2021年中考物理二轮专项复习 压强与浮力 计算题专练（含答案）
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压强与浮力 计算题专练
1. “蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30m3，空载时质量约为22t，最大荷载240kg。
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大？
(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入多少立方米的水？(海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg)
2.在缺水的地区，需要时刻储备生活用水．图示为一种具有自动蓄水功能的长方形水池，A是一个底面积为100 cm2的方形塑料盒，与塑料盒连接的直杆可绕固定点O转动，当蓄水量达到2.4 m3时，活塞B堵住进水管，注水结束，水位为H.(水的密度是1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)注水的过程中，随着水位上升，水对水池底部的压强逐渐________．
(2)注水结束时，水池中水的质量是多少？此时塑料盒浸入水中的深度是10 cm，塑料盒所受的浮力是多大？
(3)若在塑料盒内放入质量为0.3 kg的物体，注水结束时的水位比H高了多少？
3.某同学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置，它的底部较重，可以竖直漂浮在水面上，总质量为0.21 kg，底面积为3×10－3 m2，不放物体时，在与水面所对应位置处标为质量的“0”刻度线，如图甲所示(g取10 N/kg)．请解答下列问题：
(1)不放物体时，该装置所受的浮力是多大？
(2)如图乙所示，在该装置中放入一个体积为1.5×10－5 m3的物块A，它的底部距离水面h=0.11 m．此时，该装置受到的浮力是多大？与水面所对应位置处的刻度线应标为多少克？
(3)物块A的密度是多少？
4.某同学用底面积S为5 cm2的圆柱形直管和金属小颗粒自制一个密度计，如图所示．密度计总重0.4 N，高12.5 cm.当密度计竖直漂浮在水中时，浸入水中的深度为8 cm，这时在密度计与水面相平的a点处标上水的密度值．(g取10 N/kg, ρ 酒精=0.8×103 kg/m3)
(1)密度计在水中受到的浮力为________ N．若要在密度计上标出酒精的密度值，应标在a点________(选填“之上”或“之下”)．
(2)密度计在水中竖直漂浮时，水对密度计底部的压强是多少？
(3)求密度计所能测量的液体密度的最小值．
5.某次物理活动举行了“造船”比赛,他们用的材料是密度为1.5×103 kg/m3的橡皮泥,其中王强同学选了一块竖立在水平桌面上的圆柱体橡皮泥,它的底面积为1.0×10-3 m2、高为0.2 m,最后造出了最大排水体积为6.0×10-4 m3的小船。求:(g取10 N/kg)
(1)王强同学所选橡皮泥的质量。
(2)橡皮泥对桌面产生的压强。
(3)王强同学造的船在水中最大排水时受到的浮力。
6.港珠澳大桥由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成，工程完成后，从香港到珠海三个多小时的车程缩短到半个多小时。海底隧道是我国首条超大型深埋沉管隧道，实际安装水深45m，求在海底隧道作业的工人承受的海水压强。(海水密度ρ=1.03×103kg/m3，g=10N/kg)
7.如图所示，置于水平桌面上的容器，底面积为200cm2，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1.1×103Pa。(g取10N/kg，忽略容器壁的厚度)求：
(1)容器未装水时对桌面的压强；
(2)容器盛水后，水对容器底面的压力；
(3)容器中水的质量。
8.中联重科是湖南省有名的重工企业,它生产的某型号载重卡车的技术参数如下表所示,当它匀速行驶时所受的摩擦力是其总重的0.2倍,g取10 N/kg,则:
(1)该卡车空载时,所受的重力是多少?
(2)该卡车空载时,在水平路面上匀速行驶所受的牵引力是多少?
(3)已知长沙南湖隧道的路面能承受的最大压强为9×105 Pa,该卡车满载时通过隧道是否会对路面造成损坏?(写出必要的计算过程)
9.重为200 N的方形玻璃槽,底面积为0.4 m2,放在水平台面上,向槽中加水至水深为0.3 m。(g取10 N/kg,玻璃槽的侧壁厚度不计)
(1)求水对玻璃槽底部的压强和槽底对水平台面的压强。
(2)将边长为20 cm的正方体物块轻轻放入水中,如图K12-18乙所示,当其静止时,测出该物块露出水面的高度为5 cm,求该物块的密度。
(3)如图丙所示,用力F垂直向下作用在物块的上表面,使物块露出水面的高度为2 cm并保持静止,求此时力F的大小。
10.如图所示为一名飞行爱好者自制的飞行器．该飞行器利用150个大小相等的氦气球所受的浮力牵引上升，驾驶者和飞行器所有装置的总质量为 270 kg(包括氦气质量).某次飞行时， 9 h飞行了380 km.请解答以下问题．(g取10 N/kg，ρ空气=1.29 kg/m3，忽略阻力及所载物体受到的浮力，计算结果保留一位小数)
(1)此次飞行的平均速度是多少？
(2)飞行器在空中匀速上升时，150个氦气球受到的浮力是多大？每个氦气球的体积是多大？
(3)要使飞行器安全下落，可采取的方法是___________________________．
答案解析
1.解：
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时，根据漂浮条件可知，潜水器受到浮力：
F浮=G空载=m空载g=22×103kg×10N/kg=2.2×105N。
(2)满载下沉时潜水器排开海水的体积：V排=V船=30m3，
此时潜水器受到的浮力：F浮′=ρ海gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N，
满载总重力：G满=m满g=(22×103kg＋240kg)×10N/kg=2.224×105N，
G注水=F浮′－G满=3×105N－2.224×105N=7.76×104N，
