2023年中考物理真题分类汇编-专项二 压强、浮力综合

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专项二 压强、浮力综合 1．（2023重庆）小俊用弹簧测力计吊着质量为的圆柱体，从如图位置缓慢浸入装满水、深度合适的溢水杯中，圆柱体底面积为、高为。则圆柱体下降过程中（    ）A．浸没前弹簧测力计示数逐渐变大B．浸没前水对容器底部的压强逐渐变小C．浸入一半时弹簧测力计的示数为D．刚浸没时圆柱体底部受到水的压力为【答案】C【解析】A．浸没前，圆柱体排开水的体积变大，由F浮=ρ水gV排可知，受到浮力变大，由F=G-F浮可知弹簧测力计的示数逐渐变小，故A不符合题意；B．浸没前，溢水杯中一直是满的，水的深度不变，由p=ρ水gh可知水对容器底部的压强不变，故B不符合题意；C．圆柱体的重力G=mg=1.35kg×10N/kg=13.5N，圆柱体的体积V=Sh=100cm2×5cm=500cm3=500×10-6m3=5×10-4m3，浸入一半时圆柱体受到的浮力，弹簧测力计的示数为F=G-F浮=13.5N-2.5N=11N，故C符合题意；D．刚浸没时圆柱体底部受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa，圆柱体底部受到水的压力F压=pS=500Pa×100×10-4m2=5N，故D不符合题意。故选C。2．（多选）（2023四川泸州）小明在探究沉与浮的条件时，用一根细线连接A、B两个物体，放在盛水的烧杯中，处于悬浮状态，如图甲所示。剪断细线后，A物体处于漂浮状态，B物体沉到烧杯底部，如图乙所示。设甲、乙两图烧杯对桌面的压强分别为p1、p2，水对烧杯底部的压强变化为Δp，甲图中细线的拉力为F，乙图中B物体对烧杯底部的压强为pB。已知B物体的重力为G，体积为V，烧杯的底面积为S，水的密度为ρ。以下关系式正确的有（　　）A．p1＞p2 B．F＝G﹣ρgVC． D．【答案】BC【解析】A．甲、乙图中烧杯对水平桌面的压力不变，都等于烧杯的总重力，受力面积不变，由 知道，甲、乙两图烧杯对桌面的压强不变，即p1＝p2，故A错误；B．甲图中B物体受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的浮力，所以细线的拉力F＝G﹣F浮＝G﹣ρgV，故B正确；C．甲、乙图浮力的减小量为，排开水的体积减小量为，液面高度的减小量为，水对烧杯底部的压强变化为，故C正确；D．乙图中B物体对烧杯底部的压强为，由于无法算出B的底面积，所以不能算出B物体对烧杯底部的压强，故D错误。故选BC。3．（多选）（2023四川南充）甲、乙、丙三个烧杯中均装有适量的酒精（ρ酒=0.8×103kg/m3），现有质地均匀，不吸且不溶于酒精的a、b两实心柱体，质量之比为3∶1，把它们分别放入甲、乙烧杯中，当a、b静止时，如图甲、乙所示，若将b置于a上面一起放入丙烧杯中，静止时a的上表面刚好与液面相平，如图丙，下列说法正确的是（   ）A．a的密度为0.4×103kg/m3B．在图甲中a有四分之一的体积露出液面C．在图甲中a的下表面液体压强与图丙中a的下表面液体压强之比为3∶5D．a、b的体积之比为4∶1【答案】BD【解析】ABD．a在甲烧杯中处于漂浮状态，则Ga=F浮a=ρ酒gV排a，mag=ρ酒gV排a，ma=ρ酒V排a①b在乙烧杯中处于悬浮状态，则Gb=F浮b=ρ酒gVb，mbg=ρ酒gVb，mb=ρ酒Vb②由①和②的比值得到，，V排a=3Vba的质量ma=ρ酒V排a=3ρ酒Vb在丙中，a、b漂浮，则Ga+Gb=F浮=ρ酒gVa，mag+mbg=ρ酒gVa，ma+mb=ρ酒Va③由②和③得到，，Va=4Vba、b的体积之比为4∶1，a的密度a在甲烧杯中处于漂浮状态，则Ga=F浮a=ρ酒gV排a，ρagVa=ρ酒gV排a，在图甲中a露出液面的体积故A错误，BD正确；C．图丙中a的上表面刚好与液面相平，a的下表面到水面的距离等于a的高度，图甲中a排开液体的体积和图丙中a排开液体的体积之比是圆柱体的底面积为S，则由p=ρgh可知图甲中a的下表面液体压强与图丙中a的下表面液体压强之比，故C错误。故选BD。4．（2023江苏连云港）“铜壶滴漏”是中国古代的计时工具，距今700多年。