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上海市2021年中考物理复习冲刺汇编专题05 压强计算题 判断是否有液体溢

更新时间:2023-10-28 03:52:00 阅读: 评论:0

千载难逢-三角模糊数

上海市2021年中考物理复习冲刺汇编专题05 压强计算题 判断是否有液体溢
2023年10月28日发(作者:春天的英文)

上海市九年级物理压强计算题(培优题)

05

在柱形容器里加物体,物体浸没后,判断是否有液体溢出的

应对方法(一)

类型一.根据体积进行分析判断:

容器的容积已知,容器内液体的体积、物体的体积均已知;只需比较物体的体积与容

器内液体上方空余的体积的大小关系即可,是比较简单的一种类型,根据数学知识即可判

断。

1.2014年松江区三模)一个底面积为2×10

2

的薄壁圆柱形容器放在水平桌面中

2

央,容器高为0.12米,内盛有0.1米深的水,如图12a)所示。另有质量为2千克,体积

1×10的实心正方体A,如图12b)所示。求:

3

3

A

ab

12

1)水对容器底部的压强。

2)实心正方体A的密度。

3)将实心正方体A浸没在图12a)的水中后,容器对地面压强的变化量。

【解析】1pρgh

1.0×10千克/

33

×9.8/千克×0.1米=980

2ρ

AAA

m/V

2千克/10)=2×10千克/

3

333

3)若水没有溢出时,则水升高的高度为

hS=V2×10

=VS=1×10=0.05

A

32

32

∵容器的高度为0.12米,已装0.1米深的水,△hˊ

=0.02米<0.05米,所以水溢出。

V=1×10

323

×0.02米)=6×10

323

-2×10

m千克/米

=ρV×6×10=0.6千克

=1.0×10

333

3

F=G

A

G

1

=mgm

A

g=20.6)千克×9.8/千克=13.72

p=FS=13.72牛/2×10

2

2

=686

【答案】1980帕;22×10千克/3686帕。

33

类型二.根据容器对水平面产生的压强(或压力)情况判断:

①在薄壁柱形容器加入物体后,若满足容器对水平面压力的增加量恰好等于物体的重

ΔF,则液体没有溢出;若ΔFG,则液体溢出。

=G

②在柱形容器加入物体后,若容器对水平面压强的变化量满足ΔpΔF/s=G

/s,则液

体没有溢出;若ΔpG

/s,则液体溢出。

③在柱形容器加入物体后,计算容器对水平面的压强pF/s=G/s,与题目

+G

中所给的压强pp

ˊ比较:若p=pˊ,则液体没有溢出;若pˊ,则液体溢出。

22019虹口一模)如图5所示,圆柱体甲和轻质薄壁圆柱形容器乙置于水平地面。

甲的质量为4千克,乙容器的底面积为2×10,内有0.2米深的水。

2

2

5

求甲对地面的压力F

求水对乙容器底部的压强p

将甲浸没在乙容器的水中,容器对桌面的压强p2940帕,通过计算说明容器中

的水有无溢出。

【解析】

FGm

g4千克×9.8/千克=39.2

pρ

gh

1.0×10千克/

33

×9.8/千克×0.2米=1960

若水没有溢出,

p

F/SG=(G/S

/S+G

=(m

g+mg/S

ρ

gh+mg/S

1.0×10千克/

332

×9.8/千克×0.2+4×9.8/千克/2×10

2

3920

p

2940,所以有水溢出。

2

【答案】①39.2牛;②1960帕;③有水溢出。

3.2014年嘉定区一模)质量为2千克,边长为0.1米实心正方体合金。底面积为0.1

的薄壁圆柱形轻质容器放在水平地面上,容器内盛有10千克的水。求:

2

①正方体合金的密度ρ

②水对薄壁圆柱形轻质容器底部的压强p

③若将实心正方体合金浸没在薄壁圆柱形轻质容器的水中后,发现容器对水平地面压强

的变化量为147帕,实心正方体合金浸没后(选填“有”或“没有”)水从容器

中溢出。如果选择“有”,请计算溢出水的重力。如果选择“没有”,请说明理由。

【解析】①ρ=m/V=2千克/0.1米)千克/

333

=2×10

F=G=mg=10千克×9.8/千克=98

pF/S=98/0.1

2

=980

③将实心正方体合金浸没在薄壁圆柱形轻质容器的水中,若没有水溢出,则容器对

水平地面压强的变化量为

ΔpΔF/S=mg/S=2千克×9.8/千克)/0.1=196

2

196帕>147帕,所以“有”水溢出。

G

FP′S=(196–147)×0.1=4.9

2

【答案】12×10千克/2980帕;3)“有”水溢出,G

33

=4.9牛。

42020年宝山一模)22.如图12所示,轻质薄壁圆柱形容器置于水平地面,容器

中盛有体积为3×10的水。

-33

⑴求水的质量m

⑵求0.1米深处水的压强p

⑶现有质量为3千克的柱状物体,其底面积是容器的三分之二。若通过两种方法增大地

面受到的压强,并测出压强的变化量,如下表所示。

方法地面受到压强的变化Δp()

