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2023年中考物理总复习专项训练(计算题):压强与浮力的综合计算.docx

1、2023年中考物理总复习专项训练(计算题):压强与浮力的综合计算一、计算题1小宁为了研究浸在液体中的物体所受浮力的规律,设计了如图所示的实验,他将弹簧测力计一端固定,另一端挂一合金块A,开始他将合金块A浸没在装有水的容器中,容器侧面的底部有一由阀门B控制的出水口,实验时,打开阀门B缓慢放水,放到弹簧测力计的读数不再变化时,立即关闭阀门B,在此过程中金属块始终不与容器底部接触,读出弹簧测力计示数的最小值和最大值分别为22N和32N,g取10N/kg。求:(1)在原图上作出关闭阀门B后水面的大致位置;(2)合金块A受到的重力;(3)合金块A受到的最大浮力;(4)合金块A的密度。22020年11月1

2、0日,我国奋斗者号(如图所示)载人潜水器在马里亚纳海沟10909米深处成功坐底。“奋斗者”体积约30m3,空载时重约2.4105N。此次科学考察中,科研人员在潜水器外侧加挂了8块压舱铁(每块压舱铁重104N),保证潜水器顺利下潜开展工作。求:(1)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的海水压强是多少?它底部一个表面积为500cm的观察窗受到的海水压力是多少?(2)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的浮力是多少?(3)完成科考任务上浮时,它至少要抛掉多重的压舱铁?(海水密度取1.0103kg/m3)3如图所示,用弹簧测力计拉着一个重12N的实心金属块浸入水中,当金属块浸没时,弹簧测力计的示数为

3、4N,(水的密度为1.0103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)金属块浸没时受到的浮力;(2)金属块的体积;(3)金属块的密度4如图所示,置于水平桌面上的容器,底面积为0.02m2,未装水时的质量为0.2kg,容器盛水后水面的高度为15cm,容器对桌面的压强为1.1103Pa,已知水的密度为1.0103kg/m3(g取10N/Kg)忽略容器壁的厚度,求:(1)水对容器底的压强;(2)容器中水的重力。5如图所示,台秤上放置一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总质量为800g,杯的底面积为100cm2 , 现将一个质量为600g,体积为400cm2的实心物体A用细线吊着,然后将其一半浸入烧杯

4、的水中(烧杯厚度不计,水未溢出)求:(1)物体A所受到的浮力;(2)物体A一半浸入水中后,水对烧杯底部压强增大了多少;(3)剪断绳子,当物体A再次静止时,台秤示数变化了多少kg6如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,其上端连有一边长为0.1m的正方体物块A当容器中水的深度为30cm时,物块A体积的35露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态(水=1.0103kg/m3,g取10N/kg)。求:(1)水对容器底的压强;(2)物块A受到的浮力;(3)往容器内缓慢加水,至物块A刚好浸没在水中,此时弹簧对物块A的作用力F。7 圆柱形容器底面积为 500cm2 ,高为40cm,盛满水后放在水平放置的接水盘中

5、;现将一质量为 7.9kg 的实心正方体金属块轻轻放入圆柱形容器中,静止时如图所示,此时测出溢出的水的体积为 1dm3.(g 取 10N/kg) 求:(1)金属块受到的水的浮力;(2)金属块对容器底的压强。8将底面积S=310-3m2高h=0.1m的铝制圆柱体,轻轻地放人水槽中,使它静止于水槽底部,如图所示(圆柱体的底部与水槽的底部不密合),此时槽中水深 h1 =0.05m(已知铝=2.7103kg/m3,水=1.0103kg/m3.g取l0N/kg)求 (1)水对圆柱体底部的压强p1(2)圆柱体受到的浮力F浮; (3)圆柱体对水槽底部的压强p2. 9质量为10kg的物体放在水平地面上,物体跟