如图所示，它上面有三个壶，分别是日壶、月壶和星壶，也叫送水壶，最下面的寿壶也叫受水壶。日、月、星壶侧面底部都有一个龙头形滴水口，壶盖上开有一个进水孔，小水滴从日壶滴进月壶，再从月壶滴进星壶，最后进入受水壶。受水壶装有两个重要部件：一个是竖立在壶盖正中的铜尺，上有时辰刻度，从下到上分别为：子、丑、寅、卯、辰、已、午、未、申、酉、戌、亥。每个时辰是两个小时，其中子时代表23:00~1:00，丑时代表1:00~3: 00……以此类推；另一个是浮箭，由小木块上连接一把木尺组成，随着受水壶里水量的增加，浮箭自然同步上升。观看浮箭顶端指示的铜尺刻度，就可以知晓当时、当地的时间了。请根据以上信息并结合所学知识，回答下面问题：（1）如图是14∶00浮箭顶端指示的部分铜尺位置的示意图，其中正确的是_________。（2）若浮箭的重力为G，在受水壶中所受的浮力为，则G_________（选填“>”“=”或“<”）。随着受水壶水位的升高，浮箭下部小木块浸没在水中的深度________，受水壶壶底受到水的压强________。若想测量1个时辰浮力对浮箭做的功，还需要测量_________。【答案】（1）C     （2）=     不变     变大     浮箭上升的高度【解析】（1）分析可知，14:00在13:00~15:00之间，为未时，所以浮箭指向未。故ABD错误，C正确。故选C。（2）浮箭漂浮，处于二力平衡状态，浮箭的重力为G，在受水壶中所受的浮力为F浮，则G=F浮。随着受水壶水位的升高，浮箭也跟着上升，浮力不变，故浮箭下部小木块浸没在水中的深度不变，受水壶壶底受到水的压强变大。若想测量1个时辰浮力对浮箭做的功，还需要测量浮箭上升的高度。5．（2023山东枣庄）用弹簧测力计挂着一个长方体金属块，沿竖直方向缓慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁容器中，直至完全浸没（水未溢出），如图甲所示。通过实验得出金属块下表面浸入水中的深度h与其排开水的体积V排的关系，如图乙所示。已知金属块的质量为0.4kg，容器的底面积与金属块的底面积之比为5：1，水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：（1）金属块所受的重力；（2）金属块的下表面浸入水中的深度为2cm时，弹簧测力计的示数；（3）金属块刚浸没时，金属块底部受到水的压强；（4）金属块浸没后与金属块浸入之前比较，水对容器底部的压强增加了多少。【答案】（1）4N；（2）3.8N；（3）500Pa；（4）100Pa【解析】（1）由题意可得，金属块受到的重力为G=mg=0.4kg×10N/kg=4N（2）由题图乙可知，当h=2cm时，金属块排开水的体积V排=20×10-6m3，此时金属块受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-6m3=0.2N弹簧测力计的示数为F拉=G-F浮=4N-0.2N=3.8N（3）由题图乙可知，当h=5cm时，金属块刚好浸没，即金属块的高度为5cm，此时金属块底部受到水的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-2m=500Pa（4）金属块的底面积为容器的底面积为S=5S金=5×10cm2=50cm2增加的压力等于水对金属块的浮力，则△F=F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×50×10-6m3=0.5N水对容器底部增加的压强为6．（2023新疆）如图所示，一柱状鱼缸（缸底有小石子）放在水平地面上，其内圆底面积为。鱼缸内无水时，鱼缸对水平地面的压强为；在鱼缸内加入质量为42kg的水后鱼缸对水平地面的压强为；在鱼缸内再放入几条鱼后，鱼缸对水平地面的压强为。求：（1）质量为42kg的水的重力；（2）鱼缸内无水时，鱼缸（含缸底小石子）的质量；（3）在鱼缸内放入几条鱼后，水对缸底的某一小石子增加的压强。