江苏省中考物理 有关压强和浮力的综合题 苏科版.doc

综合计算题第1 讲 力学计算力学计算题是通过物理定律、公式的运用与计算，对题目给的物理量进行数学运算，得到所需的答案.力学计算题主要包括压强与浮力的综合计算；含有简单机械的综合计算；有关机械效率的综合计算题. 从命题形式上看，综合题它往往借助生产生活中的实物或事件为载体，从不同的角度挖掘其中所隐含的物理过程，最后求解出某些相关的问题.题型之一 有关压强和浮力的综合题这类计算题往往将密度、固体压强、气体压强及浮力的计算综合交织在一起考查，解答这类题时首先要选出正确的计算公式；二是要正确理解公式中物理量的意义；最后整体分析与单独分析相结合. （2014重庆b）如图甲所示，水平旋转的平底柱形容器a 的底面积为200 cm2，不吸水的正方体木块b 重为5 n，边长为10 cm，静止在容器底部，质量体积忽略的细线一端固定在容器底部，另一端固定在木块底面中央，且细线的长度为l5 cm，已知水的密度为1.0103 kg/m3.求：（1）甲图中，木块对容器底部的压强多大？（2）问容器a中缓慢加水，当细线受到拉力为1 n时，停止加水，如图乙所示，此时木块b受到的浮力是多大？（3）将图乙中与b相连的细线剪断，当木块静止时，容器底部受到水的压强是多大？点拨：根据木块b的所受的重力和边长，结合固体压强的公式计算出木块对容器底部的压强；对木块进行受力分析，列出平衡等式，求出木块在水中受到的浮力；绳子剪断后，木块在水中处于漂浮状态，求出此时木块排开水的体积，然后再求出排开水的高度，进而求出容器底部所受水的压强.1. （2013聊城）如图甲所示，弹簧测力计下面挂一实心圆柱体，将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降（其底面始终与水面平行），使其逐渐浸没入水中某一深度处.如图乙是整个过程中弹簧测力计的示数f与圆柱体下降高度h变化关系的数据图像.已知水=1.0103 kg/m3，g取10 n/kg.求：（1）圆柱体的重力.（2）圆柱体浸没时受到的浮力.（3）圆柱体的密度.（4）圆柱体在刚浸没时下表面受到的水的压强.2. （2014汕尾）如图所示为某种型号潜水艇，其体积为510 m（海水密度近似取1.010kg/m，g取10 n/kg）.求： （1）它在潜入到水下执行任务时所受浮力； （2）它潜入到水下200 m时，它的一个面积为1.2 m的舱盖所受海水的压强和压力.3. （2013重庆）2013年5月12号是母亲节，小明陪父母一起去商场，想送给母亲节日礼物，在商场中妈妈看上了既美观又实用的茶几鱼缸，如图甲所示.现将该鱼缸放在水平地面上，已知鱼缸内的底面积是0.8 m，所装水的深度为0.5 m.一条质量为100 g的金鱼悬浮在鱼缸水中，如图乙所示，g取10 n/kg.（1）金鱼受到的浮力是多大？ （2）水对鱼缸底部的压力是多大？4. （2014玉林）如图所示，体积为500 cm的长方体木块浸没在装有水的柱形容器中， 细线对木块的拉力为2 n，此时水的深度为20 cm.（g取10 n/kg），求：（1）水对容器底的压强；（2）木块受到水的浮力；（3）木块的密度；（4）若剪断细线待木块静止后，将木块露出水面的部分切去，要使剩余木块刚好浸没在水中，在木块上应加多大的力？5. （2014广安）如图所示，一个圆柱形容器的底面积是10 dm2，装入一定量的水.现将 一个方木块放入容器中，木块漂浮在水面上，水未溢出，木块浸入水中的体积是6 dm3， 这时水的深度为8 dm.（g取10 n/kg，水=1.0103 kg/m3）求： （1）木块受到的浮力是多大？ （2）放入木块后，容器底部受到水的压力是多大？6. （2014黔西南）汕昆高速公路“册亨-兴义”其中有一隧道长4 km，小汽车以100 km/h 的速度通过，所用的时间是多少小时？如果小汽车油箱装满油的容积是10-2m3，质量 7.1kg，油的密度是多少？如果油的深度是20 cm，油对油箱底所产生的压强是多少？7. （2014黄冈）2014年4月14日，为寻找失联的mh370航班，启用了“蓝鳍金枪鱼-21” （简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻.其外形与潜艇相似（如图甲所示），相关 标准参数为：体积1 m3、质量750 kg，最大潜水深度4 500 m，最大航速7.4 km/h （不考虑海水密度变化，密度取1.0103 kg/m3，g取10 n/kg）. （1）假设“金枪鱼”上有面积为20 cm2的探测窗口，当它由海水中2 000 m处下潜至 最大潜水深度处，问该探测窗口承受海水的压力增加了多少？ （2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时恰能静止漂浮在海面上，此时露出海面体积 为多大？ （3）若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其匀速竖直吊离海面.起重装置拉力的 功率随时间变化的图像如图乙所示，图中p3=3p1.求t1时刻起重装置对“金枪鱼”的 拉力（不考虑水的阻力）.8（2014天津）下面是小明自制“浮力秤”的装置图（如图）和使用说明书已知水的密度为水，秤盘中未放物体时浮体的圆柱体侵入水中的深度为h0，请根据上述内容和条件解答：（1）在图中画出未称物体时，浮体在水中沿竖直方向受力的示意图；（2）推倒出被称物体质量m与浮体的圆柱体浸入水中深度h之间的关系式；（3）求出要使此“浮力秤”能够达到最大称量值，使用前应在外筒中至少加入的水的质量9（2014成都）阅读了教材“自制密度计”的课外小实验后，小叶和小王决定进行一下尝试（1）两人选择了一个由某种特殊材料制成的条形长方体a来制作密度计小王测得a的质量为12g当它漂浮在不同液面上时，所受到的浮力为 n（g=10n/kg）（2）小叶查阅了相关资料，在得知该材料的密度后，作出了如图甲所示的v图象，据图象可以找到关于a的一些信息两人发现a的质量可以在v图中用阴影部分面积表示出来，请你在图中用斜线画出这一阴影部分（3）小王想用理论推导的方法，在a上标注出各种密度值他选择首先标注水的密度，在测量出a的长度为20cm后，作出了图乙所示的示意图经过计算，他确定出水面位置在距a上表面h= cm处，并作了标记（水=1.0103kg/m3）（4）为了保证收益结果，两人将a放入足够多的水中，发现它不容易竖直漂浮小叶在a的下端密绕了适量的金属丝（金属丝体积忽略不计），制成了“密度计”b小王提醒他，如果这样，b的刻度应该与a不同为了重新标注，他们应该测量的一个物理量是 （5）按照上述方法，两人在b上标注出了水、酒精、汽油等液体对应的刻度值，一个简易的密度计就制成了参考答案例1（1）f=g=5 n，s=0.1 m0.1 m=0.01 m2=500 pa；（2）木块b现在在水中受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、拉力，在这三个力的作用下处于静止状态，故f浮=g+f拉=5 n+1 n=6 n；（3）据（2）可知f浮=6 n；故此时木块浸入水中的体积是：f浮=gv排，v排=f浮/（g） =6 n/(1 000 kg/m310 n/kg)=0.000 6 m3；故此时木块浸入水中的深度是：h=v/s=0.000 6 m3/0.01 m2 =0.06 m=6 cm；故此时液面的总高度是：h=6 cm+5 cm=11 cm；故此时杯中水的体积是：v=0.02 m20.11 m-0.000 6 m3=0.001 6 m3将图乙中与b相连的细线剪断，当木块静止时，木块恰好处于漂浮状态，即此时f浮=g物=5 n；v排=f浮/（g） =5 n/(1 000 kg/m310 n/kg)=0.000 5 m3；故此时水和木块浸入水中的总体积是：v=0.001 6 m3+0.000 5 m3=0.002 1 m3；所以此时的液体的深度是：h=0.002 1 m3/0.02 m2 =0.105 m；故此时容器底部所受的压强是：p=gh=1 000 kg/m310 n/kg0.105 m=1 050 pa.针对训练1.（1）由图像可知，当h=0时，弹簧测力计示数为12 n，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知，g=f拉=12 n；（2）图像中cd段是圆柱体完全浸入水中的情况，此时圆柱体受到的拉力f=4 n，则圆柱体受到的浮力f浮=g-f=12 n-4 n=8 n.（3）圆柱体完全浸入水中时根据f浮=水gv排得：v物=v排=810-4 m3，由公式g=mg可求出物体的质量m=1.2 kg， 则圆柱体密度物=1.5103 kg/m3.（4）由图像可知，不考虑水面上升，圆柱体在刚浸没时，物体又下降4 cm，则下表面所处的深度为h=4 cm=0.04 m，因此刚浸没时下表面受到的液体压强p=水gh=1.0103 kg/m310 n/kg0.04 m=400 pa.2.