中考物理重点题型专项复习题库密度浮力压强相关计算15道.docx
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中考物理重点题型专项复习题库密度浮力压强相关计算15道
密度、浮力、压强相关计算
1.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10N/kg，海水密度取
1.0×103kg/m3）问：
（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？
（2）水面下4m处海水产生的压强是多少？
（3）一位质量为60kg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0.04m2，则他双脚站立时对甲板的压强
是多少？
第1题图
2.如图甲所示为服役于中国海军的导弹护
卫舰．该舰满载时排水量是4053t，吃水深度5m，最大航速50km/h.如图乙所示是护卫舰从启动到正常行驶的v－t图像，该舰输出功率恒为
25600kW.（g取10N/kg，ρ海水＝1.02g/cm3）
第2题图
（1）在0～0.2h内，护卫舰的动力阻力（选填“大于”“等于”或“小于”）．
（2）护卫舰满载时船底受到的压强和压力各是多少？
（3）护卫舰以最大航速匀速向前航行时，水对护卫舰的阻力是多少？
（计算结果保留两位小数）
3.如图为我国建成的全球最大的漂浮栈道，
该水上漂浮栈道由222500个浮体组成，四个浮体组成1平方米，每平方米最大荷载350千克．且浮桥的总重与游客满员时（理论计算值）的重力相当，人行于上，走道随波浪而起伏，游人戏称“像冲浪”．
（1）当游客数量增加时，栈道受到的浮力将
（选填“变大”“变小”或“不变”）．
（2）假如游客的体重均以50kg计算，若控制进入景区的限制人数为理论计算值的10%，
那么限制人数是多少？
（3）在最大荷载的情况下，浮体恰好全部浸没水中，那么每个浮体的体积是多少？
（4）从物理学角度分析人走在栈道上，走道随波浪而起伏，感觉“像冲浪”的原因．
第3题图
4.如图，最近有报导，奇男子方恕云凭借一
根不经任何加工的毛竹横渡富春江（g＝10N/kg）．
（1）已知人与手上物体的总质量为80kg，他两只脚站在毛竹上受力面积是400cm2，求他对毛竹的压强．
（2）若他所用的一根毛竹质量为210kg，体积0.3m3，则他能否实现水上漂行？
第4题图
5.近期在日本召开了以美欧日等国的“七国峰会”，在会上日本再次无理提出了我国南海问题．为了捍卫国家主权，我军派满载排水量达67500t的“辽宁”号航空母舰加强了对
南海黄岩岛等岛屿的巡逻，在某次巡逻演习中
雷达发现假想敌潜艇在15海里外的水下10m处潜行，随即投下重量为100kg的感应式浅水水雷攻击，并成功将敌潜艇击沉．（g＝10N/kg、水的密度为1×103kg/m3）问：
（1）航空母舰满载时受到的浮力为多少？
（2）敌潜艇受到水的压强有多大？
（3）如图为感应式浅水水雷在水中待命时示
意图，假设欲使水雷悬浮在水中，需在其下方用细绳悬挂一个密度为5×103kg/m3、质量为
31.25kg的物体，求水雷的密度？
（细绳的体积和质量忽略不计）
第5题图
6.我国自主研发的水下无人滑翔机“海燕”
形似鱼雷，长1.8m，直径0.3m，质量为70kg.在一次训练中，它在海面下500m处水平匀速巡航时，1min内航行的距离为90m．求“海燕”滑翔机在这过程中；（计算时海水的密度取
1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）所受到的重力；
（2）航行的速度；（3）受到海水的压强．
7.近日，我国新型战略核潜艇（如图甲所示）为保障国家安全，进行了战备巡航，下表是核潜艇的部分性能参数．
水下