6、地面的接触面积为0.2m2。求:物体对地面的压强。(g取10Nkg) 10汪洋同学所在的学习小组模拟马德堡半球实验,用铜球直径为30cm,设将球内空气全部抽出,若当时的大气压为1.0105Pa,则铜球受到的大气压力为多大?11如图所示,工人利用滑轮组提升重物,在30s内将静止在水平地面上质量为90kg,底面积为200cm2的长方体物块匀速提升5m,此时工人的拉力为400N(g=10N/kg)。求:(1)提升前物块对水平地面的压强;(2)工人拉力做功的功率;(3)滑轮组提升该物块的机械效率。12如图,130吨“自拍大熊猫”雕塑于2021年4月正式亮相都江堰,让人们更深刻了解都江堰这座“世界自然遗

7、产”“世界文化遗产”之城。这个雕塑长26米、宽11米、高12米,若它与地面的接触面积约为250m2,求:(g取10N/kg)(1)雕塑的重力。(2)雕塑对水平地面的压强。13 2018年10月24日,港珠澳大桥正式建成通车。如图所示,一辆汽车行驶在其中一段长15km的直桥上,已知:汽车的总质量为1.5t(包括车、车上的人和物品等),轮胎与地面的总接触面积为0.2m2,汽车以90km/h的速度匀速通过大桥的这一段路段,行驶过程中受到的阻力为900N(g取10N/kg),求:(1)汽车静止在水平地面时对地面的压强; (2)此过程中汽车牵引力所做的功; (3)此过程中汽车牵引力做功的功率。 1420

8、18年11月30日,南宁市城市东西快速路(清厢快速路)主线全线正式通车。一辆汽车以72km/h的速度匀速行驶在其中的一段长3km的平直路面上,已知:汽车的总质量为1.5t(包括车、车上的人和物品等),轮胎与地面的总接触面积为0.2m2,行驶过程中受到的阻力为900N(g取10N/kg),求:(1)汽车静止在水平地面时对地面的压强; (2)此过程中汽车牵引力所做的功; (3)此过程中汽车牵引力做功的功率。 15如图所示,在一个密闭薄容器中装满质量为1kg的水后放在水平桌面上,已知容器的质量为0.1kg,容器的下底面积为100cm2,水对容器底部产生的压力为12N求:(1)容器的高度。(2)容器对

9、桌面的压力和压强。16边长为0.1m的正方体木块,静止在水中,上下表面水平。木块的下表面距容器底0.02m,距水面0.06m。(g取10N/kg)求:(1)木块下表面受到水的压强多大? (2)木块受到的浮力多大?答案1(1)解:合金块A漏出水面过程中,阀门B继续缓慢放水,随水的放出,合金块A所受浮力逐渐减小,重力不变,根据称重法求浮力知,弹簧测力计示数为F示=G-F浮得弹簧测力计示数逐渐增大。当浮力消失即合金块A全部漏出水面,弹簧测力计示数不再变化,所以如图(2)解:弹簧测力计的读数不再变化时,即合金块A静止,处于平衡状态。所以弹簧秤测力计的示数F示=F拉力=G=32N答:弹簧秤测力计的示数3

10、2N(3)解:由称重法求浮力得,合金块A受到的最大浮力F浮=GF拉=32N22N=10N答:合金块A受到的最大浮力是10N(4)解:根据F浮=液gV排得,合金块A排开水的体积V排=F水g=10N1.0103kg/m310N/kg=10-3m3此时浸没,所以合金块A的体积V=V排=10-3m3合金块A的质量m=Gg=32N10N/kg=3.2kg合金块A的密度=mV=3.2kg10-3m3=3.2103kg/m3答:合金块A的密度为3.2103kg/m3。2(1)解: “奋斗者”号在海面下104m深处受到的海水压强p=gh=1.0103kg/m310N/kg104m=1108Pa 观察窗受到的海

