陕西省2024年物理中考热点备考重难专题：压强浮力综合类（课后练习）

这是一份陕西省2024年物理中考热点备考重难专题：压强浮力综合类（课后练习），共4页。试卷主要包含了5 m/s，0×10－4 m3＝1等内容，欢迎下载使用。

1.(2022陕西定心卷)2022年4月26日，“探索二号”科考船搭载着“深海勇士”号返航，圆满完成2022年度南海北部典型区域海洋环境调查第一航段任务，如图为“探索二号”将“深海勇士”号放入水前的画面．“探索二号”满载排水量约为6 800 t，最高航速约为27 km/h.本航次“深海勇士”号在1 573 m到3 689 m不同深度的海底获取了一批海水生物和岩石样本，并获得了第一手现代海底地貌影像资料．(ρ海水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)“深海勇士”号下潜过程中，以“深海勇士”号为参照物，“探索二号”是________(选填“静止”或“运动”)的．
(2)“深海勇士”号探索至最深处受到的压强是多少？
(3)“探索二号”满载时所受浮力是多少？满载的“探索二号”以最高航速匀速直线航行时，受到的阻力约为船总重的0.2倍，则“探索二号”的功率是多少？
实战演练
1.图甲是我国三大主战舰之一的075型两栖攻击舰，该舰舰长为250 m、宽为30 m，满载时吃水深度为7 m．(海水密度取1.05×103 kg/m3)求：
(1)该战舰从长江驶入海中时，会_____(选填“上浮”“下沉”或“不变”)
(2)该战舰满载时舰底最深处受到的海水压强；
(3)当战舰上的一架舰载直升机起飞后，该战舰排开水的体积减小了15 m3，则这架舰载机的质量是多少；
(4)该战舰以恒定功率从静止开始航行，路程s与时间t的关系如图乙所示，若战舰所受的阻力保持不变，大小为1×105 N，则战舰在0～10 s内动力所做的功是多少．
2.(2022陕西预测卷)学习了浮力的知识后，小明对潜水艇的浮沉产生了很大的兴趣．他用一个体积为500 cm3的长方体水箱模拟潜水艇，内装300 cm3的水，总重为7 N，放在底面积为100 cm2的容器中，如图甲所示；“潜水艇”内的压缩空气装置可将水排出后并密封，如图乙所示，排出的水仍在容器中且容器足够高．(ρ水＝1.0 × 103 kg/m3，g取10 N/kg)求：
(1)“潜水艇”悬浮在水中，当用压缩空气把水舱中的水排出部分时，“潜水艇”将________(选填“上浮”或“下沉”)；
(2)图甲中“潜水艇”对容器底的压力；
(3)排出水的重力为多少时，“潜水艇”刚好能悬浮？
(4)当“潜水艇”中的水全部排出后，水对容器底压强相对于图甲时的变化量．
压强浮力综合类
典例精讲
例 (1)运动
解：(2)“深海勇士”号在最深处3 689 m时受到的压强
p＝ρ海水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3 689 m＝3.689×107 Pa
(3)“探索二号”满载时受到的浮力F浮＝G排＝m排g＝6.8×106 kg×10 N/kg＝6.8×107 N
由二力平衡可知船的重力等于船漂浮时受到的浮力，即G船＝F浮＝6.8×107 N
“探索二号”以最高航速匀速直线航行时，受到的阻力约为船总重的0.2倍，即
f＝0.2G船＝0.2×6.8×107 N＝1.36×107 N
v＝27 km/h＝7.5 m/s
因为“探索二号”匀速直线航行
所以牵引力F＝f＝1.36×107 N
“探索二号”的功率P＝ eq \f(W,t) ＝ eq \f(Fs,t) ＝Fv＝1.36×107 N×7.5 m/s＝1.02×108 W
实战演练
1.(1)上浮
(2)战舰满载时吃水深度为7 m
满载时舰底最深处受到海水压强为
p＝ρ海水gh＝1.05×103 kg/m3×10 N/kg×7 m＝7.35×104 Pa
(3)舰载直升机起飞后，该战舰的排开水的体积减小了15 m3，减小的浮力
ΔF浮＝ρ海水gΔV排＝1.05×103 kg/m3×10 N/kg×15 m3＝1.575×105 N
因为战舰是漂浮状态，所以G机＝ΔF浮＝1.575×105 N
由G＝mg得：m机＝ EQ \F(G机,g) ＝ EQ \F(1.575×105,10 N/kg) ＝1.575×104 kg＝15.75 t
(4)由图乙可知10～20 s战舰做匀速直线运动
v＝ EQ \F(s,t) ＝ EQ \F(210m-70m,10s) ＝14 m/s
动力F＝f＝1×105 N
由P＝ EQ \F(W,t) ＝ EQ \F(Fs,t) ＝Fv得
战舰功率P＝Fv＝1×105 N×14 m/s＝1.4×106 W
由P＝ EQ \F(W,t) 得：战舰在0～10 s内动力所做的功W＝Pt＝1.4×106 W×10 s＝1.4×107 J
2.(1)上浮 【解析】原来“潜水艇”悬浮在水中，浮力等于重力，当用压缩空气把水舱中的水排出部分时，“潜水艇”自重减小，而浮力不变，此时浮力大于重力，所以“潜水艇”将上浮．
解：(2)“潜水艇”受到的浮力为
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×500×10－6 m3＝5 N
“潜水艇”对容器底的压力大小
F压＝F支＝G－F浮＝7 N－5 N＝2 N
(3)当“潜水艇”全部浸没在水中，且受到的浮力等于重力时处于悬浮状态，由(2)可得，“潜水艇”受到的浮力为5 N，“潜水艇”内装300 cm3的水时总重为7 N，因为“潜水艇”完全浸没在水中，V排不变，所以根据F浮＝ρ水gV排可知“潜水艇”所受浮力不变，只有“潜水艇”的重力变为5 N时，受到的浮力等于重力，即G排＝G－F浮＝7 N－5 N＝2 N时，“潜水艇”刚好能悬浮
(4)“潜水艇”中水的重力
G水＝m水g＝ρ水V水g＝1.0×103 kg/m3×300×10－6 m3×10 N/kg＝3 N
排完水后“潜水艇”所受浮力F浮1＝G艇＝G－G水＝7 N－3 N＝4 N，当“潜水艇”中的水全部排出后，“潜水艇”漂浮，根据F浮＝ρ液gV排可得其排开水的体积为
V排1＝ eq \f(F浮1,ρ水g) ＝ eq \f(4 N,1.0×103 kg/m3×10 N/kg) ＝4×10－4 m3，“潜水艇”排开水减小的体积
ΔV＝V排－V排1＝500×10－6 m3－4.0×10－4 m3＝1.0×10－4 m3
容器中水面上升的高度Δh＝ eq \f(V水－ΔV,S容) ＝ eq \f(300×10－6 m3－1.0×10－4 m3,100×10－4 m2) ＝0.02 m
容器底部受到水的压强的变化量为
Δp＝ρ水gΔh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.02 m＝200 Pa