ,则容器对地面的压强为多少 (杆重、体积和形变均不计)?12.物理兴趣小组设计了一台电子秤,利用电压表示数显示物体质量大小(不计托盘的质量),其电路如
图甲所示。电源电压为6V保持不变,电压表量程为0-3V,压敏电阻其阻值R与所受压力F的关系如下表
所示。闭合开关,当压敏电阻上未放物体时,电压表示数为1V。求:
压力F/N 0 1 2 3 4 … 7 8 9
压敏电阻
50 45 40 35 30 … 15 10 5
R/
(1)R 的电阻值;
0
(2)该电子秤能测量的最大质量;
(3)该电子秤还可以显示水面高度变化。如图乙所示,长方体A、B通过细绳与杠杆MON连接,O为支
点,MO∶NO=2∶1。长方体A的密度为1.2g/cm3,底面积为50cm2,高30cm;且底部刚好与水面接触;长方
体B重10N,底部与电子秤接触。不计绳重、杠杆重、杠杆与支点的摩擦,杠杆始终在水平位置静止。为
保证电子秤安全,水面上升的最大高度为多少cm?