上海市2020中考物理備考復習資料匯編專題5壓強計算題(培優(yōu)題)判斷是否有液體溢出的方法(二)(含答案)

1、中考物理備考復習資料匯編專題:06在薄壁柱形容器里加物體，判斷物體最終狀態(tài)（漂浮、懸浮、下沉等）的方法在薄壁柱形容器里加物體，容器對水平面的壓強、液體對容器底部的壓強都要變大。一、 根據(jù)物體受到的浮力與重力比較 ：若F浮=G則物體漂浮或懸?。蝗?F浮VG則物 體下沉；二、若容器對水平面增加的的壓強 ?p容與液體對容器底部增加的壓強 ?p液相等，？P容=?P 液，則物體一定漂浮或懸浮，與液體是否溢出無關。若容器對水平面增加的的壓強 ？p容與液體對容器底部增加的壓強 ？p液不等，？p容 ?p液, 則物體一定下沉到底部，與液體是否溢出無關。推導過程：如圖1所示，柱體甲的重力為 G甲、體積為 V密度為

2、 甲；現(xiàn)把物塊甲豎直 放入薄壁柱形容器乙內的水中，乙的底面積為S乙。乙甲圖1【解析】（1）水無溢出時：水對容器底部壓強的增加量為?p水=水g ?h =水g（ V排/S乙）=F浮/S乙容器對水平面壓強的增加量為？p容=G甲/ S乙若 ?p水=?P容則F浮=G甲 結論：物體一定漂浮或懸浮；若 ?p水V?p容則F浮VG甲 結論：物體一定下沉。（2）若有水溢出時：水對容器底部壓強的增加量為?p水=水g?h =水g（V排-V溢）S乙容器對水平面壓強的增加量為？p容=（G甲-G溢）/ S乙=甲g（V甲-水g V溢）/ S乙若?p 水=?P容貝U水g（ V排-V溢）/S乙=甲g（ V甲-水g V溢）/ S乙

3、水gV排=甲g V甲即F浮=G物 結論：物體一定漂浮或懸?。蝗?p水V ?p容貝U水g（ V排-V溢）/S乙V甲g（ V甲-水g V溢）/S乙水gV排V甲g V甲即F浮VG甲 結論：物體一定下沉。綜合以上分析可得出結論：物體浸入薄壁柱形容器中，無論液體是否溢出，若?p水=?P容，則物體一定漂浮或懸浮；若？p水V ?卩容，物體一定下沉。1. (2020年奉賢一模)如圖13所示，圓柱形木塊甲與薄壁圓柱形容器乙放置于水平 桌面上，已知木塊甲的密度為0.6 × 103千克/米3,高為0.3米、底面積為2× 10 2米2的乙TWJ,rrrrrn閣13 P容與水對容器底部的容器內盛有0

4、.2米深的水。求：(1) 水對容器底部的壓強P水。(2) 乙容器中水的質量 m乙。(3) 若木塊甲足夠高，在其上方沿水平方向切去 h的高度， 并將切去部分豎直放入容器乙內。請計算容器對桌面的壓強增加量 壓強增加量 P水相等時 h的最大值?！窘馕觥?1) P水=水gh水 =1.0 × 103千克/米3× 9.8牛/千克× 0.2米=1960帕(2) m=水 V 水3322=1.0 × 10千克/米 × 0.2米× 2× 10-米 =4千克(3) 方法一 :T ?p水=?p地. F浮=G物即 水gV排=甲g ?hS甲方法二：？p

5、水=?p地水g(V 排-V 溢)/ S乙=甲g ?hS甲-水g V 溢/ S乙水gV 排-水g V溢=甲g?hS甲-水g V溢水gV排=甲g ?hS甲當V排最大時，？h最大，V排最大=hS甲(見圖1)甲th丄圖1S甲水ghS甲甲g ?hS甲?h= h水Z甲=0.3 米× 1.0 × 103千克 Z 米 30.6 × 103千克Z 米 3=0.5 米【答案】（1） I960帕；（2） 4千克；（3） 0.5米。2. （2016年黃浦二模）如圖10所示，薄壁圓柱形容器內盛有質量為3千克的水，置于水平面上。 求容器內水的體積 V水。 求水面下0.2米處水產生的壓強P水。

6、 現(xiàn)將一個邊長為 a的實心均勻正方體放入容器內的水中后（水未溢出），容器對水平面的壓強增加量恰好等于水對容器底部的壓強增加量，求正方體密度P的范圍。【解析】V水=3× 10-3m33m體積為V,根據(jù) P 容= P 水=P gh=1.96 × 10 Pa 設實心均勻正方體的質量為則 F容/S=水g hmg/ S=水 g （V排/ S）m= 水V排正方體密度 P = m V=水Vv 由于V排 V,因此水。3. （2019徐匯一模）如圖1所示，水平地面上有一質量為1千克的薄壁柱形容器，另P容、水對容器底部的壓強P 水,有一個質量為4千克的圓柱體甲，甲的底面積是容器底面積的一半。容

