精练05 压强与浮力的计算-浙江中考科学复习易错点重难点精炼

精练05 压强与浮力的计算

【知识储备】

一、压强和浮力的计算

近年中考有关浮力难题多以阿基米德原理和运用物体的浮沉条件，通常会跟压力、压强、质量、密度、杠杆、滑轮等知识综合在一起考查，浮体综合题的解题思路和方法:
(1)先明确物体在液体中的状态：漂浮、悬浮等。
(2)分析物体的受力情况：只受到重力G物和浮力F浮两个力的作用，并处于静止状态（漂浮或悬浮）。
(3)列出二力平衡的方程: F浮= G物。
(4)展开求解：将求浮力的公式F浮= ρ液gV排、重力公式G物=m物g (或G物=ρ物V物g )求未知量。

(5)若受到重力G物和浮力F浮两个力外，还有绳子拉力、弹簧的弹力、接触面的支持力等作用，列出受力的等式，即向上的力 = 向下的力，再根据公式解题。

(6)需要注意的是单位转换，不同状态下浮力不同，用不同的符号代替，如F浮与F浮’等。

【专题精炼】

一．计算题（共14小题）

1．（2023•舟山一模）小阳把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗。他先将一个重为12N的空桶漂浮在水面上，然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内时，桶仍漂浮在水面。（g值取10N/kg，不考虑捞出过程中带出的水，水的密度1g/cm3）

（1）空桶漂浮在水面上时受到的浮力大小；

（2）请判断，鹅卵石未捞出时与鹅卵石捞出放置在空桶内时相比，水池水面高度 　   　（选填“上升”、“下降”或“不变）”；

（3）若此时桶排开水的体积为6.0×10﹣3m3，求桶内鹅卵石的质量。

2．（2022•杭州模拟）盛有适量水的薄壁容器放在水平桌面上（水的密度为ρ0），其底面积为S0．材料不同、体积相同的实心物体A、B用一根无弹性细线连在一起，挂在弹簧测力计下，浸没在容器水中，A的上表面刚好与水面相平，如图1所示。现缓慢竖直向上匀速拉动弹簧测力计，测力计的示数F与物体上升的高度h变化图象如图2所示。连接A、B间的绳子所能承受的最大拉力为2F0．求：

（1）物体A受到的重力；

（2）物体A的密度；

（3）整个过程中，水对容器底部压强的最大变化量。

3．（2022•拱墅区三模）Argo浮标广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域。浮标结构如图所示，坚硬壳体外下方装有可伸缩油囊，当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时，油囊排开水的体积等于注入油的体积；当油囊中的油全部被匀速抽回壳体内时，油囊体积忽略不计。当液压式柱寒泵将壳体中的油全部注入油囊时，浮标最终浮在水面上，已知浮标总质量为50kg，其中含油24kg；浮标壳体体积为0.06m3，油的密度为0.8×103kg/m3；海水密度取1.0×103kg/m3，求：

（1）若浮标从悬浮于海水中时受到浮力为F1，当壳体中的油全部注入油囊后，浮标漂浮在水面上受到浮力为F2，则F1　   　F2（选填“大于”或“小于”或“等于”）；

（2）浮标漂浮时受到的浮力？

（3）将油全部注入油囊时，油囊的体积为多少m3？

（4）浮标漂浮时露出水面的体积为多少m3？

4．（2022•桐庐县一模）周末，小明随爸爸去郊外钓鱼时，观察到爸爸在钓鱼前要通过“试漂”来确定铅坠（铅坠由合金制成）的大小，尽量使“浮标”灵敏，图中是浮标和铅坠的位置示意图。若球形浮标的体积为15cm3，铅坠的密度为ρ铅＝11g/cm3。（取水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）

