2021中考物理压轴题突破：专题05 压强和浮力(学生版+解析版)

压轴题05 压强和浮力

1．2019年夏天，受台风“利奇马”影响，东营地区遭遇暴风雨的袭击，某工厂内放在圆柱形容器中的正方体实心金属块被雨水淹没，正方体实心金属块棱长为0.2m，质量为64kg，如图甲所示，金属块静止在容器底部（金属块与容器底部并未紧密接触）。金属块露出水面前

求：(1)金属块的密度；

(2)金属块受到的浮力；

(3)金属块对容器底部的压强；

(4)金属块的下表面距水面的距离是1m，求金属块下表面受到的液体压强；

(5)金属块离开水面后，绳子自由端的拉力是400N，求滑轮组的机械效率是多少？（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）

2．如图甲所示，柱形储水箱的底面积为400cm2，在其底部紧密嵌入一个压敏电阻Rx（上表面与水接触并涂有绝缘漆，其阻值与储水箱水深h的关系如图乙所示），Rx所在电路的电源电压为30V，A为水位指示表（由量程为0~0.6A的电流表改成）。把重为8N的柱体A与重为20N的正方体B用细绳连接，放入水箱底部，B未与Rx接触，A的底面积为200cm2、高为10cm，B的边长为10cm。向水箱中缓慢注水，当A、B之间的绳子拉力为4N时停止注水，此时电流表的示数为0.24A。（g取10N/kg）求：

(1)电流表的示数为0.24A时，储水箱中水对水箱底部的压强；

(2)若继续向储水箱中加水直至B对水箱底部压力刚好为0，此时水面上升的高度。

3．如图是检修员对世界最大的射电天文望远镜——“中国天眼”进行体检的情景。他们用一个氦气球，将检修员对反射面板的压力减小到面板能够承受的范围之内。已知氦气球（包括球内氦气）连同吊索等配件的总质量为180kg，体积为200m³；反射面板能承受的最大压力为120N，求：（g=10N/kg）

(1)氦气球受到的浮力是多大？（空气的密度ρ空气=1.29kg/m³）

(2)若检修员需要携带20kg的检修装备，则检修员的质量必须在多少千克范围内，才能开展工作？

4．世界上第一款超远距离续航的“光年一号”太阳能汽车，如图所示。已知该款该太阳能汽车的车轮与地面的总接触面积为250cm2，请你求解下列问题：

(1)如果连同司乘人员一起，该太阳能汽车总质量为500kg，则该汽车静止在水平路面时，对水平地面的压强为多少帕斯卡？

(2)如果该太阳能汽车以5m/s的速度在水平路面上匀速直线行驶3km，在这段路程中其输出功率保持1000W不变，则在上述过程中，该太阳能汽车的牵引力所做的功为多少焦耳？ 5．随着人们生活水平的提高，小汽车逐步走进千家万户。小丽家新买了一辆小汽车，汽车的总质量为1200kg，每个车轮与水面地面的接触面积为20cm2，小丽一家利用周末去离家72km的西峰山游玩，若汽车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是汽车总重的0.15倍。（g取10N/kg）求：

(1)小汽车停放在车库时，对水平地面的压强；

(2)到西峰山所需的时间；

(3)汽车以20m/s的速度在水平公路上匀速行驶时牵引力的功率。

6．如图所示，小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体，已知物体重1.2×103N，密度为1.6×103kg/m3。测得物体在出水面后牵引车作用在绳子上的拉力为500牛。若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg，问：

(1)物体浸没水中时所受的浮力多大？

(2)物体露出水面前滑轮组机械效率多大？

(3)物体出水面后上升的速度是0.5m/s，牵引车拉力的功率多大？

7．在一些农村地区建造的沼气池，通过将农村大量的秸秆、人畜粪便发酵来获取沼气，利用沼气来烧火做饭，点灯照明。沼气池的应用，不仅使上述资源得以更好的利用，同时也给生活带来了诸多便利，使环境得以改善。这是一个一举多得的惠民工程。如图所示为一农户的水压式沼气池的剖面简图。