排水量
11500
吨
水下最大航速
36节
水面
排水量
9000
吨
水下巡航速度
20节
艇长
135米
最大潜
350米
深
艇宽
13米
发动机
最大功率
25000
千瓦
第7题图
求：
（1）核潜艇以水下最大航速行驶，到距离2
700km处的某海域执行任务所用的时间（1节
≈0.5m/s）；
（2）核潜艇在水面航行时受到的浮力；下潜到最大深度时受到水的压强；（g＝10N/kg，海水的密度ρ海水＝1.03×103kg/m3）
（3）若核潜艇在水下巡航时，做水平匀速直线运动，所受阻力与速度的关系如图乙所示，它的动力功率是多少．
8.如图所示，放置在水平地面上重10N的
平底薄壁容器，底面积为0.01m2，内装40N的水，水深0.2m．现将一个体积是200cm3的金属块系在弹簧测力计挂钩上，并把它完全浸没于容器内的水中（水未溢出，金属块未接触容器底部），弹簧测力计示数为15.8N．（ρ水＝
1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）求：
（1）金属块未放入水中时，容器底部受到水的压力是多少？
（2）金属块的密度是多少？
（3）金属块完全浸没于水中后，容器对水平地面的压强是多少？
第8题图
9.图甲是建造长江大桥时使用的起吊装置
（图中未画出）的钢缆绳拉着实心圆柱体A距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降，在下降到江底之前，始终保持0.2m/s的速度不变．图乙是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F的随时间t变化的图像（取江水的密度为ρ水＝
1.0×103kg/m3，g取10N/kg）．求：
（1）圆柱体A下降过程中，重力的功率；
（2）圆柱体A的密度；
（3）当圆柱体A下降到江底（江底视为水平），卸下钢缆绳后，圆柱体A对江底的压强？
第9题图
10.如图，底面积为100cm2的圆柱形容器
内装有足够多的水，在水面上有一体积为
4.5×10－4m3的冰块，冰块内部含有质量为60g
冰
的物体，冰块有1的体积露出水面．（ρ＝
15
0.9×103kg/m3，g＝10N/kg）求：
（1）冰块受到的浮力；
（2）物体的密度；
（3）当冰块全部熔化后，容器底部受到水的压强变化量是多少？
第10题图
11.如图所示，一个底面积为100cm2的圆
柱体容器（容器壁的厚度忽略不计）放在水平桌面的中央，容器中装有1000g的水.将一个重
3N的实心长方体A挂在弹簧测力计上，然后竖直浸入水中，当A有一半浸在水中时，弹簧测力计的读数为2N.（g取10N/kg）求：
第11题图
（1）此时，A物体受到的浮力为多少？
（2）物体A的体积是多少？
（3）当物体A浸没在水中时（容器中的水并未溢出），水对容器底的压强是多大？
12.如图甲所示，一个底面积为75cm2的柱
形物体A挂在弹簧测力计下，静止时弹簧测力计的示数F1＝15N；底面积为120cm2且足够深
的柱形容器放在水平桌面上，将物体A放入容
器中且与容器底接触但对容器无压力.慢慢向容器注水，待液面稳定后物体A上表面到水面的距离h＝5cm，如图乙所示，此时弹簧测力计示
数F2＝7.5N；然后，将物体A竖直向上移动8cm.
（忽略绳重和附在物体表面上水的重力.ρ水＝
1.0×103kg/m3，g取10N/kg）.求：
（1）物体A浸没在水中受到的浮力；
（2）物体A的密度；
（3）物体A竖直向上移动8cm前后，水对容器底压强的变化量.
第12题图
13.如图甲所示，水平桌面上放置底面积为
80cm2，质量为400g的圆筒，筒内装有16cm深的某液体.弹簧测力计悬挂着底面积为40cm2.高为8cm的圆柱体，从液面逐渐浸入直到浸没，弹簧测力计示数F与圆柱体浸入液体深
度h的关系如图乙所示（.