7、器中盛有水，將甲放 入水中，分別測出甲放入容器前后，容器對水平桌面的壓強 如下表所示。容器對桌面、水對容器底壓強甲放入前甲放入后P容（帕）24504410P水（帕）19602450 求圓柱體甲放入容器前水的深度。 求容器的底面積。 放入圓柱體甲后，通過計算判斷柱形容器的水是否有溢出。 請判斷甲在水中的狀態(tài)并說明理由（提示：漂浮、浸沒、未浸沒等） 求圓柱體甲的密度?！窘馕觥?h水=P 水前/ P水g33=1960帕/ （1× 10千克/米 × 9.8牛/千克）=0.2米P= P容前P 水前 = F/ S容=G容/ S容S容=G容/ P=（1 千克× 9.8 牛/ 千

8、克）/ （2450 帕I960 帕）=2× 10 2米 2 甲放入水中，容器對水平桌面增大的壓力F 容=P S 容=（4410 帕-2450 帕）× 2 × 102米 2=39.2 牛F 容=G甲，所以無水溢出。 因為P容 P7水，所以圓柱體甲在水中一定沉底，且S甲=S/2， P 水后2p水前，所以甲在水中一定浸沒（若未浸沒時，S甲=S/2 ,后來水的深度h水后=2h水前，P水后=2p水前）。 因為F 容=G甲，所以無水溢出h水=P水/ P水g=490帕/ 1× 103千克/米3× 9.8牛/千克 =0.05米V甲=V排=S容 h 水=2

9、15; 10 2米 2× 0.05 米=1× 10 3米 3P甲=m甲/V甲=4千克/ 1 × 10 3米3= 4× 103千克/米3【答案】0.2米；2× 10 2米2 ;無水溢出；浸沒；4× 10 3千克/米3。4. （ 2019徐匯二模）如圖10所示，均勻實心圓柱體 A和盛有適量水的薄壁圓柱形容 器置于水平地面上，它們的底面積分別為2S和3S,圓柱體A的質量為m 若從容器內抽出質量為0.5千克的水，求抽出的水的體積。 求圓柱體A對水平地面的壓強。 若容器高為0.12米、底面積為3× 10 2米2,現(xiàn)沿水平方向從圓柱體A

10、上方截取一部分?A放入水中，截取部分？A的質量為4.8千克，分別測出？A放入容器前后，容器對水平桌 面的壓強P容、水對容器底部的壓強P水，如下表所示。求圓柱體A密度的最大值。容器對桌面、水對容器底 壓強?A放入前?A放入 后AP容（帕）24503430P水（帕）9801176圖10【答案】05 × 10 3米3;mg/2 S:2× 103千克/米3。【解析】V水=m P水=0.5千克/1 × 103千克/米3= 0.5 × 10 3米3 PA= Fa/ SA= G/2 S = mg/2 S 因為F容V Ga,所以有水溢出。因為P容 P水，所以A在水中一定

11、沉底。G溢=GXA F容=17.64 牛33V溢=G溢/ P 水 g = 1.8 × 10 米原來水的深度h= P 水前/ P 水 g = 0.1 米原容器內空的體積 V空=3× 10 求放入A柱體后，甲容器對水平地面的壓力。 通過計算確定容器的重力。米2× 0.02米=0.6 × 10 判斷柱體B在水中的浮沉狀態(tài)，并說明你的判斷依據(jù)。2【答案】（1） F=P容S=1470帕× 0.01米=14.7牛（2）p 水 B> P 水 A °h 水 B> h 水 A °V 排 B > V 排AA 一定漂浮，且無水溢

12、出。容器的重力為 G,Go+G水+G= P容AS在柱形容器中 G水+F浮A= G水+G= P水AS2Go = （P 容A- P 水A）S = （1960 帕-1470 帕）× 0.01 米=4.9 牛（3）同理柱體B在乙容器水中，假設溢出的水的重力為G溢，則容器對地面的壓力 G0+G水+G-G溢=P容bS=2940帕× 0.01米=29.4牛G水+GB-G 溢=29.4 牛-4.9 牛=24.5 牛水對容器底的壓力 G水+F浮B-G溢=P水bS=1960帕× 0.01米=19.6牛GB-F 浮 B= 24.5 牛-19.6 牛=4.9 牛 G b> F 浮