则由G=mg=ρVg可得，注入水的体积：V注入===7.76m3。
答：
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为2.2×105N；
(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，至少注入7.76m3的水。
2.答案为：(1)增大；
解析：根据液体压强公式p=ρgh，可以得出：液体的压强与液体的密度和液体的深度有关．在液体的密度一定时，液体的压强随液体深度的增加而增大，所以在注水的过程中，随着水位上升，水对水池底部的压强逐渐增大．
解：(2)水池中水的质量m=ρV=1.0×103 kg/m3×2.4 m3=2.4×103 kg
塑料盒排开水的体积V排=Sh=100 cm2×10 cm=103 cm3=10－3 m3
塑料盒受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10－3 m3=10 N
(3)物体重力G=mg=0.3 kg×10 N/kg=3 N
注水结束时，塑料盒受到的浮力应增加3 N
塑料盒排开水的体积增加值V′===3×10－4 m3
水位变化h′===0.03 m
3.解：
(1)该装置的重力为G=mg=0.21 kg×10 N/kg=2.1 N
由二力平衡条件可知F浮1=G=2.1 N
(2) 该装置排开水的体积为V排=Sh=3×10－3 m2×0.11 m=3.3×10－4 m3
所受的浮力为F浮2=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3.3×10－4 m3=3.3 N
由二力平衡条件可知G总=F浮2=3.3 N
物块A的重力为GA=G总－G=3.3 N－2.1 N=1.2 N
物块A的质量为mA===0.12 kg=120 g
与水面所对应位置处的刻度线应标为120 g
(3)物块A的密度为ρA===8×103 kg/m3
4.解：
(1)0.4 之上
(2)水对密度计底部的压强p=ρ水gh水=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.08 m=800 Pa
(3)当密度计刚好竖直没入液体中时，该液体的密度就是密度计所能测得的最小密度值，
此时F浮=G=0.4 N
由F浮=ρ液gV排 , V排=Sh液
得ρ液== =0.64×103 kg/m3
5.解:
(1)橡皮泥的质量m=ρV=ρSh=1.5×103 kg/m3×1.0×10-3 m2×0.2 m=0.3 kg。
(2)橡皮泥对桌面产生的压强p=====3×103 Pa。
(3)最大排水时受到的浮力为F浮=G排水=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×6.0×10-4 m3×10 N/kg=6 N。
6.解：在海底隧道作业的工人承受的海水压强：
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×45m=4.635×105Pa。
答：在海底隧道作业的工人承受的海水压强为4.635×105Pa。
7.解：
(1)容器未装水时对桌面的压力：F=G=m容器g=0.2kg×10N/kg=2N，
容器未装水时对桌面的压强：p===100Pa。
(2)水对容器的压强：p′=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa，
由p=可得，水对容器的压力：F′=p′S=1500Pa×200×10－4m2=30N。
(3)容器和水的总重力：G总=F″=p″S=1.1×103Pa×200×10－4m2=22N，
容器和水的总质量：m总===2.2kg，
容器中水的质量：m水=m总－m容器=2.2kg－0.2kg=2kg。
答：
(1)容器未装水时对桌面的压强为100Pa；
(2)容器盛水后，水对容器的压力为30N；
(3)容器中水的质量为2kg。
8.解:(1)该卡车空载时,所受重力G=mg=2×104 kg×10 N/kg=2×105 N。
(2)该卡车空载时,所受阻力f=0.2G=0.2×2×105 N=4×104 N。
因为做匀速直线运动,故牵引力F牵=f=4×104 N。
(3)该卡车满载时,对地面的压力F=G总=(m+m物)g=(2×104 kg+4×104 kg)×10 N/kg=6×105 N。
该卡车行驶时车轮与地面接触的总面积S=12×0.05 m2=0.6 m2。
该卡车满载时对地面的压强p===106 Pa>9×105 Pa,故会对路面造成损坏。
9.解:
(1)水对玻璃槽底部的压强p水=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m=3×103 Pa;
槽底对水平台的压强p槽=====3.5×103 Pa。
(2)因为物块漂浮,所以F浮=G物,即ρ水gV排=ρ物gV物①,
又因为物体边长为20 cm,露出水面的高度为5 cm,
所以====②,
①②联立解得ρ物=ρ水=×1×103 kg/m3=0.75×103 kg/m3。
(3)因为物体边长为20 cm,此时露出水面的高度为2 cm,
所以V排'=S物h浸'=0.2 m×0.2 m×(0.2 m-0.02 m)=7.2×10-3 m3,
此时受到水的浮力F'浮=ρ水gV排'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×7.2×10-3 m3=72 N,
V物=(0.2 m)3=8×10-3 m3,
G物=ρ物gV物=0.75×103 kg/m3×10 N/kg×8×10-3 m3=60 N。
此时物体受力平衡,所以F+G物=F'浮,
则F=F'浮-G物=72 N-60 N=12 N。
10.解：(1)平均速度v==≈42.2 km/h
(2)驾驶者和飞行器的总重力为G=mg=270 kg×10 N/kg=2 700 N
由二力平衡条件可知，150个氦气球受到的浮力是F浮总=G=2 700 N
每个氦气球受到的浮力是F浮===18 N
由F浮=ρ空气gV 得，每个氦气球的体积是V==≈1.4 m3
(3)根据实际情况，击破几个气球(或剪断几根拴气球的绳子)