圆筒的厚度忽略不计，
筒内液体没有溢出），求：
（1）圆柱体浸没在液体中所受的浮力是多
少？
（2）筒内液体密度是多少？
（3）圆柱体浸没并且未与圆筒底部接触时，
圆筒对桌面的压强是多少？
第13题图
14.小金学了浮力的知识后，想制造一台浮
力秤.他将一段密度为0.5×103kg/m3，粗细均匀的木料，先进行不吸水处理，再将其竖立水中，如图所示.这段木料长为40cm，横截面积为0.1m2，其上表面可以作为秤盘（g取10N/kg），问：
第14题图
（1）质量为0的刻度线的位置在哪里？
（2）距离上表面10cm处的刻度对应的质量为多少？
15.如图所示，一个底面积为2m2的圆柱状
容器，装有适量的水.现将一个底面积为0.5m2、体积为5m3的物体A放入其中，物体A漂浮于水面上.当再给A物体施加一个竖直向下的大小不变的力F以后，A物体最终恰好浸没于水中静止，此时容器底部受到的压强增大了1×104
Pa.则：
（1）A物体浸没水中静止时容器底部所受到的压力增大了多少？
（2）A浸没于水中时受到的浮力为多少？
（3）A物体受到的重力为多少？
（g＝10
N/kg）
（4）从A物体漂浮水面到浸没水中静止过程中力F做了多少功？
第15题图
参考答案
1.解：
（1）满载时排水量：
m排＝70000t＝
7×107kg
航母满载时受到的浮力：
F浮＝G排＝m排g＝7×107kg×10N/kg＝
7×108N
（2）水面下4m处海水产生的压强：
p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4m
＝4×104Pa（3）在水平甲板上，人对甲板的压力：
F＝G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N站立时与甲板的接触面积：
S＝0.04m2双脚站立时对甲板的压强：
p
F600N
＝＝
＝1.5×104Pa
S0.04m2
2.
（1）大于【解析】由图像乙可知在0～
0.2h内护卫舰的速度不断增大，是加速运动的，所以它的动力大于阻力．
解：
（2）护卫舰满载时底部受到的压强是：
p＝ρ海水gh＝1.02×103kg/m3×10N/kg×5m＝5.1×104Pa
护卫舰满载时受到的浮力是：
F浮＝G排＝m排g＝4053×103kg×10N/kg
＝4.053×107N
护卫舰满载时船底受到的压力是：
F压＝F浮＝4.053×107N
（3）由P＝W＝Fs＝Fv可得，护卫舰的动力
tt
是：
＝
F＝P
2.56×10=7W
1
≈1.84×106N
v50×
3.6
m/s
因为护卫舰匀速航行，受到的是平衡力，所以其受到的阻力和动力大小相等，故有f＝F
＝1.84×106N
3.
（1）变大【解析】栈道是漂浮在水面上的，浮力等于重力，在游客数量增加时，总的重力在增大，栈道受到的浮力也在增大.
解：
（2）222500个浮体组成的栈道面积为
222500
S＝×1m2＝55625m2
4
总共能承受的最大荷载为
M＝55625m2×350kg/m2＝19468750kg
限制人数为
n＝M×10%＝19468750kg×10%＝38
m
937.5
50kg
故可以承受游客的最多人数限制人数为为
38937（3）由
（2）可知，漂浮栈道与最大荷载的总重
力
G＝2Mg＝2×19468750kg×10N/kg＝
389375000N
根据物体的漂浮条件F浮＝G得，F浮＝389
375000N
依据阿基米德原理F浮＝ρV排g
则V排＝
F浮＝
389375000N
＝38
ρg1.0×103kg/m3×10N/kg
937.5m3
每一个浮体的体积为V＝V排＝
222500
38937.5m3
＝0.175m3
222500
（4）这是由于栈道受力不均匀，受到压力较大的地方浮力也随着增大，因此浮体向下进入水中的体积增大以获得较大的浮力，栈道降低；而受到压力较小的地方，浮力也较小，因此浮体上浮，栈道升高．这样栈道就起伏不平，犹如冲浪一般．
4.解：
（1）人对毛竹的压力为
F＝G＝mg＝80kg×10N/kg＝800N
