中考物理必刷题 专题训练18压强、浮力综合计算

专题训练18  压强、浮力综合计算

1．在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中，若王冠的质量为490g，浸没在水中称时，测力计示数为4.5N。求：

（1）王冠受到的重力是多少？

（2）王冠浸没在水中受到的浮力是多少？

（3）若王冠体积为40cm3，它的密度是多少？

2．在“想想做做”教学活动中，老师组织学生开展了用橡皮泥进行“造船”比赛活动。要求每个学生用一块质量为60g、密度为1.5×l03 kg/m3的橡皮泥造一艘小船，然后把图钉或者螺母、沙粒等当做“货物”装进去，看谁的小船装载的“货物”最多，最后是小华同学造的小船以装载了100g的“货物”获胜，如图所示。求：

（l）这块橡皮泥直接放入水中所受到的浮力。

（2）小华“造”的小船装载100g货物时受到的浮力。

（3）根据上面的计算，说一说用钢铁造的船能浮在水面上的道理。

3．潜水艇能潜入水下，进行侦察和袭击，是一种重要的军用舰艇。某型号潜水艇体积达2000m3，可潜入水下300米深，问：

（1）在300m深的水下，潜水艇受到水的压强是多大？所受水的浮力是多少？（g=10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）

（2）潜水艇在水中上浮过程中（未露出水面），浮力如何变化？为什么？所受压强如何变化？为什么？

4．某同学用圆柱体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，总质量为0.21kg、底面积为3×10-3m2，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．请解答下列问题：（g取10N/kg）

（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1.5×10-5m3的物块A，它的底部在水面下的深度h＝0.11m．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多少g？

（3）物块A的密度是多少？

5．潜水艇能潜入水下航行，进行侦察和袭击，如图是某型号的潜水艇的截面图，潜水艇两侧有水舱，通过向水舱中充水或从水舱中排水来实现下沉或上浮（ρ海水＝1.03×103kg／m3；g=10 N／kg）

（1）如果水舱没有充海水时，潜水艇的总质量为9.27×105kg，此时潜水艇漂浮在海面，求潜水艇排开海水的体积；

（2）在某次海上演习时，若潜水艇底部某处距海面的深度为300 m，求该处受到海水的压强。

6．小东同学有一块质量是60g的奇特的小石头，他学习了浮力的知识后，想测出这石头的密度．小东做法如下：他用细绳系住石头，把石头慢慢放入深为8cm的盛满水的烧杯中，直到浸没，如图所示，同时有部分水从烧杯中溢出，他用天平测出了溢出的水质量为30g。请你帮他计算：（取水的密度ρ水＝1.0×103kg／m3，g＝10N／kg）

（1）小石头没有放入烧杯前，烧杯底受到水的压强是多大?

（2）小石头浸没在水中时受到的浮力是多大?

（3）小石头的体积有一半浸入水中时，细绳的拉力是多大?

（4）小石头的密度是多大?

7．如图所示，某同学在一薄壁平底玻璃管中装入沙子，管口密封，制成一个“密度计”，用来测量液体密度。已知，试管和沙子总质量为40g， 试管底面积为2.5cm2。当放入某未知密度的液体中静止时，“密度计”漂浮在液面上，浸入液体中的体积为50cm3。（提示：计算中取g＝10N/kg）

（1）“密度计”受到的浮力是多大？

（2）这种液体的密度是多大？

（3）液体对“密度计”底面的压强是多大？

8．如图所示，将一个体积为1.0×10-3m3、重6N的木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器的底部。当容器中倒入足够的水使木块被浸没时，求：（g=10N/kg）

（1）木块浸没在水中受到的浮力

（2）剪断细线后，木块处于静止时，木块露出水面的体积多大？

（3）木块露出水面处于静止后，容器底部所受水的压强减小了多少？

9．江津区中山镇有一个孩子们热衷的“水上行走球”游乐项目。游戏者被关进了一个直径2.5m的大塑料球中，充气后封闭起来，然后连人带球被推进水中，游戏者在球中玩耍时，球始终浮在水面，如图所示。已知水的密度为1.0×103kg/m3,塑料球和球内气体的质量共计为15kg，若某次游戏中游戏者的质量为55kg，求：

（1）塑料球在水中所受的浮力是多少？

（2）塑料球排开水的体积为多少？

（3）水面下10 cm深处水对塑料球的压强为多少？

10．上周学校购买了一批水龙头，据商家说材料是铜质的，实验室的老师组织九年级的一些同学通过实验来验证商家的说法。他们把一个水龙头用轻质细线捆好后挂在弹簧测力计上，在空气中测得它的重力为1.6N，再把这个水龙头浸没在水中，如图所示，这时弹簧测力计的读数为1.4N。