13、B米3V排 = V 溢+V空=1.8 × 10 3米 3+0.6 × 10 3米 3= 2.4 × 10 3米 3V 2.4 × 10 3米 3圓柱體A密度的最大值P AmaX= a/ VAmin= 4.8 千克 /2.4 × 10 '米 2 × 10 千克 / 米'5. （2020年閔行一模）25.兩個薄壁圓柱形容器甲、乙放置在水平地面上，容器底面 積均為0.01米2、容器重力均為 G ,容器內盛有相同高度的水，如圖16所示。將兩個密度不同、體積均為1× 10-3米3的實心光滑柱體 A B分別豎直放入甲、乙

14、兩容器中，水對容器底部 的壓強P水和容器對地面的壓強P容如下表所示。壓強放入A柱體放入B柱體P水（帕）14701960P容（帕）19602940所以B 定是沉底的。2 26. （2020徐匯一模）如圖15所示，兩個完全相同的底面積為1× 10米 的輕質薄壁圓柱形容器A、B放在水平桌面上（容器足夠高），另有兩 個完全相同的圓柱體甲、乙，圓柱體的底面積是容器底 面積的一半。A中盛有質量為5千克的水，B中放置圓柱 體乙。求： 水對容器A底部的壓強PO 容器A中水的深度ho 若通過兩種方法分別增大容器對水平桌面的壓強和液體對容器底部的壓強，并測出容器對水平桌面的壓強變化量容、水對容器底部的壓

15、強變化量 丄P水，如下表所示。方法容器對水平桌面的的壓強變化量AP容（帕）水對容器底部的壓強變化量 AP水（帕）I4900784058802940方法a：圓柱體甲放入盛有水的容器A中；方法b:向放置圓柱體乙的容器B加入質量為5千克的水；I.請根據(jù)表中的信息，通過計算判斷方法a、b與表中方法I、Il的對應關系，以及圓柱體的質量m.請判斷甲在水中的狀態(tài)并說明理由【提示：漂浮、懸浮、沉底（浸沒、未浸沒）等】。2 2【解析】P水=F水/S容=G水/S容=5千克× 9.8牛/1× 10-米 =4900帕 h水=P 水/ P水g = 4900帕/ （1× 103千克/米3&#

16、215; 9.8牛/千克）=0.5米 i ）P容=F/ S容2 2方法b: P容=F/ S容=G水/ S容=5千克× 9.8牛/1× 10 米 =4900帕所以方法b即方法I ,因此方法a即方法II_2 2方法a： G物=P容II S容=5880帕× 10 米 =58.8牛因此m= G物/g = 58.8牛/ 9.8 牛/千克=6千克ii ）方法a即方法II因為P容 P水，所以圓柱體甲在水中一定沉底，h水=P水/ P水g=2940帕/1 × 103千克/米3× 9.8牛/千克 =0.3米S固=S容/2，且h水V h水，所以一定是浸沒的。27.

17、（ 2019普陀一模）如圖11所示，高為0.3米、底面積為0.02米的薄壁圓柱形容 器A置于水平地面上，容器內裝有重為39.2牛、深度為0.2米的水。 求水對容器底的壓強 P水。 若容器重為10牛，求容器對水平地面的壓強P容。 現(xiàn)將底面積為0.01米2的實心圓柱體B豎直放入容器A中，水恰好不溢出，此時容器A對地面的壓強增加量 P容恰好等于水對容器底的壓強增加量P水,求圓柱體B的質量m11【解析】 P 水=P gh= 1× 103千克 /米3× 9.8 牛/ 千克× 0.2 米=1960 帕39.2 牛+10牛0.02 米2=2460 帕因為水不溢出，所以地面所受壓

18、力的增加量 F地=G柱=m柱g,圓柱形容器底所受液體壓力的增加量 F底=G排水=m排g, P容= P水底面積S容相同，所以 F地= F底，m= m排水=P水 hS容=1× 103千克/米3× 0.1米× 0.02米2 = 2千克& （2017長寧一模）如圖13所示，底面積為0.02米2、高為0.15米的薄壁圓柱形容器甲，放置于水平地面上，內盛有 0.1米深的水；另有高為0.4米的圓柱木塊乙，同樣放置于水平地面上，底面積為0.01米2、密度為0.5水。求： 水對容器底部的壓強P水。 圓柱木塊乙的質量m乙。 若在乙上方沿水平方向切去厚為h的木塊，并將切去部分豎直放在容器甲內，此時容器對地面的壓強增加量為 P地，水對容器底部的壓強增加量為 P水，請通過計算求出 P地與 P水相等時所對應的 h的取值范圍?！窘馕觥?PK=P gh=1× IO3千克/米3× 9.8牛Z千克× 0.1米=98