说明：1.沼气池；2.水压池；3.进料口；4.密封盖；5.输气管；6.贮气室；7.沼气压力显示器；8.总阀门；9.U形管压强计（里面装有染成红色的水）；10.出料口盖板（不密封水压池，水压池仍与外面大气相通）；11.阀门

已知该农户家燃气灶的相关技术数据如下：

使用燃料 液化石油气 天然气 人工煤气 人工沼气

灶前压强（kPa） 2.8 2.0 1.0 0.5

额定热流量（kW） 普通炉 左：3.6

组合炉 左：3.6

右：4.0

右：3.6

单炉 4.0

取g=10N/kg，水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)

(1)根据图所示，通过计算说明，该农户此时能否使用这个沼气池中的沼气来正常烧火做饭？

(2)有一天，该农户发现，沼气压强小于燃气灶的压强。为了能尽快利用沼气生火做饭，从物理学的角度看，可采取哪些措施？

(3)若该农户所用的燃气灶是普通炉，通常情况下，普通炉中的右炉单独正常工作时，将一壶质量为2.5kg、温度为20℃的水烧开，耗时约10min，试估算右炉烧水的效率。

8．如图所示，水平桌面上有一个薄壁溢水杯，底面积是8×10-3m2，装满水后水深0.15m，总质量是1.2kg。把一个木块（不吸水）轻轻放人水中，待木块静止时，从杯中溢出水的体积是100mL。求：（水的密度=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）

(1)放入木块前，水对溢水杯底的压强；

(2)木块受到的浮力；

(3)放人木块后，溢水杯对桌面的压强。

9．某容器盛有足量的水放在水平桌面上，现将体积为1.25×10-4m3，质量为0.4kg的实心正方体放入水中，正方体不断下沉直到沉底，如图所示。（已知ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）求：

（1）正方体受到的重力的大小。

（2）正方体浸没在水中受到的浮力的大小F浮。

（3）容器底部对正方体的支持力的大小。

（4）正方体对容器底部的压强大小。

10．在抗震救灾中，某舟桥部队利用冲锋舟为灾区开辟了水上生命线（如图所示），人们乘坐的冲锋舟满载时排开水的体积是1.5m3,冲锋舟自重为0.6×104N,假设每人的平均质量为60kg．求：

（1）冲锋舟满载时所受的浮力是多少？

（2）为保证安全，这条冲锋舟最多能承载多少人？

（3）冲锋舟底部0.5m深处所受水的压强多大？（水的密度为1×103kg/m3，g＝19N/kg）

11．如图所示，是使用滑轮组从水中打捞一正方体物体的简化示意图，在打捞过程中物体始终以0.2m/s的速度匀速竖直上升，物体未露出水面前滑轮组的机械效率为80%，如图乙所示是打捞过程中拉力F随时间t变化的图像。（不计绳重，忽略摩擦和水的阻力，g取10Nkg）求： (1)物体的边长；

(2)物体浸没在水中时受到的浮力；

(3)物体的重力。

12．A、B、C是由密度为ρ＝3.0×l03kg/m3的某种合金制成的三个实心正方体，A合金块的质量mA=90g；甲和乙是两个完全相同的木块，其质量m甲=m乙=320g；若把B和C挂在轻质杠杆两端，平衡时如图所示，其中MO∶ON=3∶1。若用细线把合金块和木块系住，放入底面积为400cm2的圆柱形容器中，在水中静止时如图所示。在图中，甲有一半体积露出水面，乙浸没水中（水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg，杠杆、滑轮与细线的质量以及它们之间的摩擦忽略不计）：

