專題02 壓強和浮力綜合（原卷版）

專題02壓強和浮力綜合【解題技巧】1、壓強比大小問題：①固體壓強應優(yōu)先考慮公式F=F/S，比較F壓力和S受力面積的關系，柱形固體也可使用P=ρgH來進行判斷②液體內(nèi)部壓強與液體的密度和深度有關，與其它因素無關，而液體對容器底的壓力與液體壓強和底面積有關，與其它因素無關。所以無論是同種液體、不同種液體還是加入固體，屬于哪一種情況，只要涉及到液體內(nèi)部壓強以及液體對容器底部的壓強和壓力時，應先根據(jù)公式P=ρ液gh比較P，再根據(jù)公式F=PS比較F。2、浮力比大小問題：①相同液體ρ液則比較V排大?、谙嗤琕排則比較ρ液③同一物體比狀態(tài)（一般放在不同液體中）④不同物體比物重（一般放在相同液體中）3、壓強和浮力的計算近年中考有關浮力難題多以阿基米德原理和運用物體的浮沉條件，通常會跟壓力、壓強、質(zhì)量、密度、杠桿、滑輪等知識綜合在一起考查，浮體綜合題的解題思路和方法:

(1)先明確物體在液體中的狀態(tài)：漂浮、懸浮等。

(2)分析物體的受力情況：只受到重力G物和浮力F浮兩個力的作用，并處于靜止狀態(tài)（漂浮或懸浮）。

(3)列出二力平衡的方程:

F浮=

G物。

(4)展開求解：將求浮力的公式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浮兩個力外，還有繩子拉力、彈簧的彈力、接觸面的支持力等作用，列出受力的等式，即向上的力=向下的力，再根據(jù)公式解題。(6)需要注意的是單位轉(zhuǎn)換，不同狀態(tài)下浮力不同，用不同的符號代替，如F浮與F浮’等?！纠}精析】一．液體的壓強的計算1．肺活量是檢測肺功能重要指標之一，是指一個人最大吸氣后再做最大呼氣所呼出的氣體體積，單位是毫升（mL）。右圖是一種測量肺活量方法的示意圖，把薄壁圓筒A倒扣在容器內(nèi)水中，測量前筒內(nèi)充滿水。測量時，被測者吸足空氣，再通過B盡量將空氣呼出，呼出的空氣通過導管全部進入A內(nèi)，使A浮起。若初三女生小麗用這種方法測其肺活量，測得筒外水面到容器底部的距離h是20cm，到A的底部距離是13cm。已知A的質(zhì)量為400g，橫截面積為200cm2，（筒A內(nèi)空氣質(zhì)量忽略不計）求容器底部受到水的壓強為Pa，小麗肺活量為mL。若在小麗吹氣時，在A的正上方放置質(zhì)量為100g的小物塊C，求放置物塊前后筒A內(nèi)氣體壓強的變化量為Pa。2．如圖是公廁里間歇式自動沖水箱的原理圖，進水管口以Q1＝200cm3/s的流量24h不間斷地向底面積為1800cm2的長方體水箱注水，當水位上升至h2＝45cm時，水箱中的水開始以Q2＝2000cm3/s的平均流量從出水管口流出沖洗廁所，當水位下降至h1＝5cm處時停止沖水。（不計水箱中水管的體積）求：（1）水位在h2時水箱底部受到水的壓強。（2）沖洗一次廁所所用的時間。（3）為節(jié)約用水，在圖示進水管A處安裝一個由微電腦控制的電磁閥。當有人進入洗手間時，門內(nèi)側(cè)紅外線探頭通過微電腦開啟電磁閥，向水箱注水，當水位升至h2時，電磁閥自動關閉停止注水，同時開始沖洗廁所。假設電磁閥平均每天開啟100次，則安裝電磁閥后一天可節(jié)約多少千克水？二．液體壓強計算公式的應用3．在兩個完全相同的容器中分別倒入甲和乙兩種不同的液體，如圖所示，若甲和乙對容器底部的壓強相等，則比較甲液體和乙液體質(zhì)量，下面正確的是（）A．m甲＞m乙 B．m甲＝m乙 C．m甲＜m乙 D．無法比較三．流體壓強與流速的關系4．由于流體具有粘滯性，因而物體在流體中運動要受到流體的阻力?？茖W家們已測得半徑為R的球在流體中以速度v運動時受流體阻力大小為F＝6πηRv，其中η為流體的黏滯系數(shù)，不同流體η不同，它由流體的性質(zhì)決定。某課外興趣小組在研究性學習活動中為了測定某種流體的黏滯系數(shù)，設計如下實驗：讓密度為ρ＝1.2×103kg/m3半徑為R＝3cm的實心球在密度為ρ0＝0.8×103kg/m3的透明液體中豎直下落，發(fā)現(xiàn)球先加速下落后勻速下落，該興趣小組的同學用頻閃攝影的方法測出球勻速下落時的速度為v＝4.9m/s．若球的體積計算式為V=43πR3，g＝9.8N/kg．則該流體的黏滯系數(shù)A．0.16N?s/m B．0.48N?s/m C．0.16N?s/m2 D．0.48N?s/m25．閱讀短文，回答問題：無葉更舒適如圖甲是一款新型無葉電風扇，與傳統(tǒng)有葉風扇相比具有易清潔、氣流穩(wěn)、安全等特點。開始時，底座中的電動機將空氣從進風口吸入，吸入的空氣經(jīng)壓縮后進入圓環(huán)空腔，再從圓環(huán)空腔上的細縫中高速吹出，夾帶著周邊的空氣一起向前流動。導致后方更多的空氣流入電扇出風口，風量被顯著放大。無葉電風扇細縫口結(jié)構(gòu)是根據(jù)“康達效應”設計的，康達效應指的是當流體（水或空氣等）順著物體的凸表面流動時。有向物體吸附的趨向并沿著物體的表面繼續(xù)向前，在離開物體的瞬間，由于慣性其運動方向與出口末端的法線垂直。（1）風扇正常運行時，相同時間內(nèi)細縫口流出的空氣質(zhì)量（小于/等于/大于）進風口流進的空氣質(zhì)量。（2）下列與后方更多的空氣流入電扇出風口的原理相同的是。A．載重汽車裝有許多車輪B．飛機飛行時機翼獲得升力C、足球在草坪上滾動得越來越慢D．帶電的玻璃棒能吸引輕小物體（3）某品牌的無葉電風扇在實際電功率相同時，它的出風量與出風口面積有關，相關數(shù)據(jù)如表所示，利用表中數(shù)據(jù)在乙坐標系中作出電扇出風量與出風口面積的圖象。出風口面積/dm2出風量/L?s﹣18450125501659020600（4）如圖是小明設計的圓環(huán)空腔橫截面示意圖，其中設計合理的是。（5）在相同時間內(nèi)，電扇出風口輸出的能量比細縫口輸出能量要大，這是因為。6．測量水龍頭打開后的出水速度（1）首先老師告訴同學們流量是表示單位時間內(nèi)通過某一橫截面的流體的體積，若水流在粗細均勻的水平管道內(nèi)向右勻速流動，設水流速度為v，管內(nèi)通道的橫截面積為S．如圖所示，取一段管道AB，水從B端流到A端所用時間為t，則AB間水柱的長度L＝，根據(jù)流量的定義，Q＝。（以上兩空要求用S、v、t中的字母表示）。（2）某同學根據(jù)流量的導出公式設計了如下測量水龍頭出水速度的實驗方案：①測出水龍頭出水口的內(nèi)壁直徑d。②打開水龍頭使水以適當?shù)乃俣葎蛩倭鞒?，用容器接水并同時開始計時，測出經(jīng)過一段時間t后容器內(nèi)水的體積V。