11、水压力F=pS=1108Pa50010-4m2=5106N答:“奋斗者”号在海面下104m深处受到的海水压强是108Pa,它底部一个表面积为500cm的观察窗受到的海水压力是5106N;(2)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的浮力F浮=gV排=1.0103kg/m310N/kg30m3=3105N 答:“奋斗者”号在海面下104m深处受到的浮力是3105N;(3)此次下潜总重G总=G空+G铁=2.4105N+8104N=3.2105N 当潜水艇匀速上浮时,需抛掉压舱铁最少G=G总-F浮=3.2105N-3105N=2104N答:完成科考任务上浮时,它至少要抛掉2104N的压舱铁。3(1)解

12、:金属块浸没时受到的浮力F浮=G-F=12N-4N=8N (2)解:金属块浸没水中,金属块的体积 V=V排=F浮水g=8N1103kg/m310N/kg=810-4m3(3)解:金属块的密度m= Gg=12N10N/kg =1.2Kg = mV=1.2kg810-4m3 =1500kg/m34(1)p=水gh=1.0103kg/m310N/kg0.15m=1500 Pa(2)G=F=PS=1.1 103Pa0.02m3=22N G1=m1g=0.2Kg10N/kg=2NG2=G-G1=22N-2N=20N5(1)解:物体A的一半浸入水中时受到的浮力:F浮水gV排1.0103kg/m310N/k

13、g 12 40010-6m32N (2)解:物体A的一半浸入水中时受到的浮力为2N,物体A排开的水的重力为2N,相当于在容器中增加了重力为2N的水,水对烧杯底部压力增大了F2N, 水对烧杯底部压强增大了:p FS2N10010-4m2 200 Pa (3)解:物体A的重力GAmAg0.6kg10N/kg6N,剪断绳子,烧杯对台秤的压力增加量等于细线对A的拉力,由(2)知,细线对A的拉力为:FG-F浮6N-2N4N,则台秤示数变化为: 4N10N/kg 0.4kg. 6(1)解:水对容器底的压强p=gh=1103kg/m310N/kg3010-2m=3000Pa答:水对容器底的压强为3000Pa

14、;(2)解:物块A受到的浮力F浮=gV排=1103kg/m310N/kg(1-35)(0.1m)3=4N答:物块A受到的浮力为4N;(3)解:物块A体积的35露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态,说明此时物体A受到了重力和浮力,且重力等于浮力等于4N,往容器内缓慢加水,至物块A刚好浸没在水中,物体A全部浸没时,浮力为F浮=gV排=1103kg/m310N/kg(0.1m)3=10N对A进行受力分析,A受到向上的浮力,大小为10N,还受到了重力,向下4N,还受到弹簧测力计对其向下的拉力,那么拉力的大小为F=F浮-G=10N-4N=6N答:往容器内缓慢加水,至物块A刚好浸没在水中,拉力的大小为6

15、N。7(1)解:金属块排开水的体积:V排=V溢=1dm3=0.001m3 ,F浮=水V排g=1103kg/m30.001m310N/kg=10N(2)解:金属块的重力: G=mg=7.9kg10N/kg=79N ,金属块对容器底的压力: F=G-F浮=79N-10N=69N ,因为正方体金属块的体积 V=1dm3 ,所以,正方体金属块的底面积(受力面积) S=1dm2=0.01m2 ,金属块对容器底的压强: p=FS=69N0.01m2=6900Pa8(1)解:水的深度h1=0.05m,则水对圆柱体底部的压强: p1=水gh1 =1.0103kg/m310N/kg0.05m=500Pa; (2

16、)解:由图可知,圆柱体浸在水中的体积: V排=Sh1 =310-3m20.05m=1.510-4m3,根据阿基米德原理可得,圆柱体所受的浮力: F浮=水V排g =1.0103kg/m31.510-4m310N/kg=1.5N (3)解:圆柱体的重力: G铝=m铝g=铝V铝g=铝Shg =2.7103kg/m3310-3m20.1m10N/kg=8.1N;圆柱体静止于水槽底部,由力的平衡条件可知圆柱体对水槽底部的压力:F压=G铝-F浮=8.1N-1.5N=6.6N,则圆柱体对水槽底部的压强: p=F压S=6.6N310-3m2=2.2103pa9解:F=G=mg=10kg10N/kg=100N