(1)求图中A合金块和甲木块共受到的浮力为_________N；

(2)求合金块木块B和C的质量各为______g；

(3)若将所有相连的细线都剪断，并把A合金块放在甲木块上，甲、乙重新在水中静止后，水对容器底部的压强变化了多少_______。（操作过程中水的损失忽略不计）

13．如图所示，在一个封闭薄容器中装满体积为1dm3的水后放在水平桌面上，已知容器的质量为100g，容器的下底面积为100cm2，高为12cm。求：

(1)水对容器底部的压强；

(2)容器对桌面的压强。

14．科技小组的同学用长方体泡沫塑料A 、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型（如图）,

总重为4N , A 底部与浮子B 用细绳相连．水位上升时，浮子B 下降；水位下降时，浮子B 上升，使航标灯静止时A 浸人水中的深度始终为5cm ，排开水的质量为500g ，浮子B 重0.5N （不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）．求：

（1）泡沫塑料A 底部受到水的压强是多少？

（2）航标灯静止时，浮子B 体积应为多大？

15．某旅游观光车技术参数如表所示，根据表中参数，解答下列问题：（g取10N/kg）

空车质量 1100kg 车身长度 4.0m

满载人员 15人（含司机） 满载时所有轮胎与地面的接触面积之和 0.1m2

最大车速 45km/h 平均连续行驶里程 ≤75km

(1)如果司机和乘客的平均质量为60kg，求满载时观光车对水平路面的压强是多少？

(2)如果观光车满载时受到的阻力为车总重的0.04倍，它在水平路面上以最大车速匀速行驶时发动机牵引力做功的功率是多少？

16．如图所示，A、B两物体都是质量均匀的正方体，边长都为2cm，A、B的质量分别为1.6g、12.8g，将长度为2cm的细线两端分别固定在物体A、B表面的中央，构成一个连接体放入底面积为32cm3，自重为0.176N的圆柱体容器中，小亮同学把连接体按照图所示的方式放置在容器中，A、B两物体和绳子都不吸水，绳子质量和容器壁厚度忽略不计，ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求∶

(1)图中容器对桌面的压强p1；

(2)小亮同学缓慢的沿容器壁注入水，当注水质量为118.4g时，求A、B两物体静止后，水对容器底的压强p2；

(3)当注入水的质量为m0=164.8g后，再缓慢注入质量为m（单位∶克）的水，请通过分析计算写出此时水对容器底部的压强p3与m的函数关系式。（容器足够高）

17．南京长江大桥是我市的地标性建筑，如图所示。一列火车长为382 m，质量为103t，车轮与铁轨的接触总面积为4m2，匀速通过长为6772米的铁路桥，速度为30m/s。（g取10N/kg）求该列火车：

(1)受到的重力；

(2)全部在铁路桥上的运行时间；

(3)静止时对水平铁路桥的压强。

18．如图甲所示，一个柱形容器放在水平桌面上，容器中立放着一个底面积为100cm2，高为12cm 均匀实心长方体木块A，A 的底部与容器底用一根细绳连在一起，现慢慢向容器中加水，当加入1.8kg 的水时，木块A对容器底部的压力刚好为0，如图乙所示，此时容器中的水的深度为9cm｡已知细绳长度为L=8cm，ρ 水=1.0×103kg/m3。求：

(1)当木块 A 对容器底部的压力刚好为0，A 受到的浮力；

(2)木块A 的密度；

(3)若继续缓慢向容器中加水，当容器中的水的总质量为4.5kg 时，停止加水，如图丙所示，此时将与A 相连的细绳剪断，求细绳剪断前、剪断后木块静止时，水对容器底部压强的变化量｡（整个过程中无水溢出）

19．如图所示，054A型导弹护卫舰是中国人民解放军海军最新型的巡防舰，排水量为4200t。当054A型导弹护卫舰满载人员和装备在长江航行时：

(1)它所受江水的浮力是多少N？

(2)如果江水的密度为1.0×103 kg/m3，此时护卫舰排开水的体积是多少？（g取10 N/kg）