（1）有经验的钓鱼者会使浮标体积的三分之一露出水面，此时浮标受到的浮力是多大？

（2）小明看见爸爸有一种体积为0.5cm3的铅坠，这种铅坠受到的重力为多少？

（3）如果使用这种铅坠，浮标静止时浸入水中的体积是多大？（设：铅坠末接触池底，浮标的质量、钓线、鱼钩、鱼饵的体积及质量均不计）

5．（2022•杭州二模）一个密度为3×103kg/m3、体积为200cm3的长方体实心物体用细线拉着，缓慢浸入水中直到与柱形薄壁容器底部接触（如图所示）。容器底面积为2×10﹣2m2。取g＝10N/kg。求：

（1）物体浸没在水中时受到的浮力。

（2）甲、乙两图中水对容器底部的压强差。

（3）当丙图中F3为1N时，求甲、丙两图中容器对水平桌面的压力差。

6．（2021•江干区校级模拟）将底面积S＝3×10﹣3m2，高h＝0.1m的铝制圆柱体，轻轻地放入水槽中，使它静止于水槽底部，如图所示（圆柱体的底部与水槽的底部不密合），此时槽中水深h1＝0.05m（已知ρ铝＝2.7×103kg/m3，ρ水＝1.0×103kg/m3．g取10N/kg）。求：

（1）水对圆柱体底部的压强p1；

（2）圆柱体受到的浮力F浮；

（3）圆柱体对水槽底部的压强p2。

7．（2020•鹿城区校级一模）如图甲是小明同学制作的航标灯模型，其中A为圆柱形泡沫塑料浮筒，上部安装航标灯，固定在容器底部的滑轮通过细绳将浮子B与浮筒A的底部相连。当容器中水位发生改变时，浮筒A就会随水位升降，从而通过航标灯起到指示效果。

（1）当容器中水位升高时，浮筒A底部受到液体压强如何变化？　   　。

（2）已知浮筒A与航标灯总重GA＝4牛，浮筒A底面积S＝100厘米2，浮子B重力GB＝0.5牛，当浮筒A静止于水面时其底面浸入水中的深度h＝5厘米，求浮子B的受到的浮力（细绳的质量、滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦均忽略不计）。

（3）小明发现在调试过程中，当浮筒A露出水面的高度过高时，浮筒A容易发生倾倒，为了可以改变浮筒A浸入水中的深度，小明将浮子B设计成如图乙所示的结构，请简要说明其工作原理：　   　。

8．（2022秋•海曙区校级期中）2020年7月23日12时41分，长征五号遥四运载火箭托举着中国首次火星探测任务“天问一号”探测器与“祝融号”火星车，在中国文昌航天发射场点火升空。

截至2022年9月15日，“祝融号”火星车累计行驶1921米。如图所示为我国“祝融号”火星车，其有六个轮子。探测发射前，在水平地面上进行了测试，下列“祝融号”为火星车各项参数。

问：

（1）在地球上进行测试时，火星车受到重力多少牛；

（2）在地球上进行测试时，火星车对地面的压强多大（保留一位小数）；

（3）“祝融号”火星车在火星上行驶了多长时间。

9．（2022春•诸暨市月考）如图1是学校的窨井盖，已知窨井盖呈正方形，质量为20千克，边长为50厘米，厚度为2厘米，雨水通过窨井盖上两个渗水孔流入窨井，再汇集到下水道。

（1）窨井盖对窨井产生压强，该压强的受力面积 　   　2500cm2（选填大于、小于、等于、无法确定）。

（2）已知地面与窨井盖上表面保持水平，停车时有一辆质量为1.5吨的小轿车的一个车轮正好压在它正中央，已知每个轮子与地面的接触面积均为250cm2。此时窨井盖所承受的压强为 　   　帕。

（3）在光滑的水平面上，一辆玩具小车（图中用长方形表示）向右撞击竖直墙壁后被弹回（碰撞时间不计，碰撞过程中有能量损失）。图2记录了小车运动过程中的部分数据，其中t所对应的数据是小车相对于初始位置O所经历的时间，s所对应的数据是小车相对于初始位置O的距离。根据情景，可知墙壁与初始位置O的水平距离为 　   　m。