求：（1）每个水龙头的质量是多少？

（2）这个水龙头浸没在水中时所受到的浮力有多大？

（3）这批水龙头的密度是多少？商家的说法是否正确？

11．如图所示，在木块A上放有一铁块B，木块刚好全部浸入水中，已知：木块的体积为100cm3，木块的密度为ρ木＝0.6×103kg/m3，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，容器底面积为100cm2．（g＝10N/kg）求：

（1）C点受到的水压强和容器底部受到水的压力；

（2）铁块的质量。

参考答案

1.（1）4.9N   （2）0.4N   （3）12.25g/cm3

2.（1）

F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-5m3=0.4N

（2）G总=G物+G船=0.1kg×10N/kg+0.06 kg×10N/kg=1.6N

小船漂浮F浮=G总=1.6N

（3）用钢铁造的船是空心的，增大了排开水的体积，从而增大了浮力。

3.（1）压强p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×300m＝3×106Pa；

浮力F浮＝ρgV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2000m3＝2×107N

（2）①浮力不变。因为上浮过程，排开水的重力不变，所以浮力不变；②压强减小。因为上浮过程，潜水艇在水中的深度在减小，所以压强减小

4.（1）解：该装置的重力为G＝mg＝0.21kg×10N/kg＝2.1N

因为该装置漂浮在水面，由二力平衡条件可知F浮1＝G＝2.1N．

（2）该装置排开水的体积为

V排水＝Sh＝3×10-3m2×0.11m＝3.3×10-4m3

所受浮力为F浮2＝ρ水V排水g＝1.0×103kg/m3×3.3×10-4m3×10N/kg＝3.3N

因为该装置和物块A整体漂浮在水面，由二力平衡条件可知G总＝F浮2＝3.3N．

物块A的重力为GA＝G总－G＝3.3N－2.1N＝1.2N

物块A的质量为

与水面所对应位置处的刻度线应标为120g．

（3）物块A的密度为

5.（1）900m3   （2）3.09×106Pa

6.（1）烧杯底受到水的压强是：

p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-2m=8×102Pa

（2）小石头浸没在水中时受到的浮力：

F浮=G物=m排g=30×10-3kg×10N/kg=0.3N

（3）细绳的拉力是：

F拉=G石-F浮/2=m石g-F浮/2=60×10-3kg×10N/kg - 0.3N/2=0.45N

（4）小石头浸没在水中时，小石头的体积是：

7.（1）“密度计”的重力G=mg=40×10-3kg×10N/kg=0.4N

由于“密度计”漂浮在未知液体中，浮力等于重力，

所以，“密度计”受到的浮力F浮=G=0.4N

（2）根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排，变形得

这种液体密度为

（3）方法1：“密度计”浸入液体中的深度

液体对“密度计”底面的压强

p=ρ液gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.2m=1.6×103Pa

方法2：“密度计”漂浮在液面上时，底面受到水的压力等于它的浮力

即，F=F浮=0.4N

 “密度计”底面受到水的压强为

8.（1）由F浮=ρ液V排g得：

F浮=1.0×103kg/m3×1.0×10-3m3×10N/kg=10N

（2）木块静止在水面时，由于漂浮，所以F浮=G=6N

V排′=F浮/ρ水g=6N/1.0×103kg/m3×10N/kg=6.0×10-4m3

V露=V- V排’=1.0×10-3m3-6.0×10-4m3=4.0×10-4m3

（3）h减= V露/S=4.0×10-4m3/400×10-4m2=0.01 m

由p=ρ液hg得：

p=1.0×103kg/m3×0.01m×10N/kg=100Pa

9.（1）

（2）

（3）

10.（1）

（2）F浮=G-G′=1.6N-1.4N=0.2N

（3）V=V排=

ρ=m/V=0.16kg/2×10-5m3=8×103kg/m3

∵8×103kg/m3＜8.9×103kg/m3

∴这批水龙头不是纯铜。

11.（1）由图可知C点的深度：h＝40cm＝0.4m，

则C点受到水的压强为：

p＝ρ水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.4m＝4×103Pa；

由于C点在容器底部，则容器底部受到水的压强与C点的压强相等，

根据p＝可得容器底部受到水的压力：

F＝pS＝4×103Pa×100×10﹣4m2＝40N；

（2）木块刚好全部浸入水中，则V排＝V木＝100cm3＝1×10﹣4m3；

则木块受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3＝1N，

木块受到的重力：G木＝ρ木V木g＝0.6×103kg/m3×1×10﹣4m3×10N/kg＝0.6N，

因为木块和铁块的整体处于漂浮，所以，F浮＝G总＝G木+G铁，

则铁块的重力：G铁＝F浮－G木＝1N－0.6N＝0.4N，

铁块的质量m铁＝＝=0.04kg＝40g。