他对毛竹的压强p＝F＝800N＝
2×104Pa
S400×10－4m2
（2）人站在毛竹上毛竹受到的最大浮力为
F浮＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×0.3m3×
10N/kg＝3000N
人和物体毛竹的总重为
G总＝m总g＝（80kg＋210kg）×10N/kg＝2
900N
因为F浮>G总，所以他能实现水上漂行．
5.解：
（1）因为航空母舰漂浮，受到的浮力等于其排开水的重力，所以：
F浮＝G排＝m排g＝67500×103kg×10N/kg
＝6.75×108N
（2）敌潜艇受到水的压强是：
p＝ρgh＝
1.0×103kg/m3×10N/kg×10m＝1×105Pa
（3）将水雷和下面悬挂的物体当作一个整体，水雷悬浮时，它们受到的浮力等于其总重力，为：
F浮＝G总＝m总g＝（100kg＋31.25kg）×10
N/kg＝1312.5N
它们的总体积是：
V＝V排＝
F浮＝
ρ水g
1312.5N
1.0×103kg/m3×10N/kg
＝0.13125m3
而下面悬挂的物体的体积是：
V1＝m1＝
ρ1
31.25kg
＝0.00625m3
5×103kg/m3
因此水雷的体积是：
V2＝V－V1＝0.13125m3－0.00625m3＝0.125m3
故水雷的密度是：
ρ2＝m2＝100kg＝
0.8×103kg/m3
V20.125m3
6.解：
（1）滑翔机受到的重力为G＝mg＝70
kg×10N/kg＝700N
＝
（2）航行的速度为v＝st
90m＝1.5m/s
60s
（3）受到海水的压强为p＝ρgh＝1.0×103
kg/m3×10N/kg×500m＝5.0×106Pa
7.解：
（1）s＝2700km＝2.7×106m，
v＝0.5m/s×36＝18m/s，
＝
由vs得：
t
6
t＝s＝2.7×10
m＝1.5×105s
v18m/s
（2）在水面上航行时：
m排＝9000t＝9×106
kg
F浮＝G排＝m排g＝9×106kg×10N/kg＝
9×107N
最大深度h＝350m时，
海水对它的压强p＝ρ海水gh＝1.03×103
kg/m3×10N/kg×350m＝3.605×106Pa
（3）根据二力平衡，由图像得：
F动＝f＝
30×104N，
此时速度v′＝0.5m/s×20＝10m/s，动力的功率P＝F动v′＝30×104N×10
m/s＝3×106W
8.解：
（1）水对容器底的压强p＝ρgh＝
1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2×103Pa，水对容器底的压力F＝pS＝2×103
Pa×0.01m2＝20N；
（2）金属块受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝
1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10－6m3＝2N；受力分析：
金属块G＝F＋F浮＝15.8N＋2
N＝17.8N；
金属块的密度ρ＝m
V
＝G＝
gV
17.8N
＝8.9×103kg/m3；
10N/kg×200×10－6m3
（3）金属块完全浸没在水中后，容器对水平
地面的压强p＝FS
＝G水＋G容＋F浮＝
S
40N＋10N＋2N＝5.2×103Pa
0.01m2
9.解：
（1）在江面上时圆柱体匀速下降，所以重力和拉力相等，由图可得：
G＝F1＝3×104
N
重力的功率是：
P＝Gv＝3×104N×0.2m/s
＝6×103W
（2）圆柱体浸没在水中后，拉力F2＝1×104
N；这时圆柱体受到的浮力是：
F浮＝G－F2＝
3×104N－1×104N＝2×104N
因为这时圆柱体浸没，所以圆柱体的体积
是：
V物＝V排＝
F浮＝
2×104N＝
2m3
ρ水g
1.0×103kg/m3×10N/kg
4
圆柱体的质量是：
m＝G
＝3×10N＝
3×103kg
圆柱体的密度ρ物＝
1.5×103kg/m3