10．（2022春•湖州期末）疫情期间，全国很多地方实行疫区封闭管理，使用无人机进行常态化安全巡查，如图所示。无人机起飞前，放在地面上要确保脚架平稳着地；启动后，利用遥控器可控制它运动和工作。该无人机的部分参数如下表。

（1）无人机利用携带的焦距一定的微型摄像机进行航拍，来自地面景物的光通过摄像机镜头，会聚在感光晶片上，形成倒立、　   　（选填“放大”或“缩小”）的实像；当无人机下降时，须 　   　（选填“增大”或“减小”）镜头与感光晶片间的距离，才能拍摄到清晰的画面。

（2）无人机匀速降落过程中，其所受重力G和升力F的大小关系为 　   　。

（3）该无人机空载停放在地面上时，对地面产生的压强为多少？（写出计算过程）

11．（2022春•滨江区期末）电动汽车绿色环保，能有效降低碳排放，越来越受人们的欢迎。如图是小杭购入的某品牌电动汽车，部分参数如表格所示：

已知小杭质量为70千克，从江出发到杭州千岛湖出差，其中高速路段长约150千米，允许行驶最高时速为120千米/小时，该车行驶时受到的阻力是车总重力的0.1倍。

（1）小杭以允许行驶最高时速匀速通过高速路段需要多少时间？

（2）汽车匀速行驶在高速路时，受到的牵引力是多少？

（3）下高速路段后，该电动汽车遇到红绿灯原地等待时对水平地面的压强是多大？

12．（2022秋•滨江区期末）2021年11月13日，全球200多个国家达成了《格拉斯哥气候公约》，一致决定在未来减少碳排放，缓解全球气候变暖。全球气候变暖会导致南极洲冰川（为淡水冰川）大面积熔化，海面上出现大量浮冰，现有一块质量51吨的浮冰漂浮在海面上，若当地海域海水的密度为1.02×103kg/m3，浮冰的密度为0.9×103kg/m3。请解决下列问题：

（1）浮冰受到的浮力是多少？

（2）浮冰在海面以下的体积是多少？

（3）如果海面所有浮冰全部熔化后，请结合相关公式推理说明是否会对海平面水位造成影响。

（4）为了缓解全球变暖，社会开始倡导节能、低碳的生活方式，请你给出一条生活中的建议。

13．（2022秋•义乌市校级期中）漏刻是我国古代一种用滴水来计量时间的仪器。

如图所示是漏刻的简单模型。图中容器A是底面积为250cm2的圆柱形薄壁玻璃缸，容器顶盖上有大小两个孔；B是用密度为0.5×103kg/m3塑料制作的边长为10cm立方体底托；C为质量可忽略不计、总长度为60cm的轻质塑料标尺，标尺的一端与底托相连，标尺上均匀的刻有厘米刻度；D为固定于容器盖口处的指示箭头。某次模拟计时实验中，同学们先将自来水龙头调至均匀间隙滴水状态，并测得水龙头每分钟滴水50滴，并用量筒测得每50滴水的体积为25.0cm3．再在容器A中加入适量水，将底托B放入水中，使其浮于水面上，此时标尺C呈竖直状态且位于大孔下方，指示箭头D恰好指于标尺的顶端零刻度处。此时开始滴水计时，假设整个计时过程标尺始终处于竖直状态，经过3小时后，问：

（1）指示箭头D应指在标尺上何处？

（2）此时标尺和底托所受的浮力是多少牛顿？

（3）此装置最多还能计时几小时？

（4）若要使此装置的计时总时间增加一倍，最简单的办法是什么？简要说明理由。

14．（2022秋•云和县期中）在水平地面上放置一圆柱形容器，内装一定深度的水，将一个质量为0.4kg、体积为5×10﹣3m3的不吸水的塑料块A放入水中，其状态如图甲所示。在塑料块上方放一石块B，最终使得塑料块A上口边缘与水面相平，如图乙所示，求：（g＝10N/kg，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3）

（1）塑料块受到的浮力；

（2）石块B的重力。