2024中考物理 | 要题复习加练:压强和浮力的分析与综合计算!

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要知道年你们将迎来人生中的第一次选拔性考试——中考,所以,这一年的时间都是很宝贵了。不想落后他人,预习复习工作都得做到位。今天,王老师和大家分享的是2024中考物理 | 要题复习加练:压强和浮力的分析与综合计算!

2024中考复习 | 初中物理

压强和浮力的分析与综合计算

【一】取一根内部横截面积为1 cm²的直筒形塑料管,在底部扎上橡皮膜后,称得质量为2 g。向管内倒入10 g液体,再将它放入水中。放手后,观察到橡皮膜恰好变平,如图所示。
请回答:
(1)细管内液体的密度小于(选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度;
(2)水对塑料管底部橡皮膜产生的压强大小;
解:塑料管受到水的压力等于倒入液体的重力大小:
F=G=mg=0.01 kg×10 N/kg=0.1 N
所以对塑料管底部橡皮膜产生的压强:
p=F/S=0.1N/1×10-4m2=1 000 Pa
(3)装有液体的塑料管受到的浮力大小。
解:装有液体的塑料管受到的浮力:
F=G=(m+m)g=(0.01 kg+0.002 kg)×10 N/kg=0.12 N。
【二】中国首艘国产航母001A于2017年4月26日正式下水(如图)。下水方式采用了漂浮式下水,这也是现代航母建造中普遍使用的下水方式。漂浮式下水是打开闸门让海水注入船坞(停泊、修理或制造船只的地方),船依靠浮力浮起后驶离船坞。(g取10 N/kg,海水密度取1.0×103 kg/m3)问:

2024中考物理 | 要题复习加练:压强和浮力的分析与综合计算! 第1张

(1)航母001A设计满载排水量约7万吨,那么它满载时受到的浮力是多少?
解:满载时排水量:m=70 000 t=7×107 kg,
航母满载时受到的浮力:F=G=mg
=7×107 kg×10 N/kg=7×108 N
(2)水面下4 m处海水产生的压强是多少?
解:水面下4 m处海水产生的压强:p=ρ海水gh
=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4 m=4×104 Pa
(3)一位质量为60 kg的歼­15舰载机飞行员来到航母的水平甲板上,若双脚与甲板的接触面积是0.04 m2,则他双脚站立时对甲板的压强是多少?
解:飞行员在水平甲板上,对甲板的压力:
F=G=mg=60 kg×10 N/kg=600 N,
站立时着地面积:S=0.04 m2
双脚站立时对甲板的压强:
p甲板=F/S=600N/0.04m2=1 .5×104 Pa
【三】某同学制作了一个“浮子”。他用质量为2m、高为h、横截面积为2S的质地均匀实心圆柱体,将其中间挖掉横截面积为S、高为h的圆柱体,做成“空心管”;然后用另一个不同材质、质地均匀的实心圆柱体将管的空心部分恰好填满,做成“浮子”,如图甲所示。将“浮子”放入盛有足量水、底面积为S0的圆柱形薄壁容器中。“浮子”刚好悬浮在水中,如图乙所示。已知水的密度为ρ0,请解答下列问题:
(1)该“浮子”的平均密度是多少?
解:因为浮子悬浮在水中,所以ρ浮子=ρ=ρ0
(2)实验中,组成“浮子”的“空心管”和“填充柱体”在水中完全脱离,致使容器中水面高度发生了变化,待水面恢复稳定后,水对容器底部的压强变化了多少?
解:①若“空心管”漂浮,水面高度的变化为Δh,则:
F=G,即ρ0g(Sh-ΔhS0)=mg,
解得,Δh=ρ0Sh-m/ρ0S0
所以Δp=ρ0gΔh=(ρ0Sh-m)g/S0
②若“填充柱体”漂浮,因为ρ浮子=ρ0
所以“填充柱体”的质量:m′=2ρ0Sh-m,
即ρ0g(Sh-Δh′S0)=m′g=2ρ0Sh-m,
同理可得,Δh′=m-ρ0Sh/ρ0S0
由p=ρgh可得,
Δp′=ρ0gΔh′=(m-ρ0Sh)g/S0
【四】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。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(容器厚度不计,忽略液面变化,g取10 N/kg)。求:

2024中考物理 | 要题复习加练:压强和浮力的分析与综合计算! 第2张

(1)圆柱体浸没时受到的浮力;
解:由图像可知,圆柱体重力G=12 N,图像中h为7~9 cm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,圆柱体浸没时受到的浮力:
F=G-F=12 N-4 N=8 N
(2)圆柱体的密度;
解:由F=ρgV得,圆柱体的体积:
V=V=Fg=8 N/1.0×103 kg/m3×10N/kg
=8×10-4 m3
圆柱体的质量:m=G/g=12N/10N/kg=1.2kg
圆柱体的密度:ρ=m/v=1.2kg/8×10-4 m3
=1.5×103 kg/m3
(3)圆柱体在刚浸没时下表面受到的水的压强;
解:由图像可知,圆柱体在刚浸没时,物体又下降4 cm,忽略液面变化,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=ρgh
=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m=400 Pa
(4)若盛水容器的底面积为100 cm2,当圆柱体完全浸没时与圆柱体未浸入水前相比较,水对容器底产生的压强增加了多少;容器对水平支持面的压强增加了多少。
解:体完全浸没时排开水的体积:V=8×10-4 m3,水面升高的深度:Δh=V/S=8×10-4 m3/100×10-4 m2
=0.08m
水对容器底压强的增加量:Δp=ρgΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.08 m=800 Pa;
容器对水平支持面压力的增加量:ΔF=F=8 N,
容器对水平支持面压强的增加量:
Δp′=ΔF/S=8 N/100×10-4 m2=800 Pa
2024中考物理 | 要题复习加练:压强和浮力的分析与综合计算! 第3张
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