【答案】（1）420N；（2）7kg；（3）350Pa【解析】解：（1）质量为42kg的水，重力为（2）设容器的底面积为S，则鱼缸内无水时，鱼缸的重力为在鱼缸内加入质量为42kg的水后鱼缸对水平面的压力为此时鱼缸对水平地面的压强为根据题意，带入上式解得，则鱼缸内无水时，鱼缸的重力为鱼缸的质量为（3）鱼缸内放入几条鱼后，此时鱼缸的总重力为则鱼的总重力为因为鱼悬浮，且鱼缸为柱形的规则形状，受到的浮力等于其重力，那么液体对容器底部的压力增加量等于鱼的重力，则增加的压力为则增加的压强为7．（2023四川成都）如图所示，薄壁长方体容器A放在水平桌面上，底面积为，高为12cm，质量为。容器A内装有144g水。均匀实心立方体B和C的边长都为4cm，质量分别为，。已知，。忽略实心立方体吸水、容器壁厚度等次要因素。（1）求容器A对水平桌面的压强。（2）若将B缓慢放入容器中，请分析B平衡时的状态，并求出B放入前后水对容器底部压强的变化量。（3）若将C放在B上，再将它们缓慢放入容器中，平衡时C与B的接触面水平，求C对B的压力。【答案】（1）；（2）漂浮状态；；（3）0.208N【解析】（1）容器A对水平桌面的压力容器A对水平桌面的压强（2）B的密度假设B漂浮，受到的浮力排开水的体积B的底面积SB=4cm×4cm=16cm2此时需要的最少水量容器A内装有水的体积因为所以，B一定处于漂浮状态。由体积关系得，水面上升的距离为由得水对容器底部的压强变化量为（3）研究B、C这个整体，假设沉底，C露出水面，则容器内水的深度受到的浮力BC的总重力因为所以假设成立，B、C沉底。此时，C物体浸入水中的深度C受到的浮力所以C对B的压力8．（2023山东泰安）某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发，设计了如下“打捞”过程：如图甲，金属块A部分陷入淤泥内，轻质小船装有18N的沙石，细绳将金属块A和小船紧连，细绳对小船的拉力为2N，水面与船的上沿相平；将小船内所有沙石清除后，金属块A被拉出淤泥静止在水中，如图乙所示。已知金属块A的体积为，，g取，小船的质量忽略不计，细绳的质量和体积忽略不计。（1）甲图中，金属块A上表面距离水面50cm，求金属块A上表面受到的水的压强；（2）乙图中，小船有体积露出水面，求金属块A的密度。【答案】（1）；（2）【解析】（1）已知金属块A上表面距离水面50cm，即由可得，金属块A上表面受到的水的压强为（2）由题意知，小船装有18N沙石时，处于漂浮状态，小船的质量忽略不计，细绳的质量和体积忽略不计，则小船此时受到得浮力为由得，船排开水的体积为当沙石清除后，小船有体积露出水面，此时小船排开水的体积为根据得，此时船受到得浮力为由图乙可知， A完全浸没在水中，根据可得，金属A受到的浮力为金属块A被拉出淤泥静止在水中，则此时小船受到的浮力和金属球受到的浮力等于金属A的重力，则由得，金属球A得质量为根据密度公式可得，金属球A得密度为9．（2023天津）在学习“阿基米德原理”时，可用“实验探究”与“理论探究”两种方式进行研究；请你完成下列任务：【实验探究】通过下图所示的实验，探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系，由实验可得结论______________，这就是阿基米德原理；【理论探究】第一步：建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行研究，如下图所示；第二步：理论推导——利用浮力产生的原因推导阿基米德原理；请你写出推导过程，提示：推导过程中所用物理量需要设定（可在下图中标出）；____【原理应用】水平桌面上有一底面积为的柱形平底薄壁容器，内装质量为m的液体；现将一个底面积为的金属圆柱体放入液体中，圆柱体静止后直立在容器底且未完全浸没（与容器底接触但不密合），整个过程液体未溢出；金属圆柱体静止时所受浮力______。【答案】          见解析     【解析】由图中实验数据可得，F甲-F乙=F丙-F丁，即物体受到的浮力等于排开液体的重力，即。设长方体的底面积为S、高为h，液体密度为，长方体上、下表面所处的深度及受力情况，如下图所示：由于同种液体中，深度越深，液体的压强越大，长方体的上下面表面积相同，由可得，液体对长方体向上的压力大于液体对它向下的压力，两者之差即为浮力由阿基米德原理可得，金属圆柱体静止时所受浮力