（1）因为潜水艇排开海水的体积等于潜水艇的体积v=5103 m3，所以潜水艇受到的浮力：f浮=gv排=1.0103 kg/m310 n/kg5103 m3=5107 n（2）海水对潜水艇外壳的压强：p=gh=1.0103 kg/m310 n/kg200 m=2106 pa由得，f=ps=2106 pa1.2 m2=2.4106 n3.（1）因为金鱼悬浮，所以它受到的浮力等于总重力：f=g=mg=0.1 kg10 n/kg=1 n；（2）水对鱼缸底部的压强:p=gh=1.0103 kg/m310 n/kg0.5 m=5103 pa，水对鱼缸底部的压力:f=ps=5103 pa0.8 m2=4103 n.4.（1）水对容器底的压强：p=水gh=1.0103 kg/m310 n/kg2010-2 m=2 000 pa；（2）根据阿基米德原理得：f浮=水gv排=水gv木=1.0103 kg/m310 n/kg0.000 5 m3=5 n；（3）此时木块受到三个力的作用，向上的是浮力，向下的重力和拉力，即f浮=g+f拉；故g=f浮-f拉=5 n-2 n=3 n；故其质量是m= =0.3 kg；由密度的计算公式=600 kg/m3；（4)剪刀剪断后,f浮=g木=3 n此时,v排=f浮/（水g）=3/（1.0103 kg/m210 n/kg）=310-4 m3切去后,g木=木v木g=木v排g=0.6103 kg/m3310-4 m310 n/kg=1.8 n应加的力的大小为:f=f浮-g木=3 n-1.8 n=1.2 n5.（1）因为v排=v=6 dm3=610-3 m3，所以f浮=水gv排=1 000 kg/m310 n/kg610-3 m3=60 n；（2）h=8 dm=0.8 m，则水对容器底的压强：p=水gh=1 000 kg/m310 n/kg0.8 m=8103 pa.故f=ps=8103 pa1010-2 m2=800 n.6.（1）由v=st得小汽车通过隧道的时间：t=0.04 h；（2）油的密度：=0.71103 kg/m3；（3）油对油箱底所产生的压强：p=gh=0.71103 kg/m39.8 n/kg0.2 m=1391.6 pa.7.（1）海面下2 000 m处的压强：p1=gh1=1.0103 kg/m310 n/kg2 000 m=2107 pa；下潜至最大潜水深度处压强：p2=gh2=1.0103 kg/m310 n/kg4 500 m=4.5107 pa；增加的压强：p=p2-p1=4.5107 pa-2107 pa=2.5107 pa；由f=ps得探测窗口承受海水的压力增加：f=ps=2.5107 pa2010-4 m2=5104 n.（2）由于“金枪鱼”搜寻任务完成后，静止漂浮在海面上，所以有f浮=g.又由f浮=v排g，g=mg，得v排g=mg，v排=0.75 m3 露出海面体积：v露=v-v排=1 m3-0.75 m3=0.25 m3.（3）由于起重装置吊起“金枪鱼”是匀速竖直吊离海面，所以速度保持不变即v1=v3，由p=fv，得p1=f1v1，p3=f3v3，又p3=3p1，所以有f3=3f1，f1=f3，在t3时刻“金枪鱼”离开水面，由图像分析知，此时起重装置对“金枪鱼”的拉力等于“金枪鱼”的重力，即f3=mg所以t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力：f1=mg=750 kg10 n/kg=2 500 n.8. （1）过浮体的重心分别沿竖直向上和竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并用符合f浮1和g0表示，如下图所示：（2）秤盘中未放物体时，浮体在水中漂浮，则有f浮1=g0水gv排1=g0化简后可得：g0=d水gh0；被秤物体放在秤盘上后，浮体仍漂浮，则有f浮2=g0+g物水gv排2=g0+mg水gdh=水gdh0+mg化简后可得：m=d水（hh0）；（3）至少应加入水的体积：v水=（d2d）l0，其质量：m水=水v水=（d2d）水l0答：（2）被称物体质量m与浮体的圆柱体浸入水中深度h之间的关系式为m=d水（hh0）；（3）使用前应在外筒中至少加入水的质量为（d2d）水l09. 解：（1）由物体的浮沉条件可知浮力等于重力：f浮=g=mg=12103kg/m310n/kg=0.12n；（2）由图象可知物体a的密度a=0.6g/cm3，由=得