沪教版九年级上册6.2 压强综合训练题

【中考物理】2023届北京市第二轮复习分类专题—力学压强浮力

（提升篇）

题型精练

1.(2021海淀一模)如图所示,把一个盛有水的薄壁容器静置在水平桌面上,容器重为0.7 N,底面积为6×10-3 m2,容器中水重为5.0 N,水面距容器底的距离为0.09 m。现将物体A放入水中,静止时容器中的水未溢出,已知物体A的质量为0.03 kg,体积为5×10-5 m3,水的密度为1.0×103 kg/m3,取g为10 N/kg。求:

(1)物体A未放入水中时,水对容器底的压强;

(2)物体A在水中静止时,容器对桌面的压强;

(3)物体A在水中静止时,它受到的浮力大小。

2.(2020石景山一模)如图所示,轻质杠杆AB可绕O点转动,当乙物体浸没在水中时,杠杆恰好水平平衡,A、B两端的细线均不可伸长且处于张紧状态。已知重为80 N的乙物体的体积为1×10-3 m3;质量为20 kg的甲物体,其底面积为4×10-2 m2,OB∶OA=2∶1,圆柱形容器的底面积为4×10-3 m2,取ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg。求:

(1)乙物体受到的浮力;

(2)杠杆B端受到细线的拉力;

(3)甲物体对地面的压强;

(4)乙物体浸没在水中后,水对容器底增加的压强。

3.(2019海淀一模)如图所示,盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上,容器底面积为0.05 m2,容器和水总重为30 N。木块A放在水中后处于漂浮状态,此时A浸在水中的体积为2.5×10-4 m3,容器中水深为5 cm。g取10 N/kg,水的密度为1.0×103 kg/m3,求:

(1)木块A受到的浮力F浮;

(2)放入木块A后水对容器底部的压强p;

(3)放入木块A后容器对桌面的压强p桌。

4.(2019西城一模)有一个如图所示的两端开口的弯管形容器,从粗端向容器中灌水,在细端用一个横截面积是0.01 m2的活塞堵住,活塞可在细管内无摩擦地滑动。当H=30 cm,h=10 cm时,在活塞上放置一个重力是10 N的砝码,活塞静止。(g取10 N/kg)

求:(1)水对活塞的压强;

(2)活塞的重力。

5.(2021天津中考)水平桌面上有一底面积为5S0的圆柱形薄壁容器,容器内装有一定质量的水。将底面积为S0、高为h0的柱形杯装满水后(杯子材料质地均匀),竖直放入水中,静止后容器中水的深度为h0,如图1所示;再将杯中的水全部倒入容器内,把空杯子竖直正立放入水中,待杯子自由静止后,杯底与容器底刚好接触,且杯子对容器底的压力为零,容器中水的深度为h0,如图2所示。已知水的密度为ρ0,求:

(1)空杯子的质量;

(2)该杯子材料的密度。

图1

图2

6.(2022福建中考)如图是一款能自动浮沉的潜水玩具,正方体潜水器内装有智能电磁铁,将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中,容器放置在水平铁板上,不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l,自动调节电磁铁电流大小,改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前,潜水器处于漂浮状态。闭合开关,潜水器启动后先匀速下沉,完全浸入水中后,变为加速下沉直至容器底部,下沉全过程F随l变化的关系保持不变,水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为10 cm,重为5 N,容器的底面积为1 000 cm2,水深为25 cm。ρ水=1×103 kg/m3,g=10 N/kg,求:

(1)潜水器漂浮时受到的浮力。

(2)下沉全过程潜水器重力所做的功。

(3)潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。

7.(2022重庆中考A)底面积为150 cm2、重3 N、盛水4 cm深且足够高的薄壁柱形容器置于水平桌面上,如图所示,将底面积为50 cm2、质量为450 g、密度为0.9 g/cm3的不吸水圆柱体用轻质细线挂在测力计下,由图示位置缓慢向下浸入水中,直至测力计示数为0后,只取走测力计,再打开阀门K向外放水。求:(g=10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)

(1)圆柱体的体积;

(2)圆柱体下降过程中,当其浸入水中的深度为2 cm时,测力计的示数;

(3)当放水至容器对桌面的压强为800 Pa时,水对容器底的压强。

答案解析

题型精练

1.(2021海淀一模)如图所示,把一个盛有水的薄壁容器静置在水平桌面上,容器重为0.7 N,底面积为6×10-3 m2,容器中水重为5.0 N,水面距容器底的距离为0.09 m。现将物体A放入水中,静止时容器中的水未溢出,已知物体A的质量为0.03 kg,体积为5×10-5 m3,水的密度为1.0×103 kg/m3,取g为10 N/kg。求:

(1)物体A未放入水中时,水对容器底的压强;

(2)物体A在水中静止时,容器对桌面的压强;

(3)物体A在水中静止时,它受到的浮力大小。

答案　(1)900 Pa　(2)1 000 Pa　(3)0.3 N

解析　(1)水对容器底的压强p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.09 m=900 Pa

(2)物体A受到的重力GA=mAg=0.03 kg×10 N/kg=0.3 N

容器对桌面的压强p桌====1 000 Pa

(3)物体A的密度ρA===0.6×103 kg/m3

由于A的密度小于水的密度,A放在水中静止时,处于漂浮状态,A受到的浮力F浮=GA=0.3 N。

2.(2020石景山一模)如图所示,轻质杠杆AB可绕O点转动,当乙物体浸没在水中时,杠杆恰好水平平衡,A、B两端的细线均不可伸长且处于张紧状态。已知重为80 N的乙物体的体积为1×10-3 m3;质量为20 kg的甲物体,其底面积为4×10-2 m2,OB∶OA=2∶1,圆柱形容器的底面积为4×10-3 m2,取ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg。求:

(1)乙物体受到的浮力;

(2)杠杆B端受到细线的拉力;

(3)甲物体对地面的压强;

(4)乙物体浸没在水中后,水对容器底增加的压强。

答案　(1)10 N　(2)70 N　(3)1 500 Pa

(4)2 500 Pa

解析　(1)F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3 m3=10 N。

(2)乙受力分析图如图所示

F'B=G乙-F浮=80 N-10 N=70 N

FB=F'B=70 N。

(3)根据杠杆平衡条件,可得:

FALAO=FBLOB

FA=FB=70 N×=140 N

G甲=m甲 g=20 kg×10 N/kg=200 N

甲受力分析图如图所示

FA=FA'

F压=F1=G甲-FA'=200 N-140 N=60 N

p===1.5×103 Pa

(4)方法一:Δh===0.25 m

水对容器底的压强增大值:

Δp=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.25 m=2 500 Pa

方法二:因为此容器是柱形容器,所以Δp===2 500 Pa。

3.(2019海淀一模)如图所示,盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上,容器底面积为0.05 m2,容器和水总重为30 N。木块A放在水中后处于漂浮状态,此时A浸在水中的体积为2.5×10-4 m3,容器中水深为5 cm。g取10 N/kg,水的密度为1.0×103 kg/m3,求:

(1)木块A受到的浮力F浮;

(2)放入木块A后水对容器底部的压强p;

(3)放入木块A后容器对桌面的压强p桌。

答案　(1)2.5 N　( 2)500 Pa　(3)650 Pa

解析　(1)F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2.5×10-4 m3=2.5 N

(2) p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.05 m=500 Pa

(3)因为A漂浮,所以GA=F浮=2.5 N

因为桌面水平,所以F桌=G总+GA=30 N+2.5 N=32.5 N

p桌=F桌/S=32.5 N/0.05 m2=650 Pa

4.(2019西城一模)有一个如图所示的两端开口的弯管形容器,从粗端向容器中灌水,在细端用一个横截面积是0.01 m2的活塞堵住,活塞可在细管内无摩擦地滑动。当H=30 cm,h=10 cm时,在活塞上放置一个重力是10 N的砝码,活塞静止。(g取10 N/kg)

求:(1)水对活塞的压强;

(2)活塞的重力。

答案　(1)2×103 Pa　(2)10 N

解析　(1)p水=ρ水gh水=ρ水g(H-h)=1×103kg/m3×10 N/kg×(0.3 m-0.1 m)=2×103 Pa　

(2)F=p水S=2×103 Pa×0.01 m2=20 N

对砝码和活塞整体进行受力分析,F=G码+G塞

G塞=F-G砝=20 N-10 N=10 N

5.(2021天津中考)水平桌面上有一底面积为5S0的圆柱形薄壁容器,容器内装有一定质量的水。将底面积为S0、高为h0的柱形杯装满水后(杯子材料质地均匀),竖直放入水中,静止后容器中水的深度为h0,如图1所示;再将杯中的水全部倒入容器内,把空杯子竖直正立放入水中,待杯子自由静止后,杯底与容器底刚好接触,且杯子对容器底的压力为零,容器中水的深度为h0,如图2所示。已知水的密度为ρ0,求:

(1)空杯子的质量;