17、P=F/S=100N/0.2m2=500Pa10解:已知D球=30cm=0.3m,则 S球=4r2=4 (D球2)2 =4 3.14(0.3m2)2 2.83101m2 ,根据p= FS 得大气对铜球的压力:F压=p0S球=1.0105Pa2.85101m2=2.83104N11(1)解:质量为90kg的物体的重力:G=mg=90kg10N/kg=900N。 对地面的压力:F=G=900N,提升前物块对水平地面的压强:p= FS = 900N20010-4m2 =4.5104Pa答:提升前物块对水平地面的压强为4.5104Pa。(2)解:由图知,绳子的有效段数n=3,则绳子自由端移动的距离为:

18、 s=3h=35m=15m,工人拉力做功的功率:P= Wt = Fst = 400N15m30s =200W答:工人拉力做功的功率为200W。(3)解:滑轮组提升该物块的机械效率: = W有W总 = GhFs = 900N5m400N15m 100%=75%答:滑轮组提升该物块的机械效率为75%。12(1)解:130吨“自拍大熊猫”雕塑的重力为G=mg=130103kg10N/kg=1.3106N答:雕塑的重力为1.3106N;(2)解:若它与地面的接触面积约为250m2,即受力面积为S=250m2,雕塑对水平地面的压强为p=FS=GS=1.3106N250m2=5.2103Pa答:雕塑对水平

19、地面的压强为5.2103Pa。13(1)解:汽车质量m1.5t1.5103kg,其重力:Gmg1.5103kg10N/kg1.5104N,汽车静止时对地面的压力:FG1.5104N,汽车静止时对地面的压强:p =FS=1.5104N0.2m2= 7.5104Pa。 (2)解:因为匀速通过大桥,所以牵引力Ff900N,牵引力所做的功:WFs900N15103m1.35107J。 (3)解:汽车牵引力做功的功率:P =Wt=Fst= Fv900N 903.6 m/s2.25104W。 14(1)解:汽车静止在水平地面时对地面的压力:FGmg1.5103kg10N/kg1.5104N, 汽车静止在水

20、平地面时对地面的压强:p FS 1.5104N0.2m2 7.5104Pa答:汽车静止在水平地面时对地面的压强为7.5104Pa(2)解:因汽车匀速行驶在平直路面上时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力, 所以,此过程中汽车的牵引力:Ff900N,牵引力所做的功:WFs900N3103m2.7106J答:此过程中汽车牵引力所做的功为2.7106J(3)解:此过程中汽车牵引力做功的功率:P Wt Fst Fv900N 723.6 m/s1.8104W 答:此过程中汽车牵引力做功的功率为1.8104W。15(1)解:由 p=FS 可得,水对容器底部的压强: p=FS=12N10010-4m

21、2=1200Pa ,由 p=gh 可得,水的深度即为容器的高度:h=pg=1200Pa1.0103kg/m310N/kg=0.12m(2)解:容器对桌面的压力: F=G总=(m水+m容)g=(1kg+0.1kg)10N/kg=11N ,则容器对桌面的压强: p=FS=11N10010-4m2=1100Pa16(1)解:木块下表面受到水的压强为 p=gh=1103kg/m310N/kg0.06m=600Pa答:木块下表面受到水的压强是600Pa(2)解:木块的底面积为 S=0.1m0.1m=0.01m2木块浸入水中的体积为 V浸=Sh=0.01m20.06m=610-4m3所以木块所受的浮力为 F浮=gV浸=1103kg/m310N/kg610-4m3=6N答:木块受到的浮力为6N10

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