③由流量的導出公式算出自來水龍頭出水速度表達式為。（用d、t、π、V表示）四．阿基米德原理的應用7．甲、乙兩容器分別裝有密度為ρ甲、ρ乙的液體。今有A、B兩個實心小球，質(zhì)量分別為mA、mB，體積分別為VA、VB，密度分別為ρA、ρB．已知它們的密度關系為ρ甲＞ρA＞ρB＞ρ乙，則（）A．若VA＝VB，將兩球都放入甲容器中，靜止時兩球所受浮力相等 B．若VA＝VB，將兩球都放入乙容器中，靜止時兩球所受浮力之比為ρA：ρB C．若mA＝mB，將A、B兩球分別放入乙、甲容器中，靜止時兩球所受浮力相等 D．若mA＝mB，將A、B兩球分別放入甲、乙容器中，靜止時兩球所受浮力之比為ρB：ρ乙8．在一個足夠深的容器內(nèi)有一定量的水，將一個長10cm、橫截面積50cm2的圓柱形實心塑料塊掛于彈簧秤上，當塑料塊底面剛好接觸水面時（塑料塊沒有離開水面），彈簧秤示數(shù)為4N，如圖甲所示。已知彈簧的伸長與受到的拉力成正比，彈簧受到1N的拉力時伸長1cm，g取10N/kg。若往容器內(nèi)緩慢加水，當彈簧秤的示數(shù)為2N時，水面升高6cm。此過程中水面升高的高度△H與所加水的體積V的關系如圖乙所示。根據(jù)以上信息，能得出的正確結(jié)論是（）A．所加水的體積至1400cm3時，彈簧秤示數(shù)恰為零 B．塑料塊的密度為0.6×103kg/m3 C．容器的橫截面積為125cm2 D．加水1000cm3時，塑料塊受到的浮力為1N9．如下圖中甲、乙、丙、丁四圖所示，一鐵碗與一鐵球置于水中，則四種情況中，容器內(nèi)液面的高低排序是鐵碗所受液體的浮力大小的排序是。10．如圖甲所示，在容器底部固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧上方連有正方體木塊A，容器側(cè)面的底部有一個由閥門B控制的出水口，此時木塊A剛好完全浸沒在水中，接著打開閥門B，緩慢放水，直至木塊A完全離開水面時，再關閉閥門B．這個過程中，彈簧彈力F與木塊露出水面的體積V的關系如圖乙所示。（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，ρ木＝0.7×103kg/m3，木塊體積為V0，不計彈簧所受浮力）（1）CD段彈簧處于（填“壓縮”或“伸長”）狀態(tài)。（2）點D的橫坐標d值大小為多少？（結(jié)果用V0表示）（3）點C與點E的縱坐標c、e的絕對值之比為。五．探究影響浮力大小因素的實驗11．如圖所示，兩個相同的彈簧測力計分別懸掛兩個相同的金屬圓柱體，圓柱體的質(zhì)量為0.5kg，向甲、乙兩個相同的燒杯內(nèi)加入水和另外一種未知液體。當加入液體達到一定量時，兩彈簧測力計示數(shù)都為3N，請回答下列問題：（1）當燒杯內(nèi)的液體逐漸增加時，彈簧測力計的示數(shù)逐漸，液體對容器底部的壓強（填“增大”、“減小”或“不變”）。（2）待彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定時，求此時金屬圓柱體所受浮力。（3）若浸入的深度h甲：h乙＝5：2，求另一種未知液體的密度。（4）試比較兩圓柱體底部受到的液體壓力F1F2（填“＜”、“＞”或“＝”）。六．壓強的大小及其計算12．如圖所示，有一個梯形物體浸沒在某種液體中（物體與容器底不緊密接觸），液體的密度為ρ，深度為H，物體高度為h，體積為V，較大的下底面面積為S′，較小的上底面面積為S″，容器的底面面積為S，則該物體受到水向下的壓力F是（）A．ρg（HS′﹣V） B．ρgV﹣ρghS′ C．ρghS′﹣ρgV D．ρg（H﹣h）S″七．物體的浮沉條件及其應用13．在裝有不同液體的甲、乙兩個容器中，同時放入兩個完全相同的物體，當物體靜止后兩容器內(nèi)液面恰好相平，如圖所示。若液體對甲、乙兩容器底部壓強分別是p甲、p乙，液體對兩物體的浮力分別是F甲、F乙，則下列判斷中正確的是（）A．p甲＜p乙，F(xiàn)甲＝F乙 B．p甲＞p乙，F(xiàn)甲＝F乙 C．p甲＝p乙，F(xiàn)甲＜F乙 D．p甲＝p乙，F(xiàn)甲＞F乙14．粗細均勻、密度為ρ蠟的蠟燭底部粘有一塊質(zhì)量為m的鐵塊，蠟燭豎直漂浮在密度為ρ水的水中，蠟燭露出水面的高度為H，如圖。點燃蠟燭，直至蠟燭與水面相平、燭焰熄滅（假定蠟燭油不流下來），設燃燒掉的蠟燭長為L，則LHA．ρ蠟ρ水 C．ρ水ρ水15．在兩個相同的薄壁塑料瓶（質(zhì)量忽略不計）內(nèi)分別裝入體積相等、密度為ρ甲和ρ乙的兩種液體后密封，再把它們放入兩個裝有水的容器中，處于如圖所示狀態(tài)。下列判斷正確的是（）A．ρ甲＞ρ乙 B．ρ甲＝ρ乙 C．ρ甲＜ρ乙 D．無法確定16．如圖所示，四個相同的容器內(nèi)水面一樣高，a容器內(nèi)只有水，b容器內(nèi)有木塊漂浮在水面上，c容器內(nèi)漂浮著一塊冰塊，d容器中懸浮著一個空心球。則下列四種說法正確的一組是（）①每個容器的總質(zhì)量都相等②b容器中再倒入酒精后，木塊在液面下的體積減小③c容器中冰塊熔化后水面高度升高④d容器中再倒入酒精后，小球?qū)⑾鲁痢．①④ B．③④ C．①② D．②④17．將體積相同、材料不同的A、B兩個實心小球，分別輕輕放入甲、乙兩個相同的裝滿水的燒杯中，兩球靜止時，A球沉底，B球漂浮，如圖所示，則下列說法正確的是（）A．兩個小球的質(zhì)量關系mA＝mB B．兩個小球所受浮力