g10N/kg
m＝3×103kg＝
V物2m3
（3）由乙图可得，圆柱体下表面接触江面到刚好浸没的时间t＝5s
圆柱体的高度是：
h＝vt＝0.2m/s×5s＝1
m
圆柱体的底面积是：
S＝V物＝2m3＝2m2
h1m
江底对圆柱体的支持力：
FN＝G－
F浮＝3×104N－2×104N＝1×104N
因为互相作用力大小相等，所以圆柱体对
江底压力为：
F′＝F
＝1×104N
NN
F′4
圆柱体对江底的压强是：
p＝
N＝1×10N
＝5×103Pa
S2m2
10.解：
（1）冰块受到的浮力F浮＝ρ液gV排＝
1.0×103kg/m3×10N/kg×（1－1）×4.5×10－4
15
m3＝4.2N
（2）因为冰块漂浮在水面，则有F浮＝G＝mg，
则冰块与物体的总质量m＝G＝F浮＝4.2N＝
0.42kg＝420g
gg10N/kg
冰块的质量m冰＝m－m物＝420g－60g＝
360g
冰块的体积V冰＝
m冰
ρ冰
＝360g＝
0.9×103kg/m3
360g
＝400cm3
0.9g/cm3
则物体的体积V物＝V－V冰＝450cm3－400cm3＝50cm3
物体的密度ρ物＝
＝1.2×103kg/m3
m物＝
V物
60g
50cm3
＝1.2g/cm3
（3）冰块熔化前排开水的体积V排水＝（1－
1）V＝（1－1）×4.5×10－4m3＝4.2×10－4m3，
1515
m冰
熔化后排开水的体积V′排水＝V熔化水＋V物＝
ρ水
360g－4
＋V物＝
1g/cm3
＋50cm3＝410cm3＝4.1×10
m3，水体积的变化量ΔV＝V排水－V′排水＝4.2×10
－4m3－4.1×10－4m3＝1×10－5m3
则液面变化的高度Δh＝ΔV＝
S
1×10－5m3
＝10－3m
100×10－4m2
容器底部受到水的压强变化量Δp＝ρgΔh
＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10－3m＝10Pa
11.解：
（1）物体A的重力G＝3N，所以此
时物体A受到的浮力F浮＝G－F＝3N－2N＝1
N
（2）因为弹簧测力计的示数为2N，即物体A受到的浮力为1N时，物体A的刚好有一半的体积浸入水中，所以物体的体积：
A
即1V＝
F浮＝
1N＝
2
1×10－4m3
ρ液g
1.0×103kg/m3×10N/kg
所以VA＝2×1×10－4m3＝2×10－4m3
（3）当物体A浸没在水中时，容器底受到的压力：
F＝G水＋F′浮＝1kg×10N/kg＋ρ液gVA＝
10N＋1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10－4m3＝
10N＋2N＝12N
F12N
水对容器底的压强：
p＝
1200Pa
＝＝
S100×10－4m2
12.解：
（1）由于物体浸没在水中与容器底接触但对其无压力，且不考虑绳重和附在物体表面上水的重力，待液面稳定后对物体A进行受力分析可得：
物体A浸没在水中受到的浮力：
F浮＝F1－
F2＝15N－7.5N＝7.5N
＝
（2）物体A的质量为mAG＝
F1＝
15N
＝
1.5kg
gg10N/kg
F浮
物体A的体积：
VA＝V排＝
＝
ρ水g
7.5N
1.0×103kg/m3×10N/kg
＝7.5×10－4m3
物体A的密度ρ＝mA＝1.5kg＝
2×103kg/m3
VA7.5×10－4m3
（3）因为物体A的底面积SA为75cm2，所以
7.5×10－4m3
物体A的高度：
hA＝VA＝
SA
75×10－4m2
＝0.1m＝
10cm
由图乙可知：
V水＝V总－VA＝S容·（hA＋h）－VA＝120cm2
×（10cm＋5cm）－750cm3＝1050cm3
当物体A竖直向上移动8cm后，假设物体
A露出水面的高度为h′.
则A底面距容器底的距离应为8cm.如解图所示．
第12题解图
此时V水′＝V总′－VA′＝S容·（
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