(2)该杯子材料的密度。

图1

图2

答案　(1)ρ0S0h0　(2)2ρ0

解析　(1)图2中杯子对容器底的压力为零,根据二力平衡,F浮=G=mg ①

根据阿基米德原理得F浮=ρ液gV排=ρ0gS0h0 ②

由①②得m=ρ0S0h0

(2)杯子总体积(杯身材料+杯内水):V总=S0h0 ③

杯内水倒入容器内后,容器内水面升高的高度

Δh=h0-h0=h0 ④

S=5S0-S0=4S0 ⑤

由④⑤得杯内水的体积

V水=4S0×h0=S0h0 ⑥

由③⑥得杯子的体积

V= V总-V水=S0h0-S0h0=S0h0 ⑦

杯子材料的密度ρ===2ρ0

6.(2022福建中考)如图是一款能自动浮沉的潜水玩具,正方体潜水器内装有智能电磁铁,将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中,容器放置在水平铁板上,不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l,自动调节电磁铁电流大小,改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前,潜水器处于漂浮状态。闭合开关,潜水器启动后先匀速下沉,完全浸入水中后,变为加速下沉直至容器底部,下沉全过程F随l变化的关系保持不变,水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为10 cm,重为5 N,容器的底面积为1 000 cm2,水深为25 cm。ρ水=1×103 kg/m3,g=10 N/kg,求:

(1)潜水器漂浮时受到的浮力。

(2)下沉全过程潜水器重力所做的功。

(3)潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。

答案　(1)5 N　(2)1 J　(3)2 700 Pa

解析　(1)潜水器处于漂浮状态时

潜水器受到的浮力F浮=G潜=5 N

(2)潜水器的底面积

S1=10 cm×10 cm=100 cm2=0.01 m2

由F浮=ρ液V排g=ρ水S1h1g得,漂浮时浸入水中的深度

h1===0.05 m

潜水器下降的距离

h2=h-h1=0.25 m-0.05 m=0.2 m

潜水器的重力所做的功

W=G潜h2=5 N×0.2 m=1 J

(3)潜水器匀速下沉时,F随l的变化关系式为

F=F浮-G潜=ρ水gS1(h-l)-G潜=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m2×(0.25 m-l)-5 N=(20-100l) N

依题意,潜水器浸没后加速下沉,F随l的变化关系不变

即F=(20-100l) N

潜水器沉底静止时,l=0,受到的吸力F=20 N

潜水器漂浮时,潜水器受到的重力等于它排开水的重力

因此潜水器和水的总重G总等于容器中只装25 cm深的水重G水

容器的底面积S2=1 000 cm2=0.1 m2

潜水器和水的总重

G总=G水=mg=ρ水gV=ρ水gS2h=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m2×0.25 m=250 N

潜水器沉底静止时,容器对铁板的压力

F压=F+G总=20 N+250 N=270 N

容器对铁板的压强

p===2 700 Pa

7.(2022重庆中考A)底面积为150 cm2、重3 N、盛水4 cm深且足够高的薄壁柱形容器置于水平桌面上,如图所示,将底面积为50 cm2、质量为450 g、密度为0.9 g/cm3的不吸水圆柱体用轻质细线挂在测力计下,由图示位置缓慢向下浸入水中,直至测力计示数为0后,只取走测力计,再打开阀门K向外放水。求:(g=10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)

(1)圆柱体的体积;

(2)圆柱体下降过程中,当其浸入水中的深度为2 cm时,测力计的示数;

(3)当放水至容器对桌面的压强为800 Pa时,水对容器底的压强。

答案　(1)500 cm3　(2)3.5 N　(3)450 Pa

解析　(1)圆柱体体积:

V===500 cm3 (2分)

(2)G物=mg=0.45 kg×10 N/kg=4.5 N(1分)

F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2×50×10-6 m3=1 N (1分)

F拉=G物-F浮=4.5 N-1 N=3.5 N(1分)

(3)若圆柱体漂浮,则F浮=G物=4.5 N

排水体积V排===4.5×10-4 m3=450 cm3

浸入水中高度h浸===9 cm

若圆柱体触底则h水===6 cm<9 cm,故知圆柱体触底 (1分)

触底后放水前水的深度h水=6 cm

G水=ρ水gV水=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4×150×10-6 m3=6 N

F压=G总=G水+G容+G物=6 N+3 N+4.5 N=13.5 N

当放水至容器对桌面的压强为800 Pa时:

F压'= pS容= 800 Pa×150×10-4 m2 =12 N

ΔG水=F压-F压'=13.5 N-12 N=1.5 N(1分)

Δh==

=

0.015 m=1.5 cm

此时水对容器底部压强:

p水=ρ水g(h水-Δh)=1.0×103 kg/m3 ×10 N/kg×(6-1.5)×10-2 m =450 Pa(1分)