将物体垫在容器下方2940

12

1225将物体放入容器中

请根据表中的信息,通过计算判断将物体放入容器时是否有水溢出,若有水溢出请求出

溢出水的重力ΔG;若无水溢出请说明理由。

3

【解析】1mρ1.0×10千克/3×103千克。

V

33-33

2p千克/9.8/千克0.1=980帕。

gh=1.010

33

3)将物体垫在容器下方时,根据ΔpΔF/S先求出容器的底面积:

Δp=G+G-G/S=2G/2S/3-G/S=2G/S

1

容器容器容器容器

/S

S

容器

=2G/Δp=2×3千克9.8/千克)/2940=0.02

2

2

假设将物体放入容器中时,有ΔG

Δp/S

2

=2G-ΔG-G/S

容器容器

ΔG=3千克9.8/千克)-1225×0.02=4.9牛。

ΔG

容器

=G-Δp/S

1

2

>0∴假设成立,即有4.9牛的水溢出。

2980帕。3)有4.9牛的水溢出。【答案】13千克。

52019杨浦区三模)如图10所示,均匀圆柱体甲和薄壁圆柱形容器乙放置在水平地

面上。甲的质量为2千克,底面积为5×10,乙的底面积为2×10

-32-22

若水深为0.15米,求水对容器乙底部的压强p

②现将实心圆柱体丙先后叠放至甲的上部、竖直放入容器乙水中静止。下表记录的是上

述过程中丙浸入水中的体积V甲对水平地面压强变化量

p

和容器乙对水平桌面的压强

变化量

p

请根据上述信息求出丙的重力G和水对容器乙底部的压强变化量

p

V

(米1.5×10

3-3

P(帕)5880

10

980P(帕)

【解析】①pρ

gh

10千克/

33

×9.8/千克×0.15=1470

P

=F/S

丙的重力:G

=F=PS=5880×0.005=29.4

2

F

=PS=980×0.02=19.6牛<29.4牛,有溢出

2

溢出水的重力:G

=G-F=29.4-19.6=9.8

m=G/g=9.8/9.8/千克=1千克

溢出水的体积:V千克/

=m=1千克/10=0.001

333

容器里水实际升高的高度

4

h/S/2×10

=V-V=0.0015-0.001=0.025

33-22

pρ千克/

gh1.0×10×9.8/千克×0.025=245

33

【答案】①1470帕;②29.4牛,245帕。

6.2019闵行二模)如图2所示,盛有水的轻质薄壁圆柱形容器甲和实心均匀圆柱体乙

均放置于水平地面上,它们的底面积分别为1×100.5×10。现将两完全相同物

-22-22

块分别放入容器甲中和叠在圆柱体乙的上方,放置前后容器甲、圆柱体乙对水平地面的压强

大小pp如下表所示。求:

对水平地面的压强放置之前放置之后

9801470

9801960(帕)

p

(帕)

p

2

容器甲中原来水的深度。

圆柱体乙的质量。

请根据相关信息判断物块放入甲容器时,水是否溢出,并说明理由。

【解析】1h

=p/ρ/ρ

g=pg

=980/10

33

千克/

×9.8/千克)

=0.1

2G

=F=p=980×0.5×10=4.9

S

-22

m

=

G

/g=4.9/9.8/千克)=0.5千克

3)物块放入圆柱体乙时,圆柱体乙对地面压强的增加量

Δp=p=1960帕-980=980

乙后乙前

p

圆柱体乙对地面压力的增加量

ΔFp=980×0.5×10=4.9

S

-22

即物体的重力G

F=4.9

把物块放入容器甲中时,甲容器对地面压力的增加量

ΔFp

S

=1470帕-980帕)×10

-22

=4.9

因为ΔF

=G

5

所以没有溢出

【答案】10.1米;20.5千克;③因为ΔF,所以没有溢出。

=G

类型三.根据液体对容器底部产生压强的情况判断:在柱形容器加入物体后,进行下

列比较:

加入物体前,物体与原来液体总的体积V

加入物体后,物体与容器内液体的实际体积V

=V+V

实际

=Sh

比较上述体积时,同时要用到液体对容器底部的压强知识p

=ρ

gh

7.2018青浦区二模)柱形轻质薄壁容器的底面积为1×10

2

,如图8所示,内盛2

2

千克的水后置于水平地面上。

求容器对水平地面的压强p

现将一块体积为1×10的物体完全浸没在容器的水中后,测得容器底部受到水

3

3

的压强为2450帕。通过计算判断将物体放入容器时是否有水溢出,若有水溢出请求出溢出

水的质量m,若无水溢出请说明理由。

溢水

【解析】①FGmg=2千克×9.8/千克=19.6

p

19.6

F

1960

S

1.0×10

-22

8

②根据容器底部受到水的压强为2450帕,可求水的深度:

pgh

=ρ

h=p/ρg

=2450/1×10×9.8/千克

33

千克/

=0.25

容器内物体与水的总体积:

V

=Sh=0.25×1×10=2.5×10

-22-33

原来水的体积:V2×10

m

ρ

2千克

-33

33

1.0×10

千克/

原来物体的体积:V

=1×10

3

3

溢出水的体积:

V=V+V-V=3×10-2.5×10=0.5×10

-33-33-33

mρ0.5×10

V千克/0.5千克

-3333

×1.0×10

6

【答案】①1960帕;②0.5千克。

8.2018青浦区一模)柱形轻质薄壁容器的底面积为1×10

-22

,如图11所示,内盛

0.2米深度的水后置于水平地面上。

求容器底部受到水的压强p

现将一块质量为1.5千克、体积为1×10的物体完全浸没在容器的水中后,

-33

测得容器底部受到水的压强为2450帕。求此时容器对水平桌面的压强p

【解析】①p

=ρ

gh

=1×10×9.8/千克×0.2

333

千克/

=1960

11

②根据容器底部受到水的压强为2450帕,可求水的深度:

pghh=p/ρg

=ρ

h=2450/1×10

33

千克/

×9.8/千克=0.25

容器内物体与水的总体积:

V

=Sh=0.25×1×10=2.5×10

-22-33

容器内剩余水的体积:

V

剩余水

=V

V

=2.5×10=1.5×10

-33-33-33

1×10

容器对水平桌面的压力:

F=G=m

剩余水

mg

=1.5×10×10

-3333

千克/1.5千克)×9.8/千克

=29.4

P

=F/S=29.4/1×10=2940

-22

此题也可以根据溢出的水的质量求解。

【答案】①1960帕;②2940帕。

7

92019浦东新区二模)如图4所示,体积为1×10

-3333

、密度为5×10千克/的均

匀实心正方体甲和盛有水的轻质柱形容器乙放在水平桌面上,乙容器的底面积为2×10

-22

4

水对容器底部放入甲放入甲

的压强物体前物体后

p

()19602156

①求甲的质量m

②将甲物体浸没在乙容器的水中,测得甲物体放入前后水对容器底部的压强如表所示:

(a)求放入甲物体前乙容器中水的深度h

(b)请根据表中的信息,通过计算判断将甲物体放入容器时是否有水溢出?若无水溢出

请说明理由;若有水溢出请求出溢出水的质量m

溢水

【解析】

m千克/

=ρ=5×10×1×10=5千克

V

33-33

②(ah

=p/ρ

g

=1960/1000千克/

3

×9.8/千克)=0.2

b)有水溢出。

将甲物体放入容器时,根据容器底部受到水的压强为2156帕,可求水的深度:

h'g=2156/1000千克/

=p'/ρ×9.8/千克)=0.22

3

容器内物体与水的总体积:

V

=Sh=0.22×2×10=4.4×10

-22-33

物体甲的体积V

=1×10

-33

原来水的体积V

=0.2×2×10=4×10

-22-33

溢出水的体积:

V

溢水

=V+V-V

=1×10+4×10-4.4×10

-33-33-33-43

=6×10

mV

溢水溢水

=ρ=1×10×6×10=0.6千克

33-43

千克/

8

【答案】①5千克;②(a)0.2米;(b)有,0.6千克。

类型四.根据液体对容器底部压强的变化量判断:

①在柱形容器加入物体后,若液体对容器底部压强的变化量等于0,即Δp0,则液

体一定会溢出。

②在柱形容器加入物体后,根据液体对容器底部压强的变化量Δpρgh,可计算

液体升高的高度(求出体积),再与物体的体积进行比较即可判断。

10.如图3所示,圆柱体甲的质量为3.6千克,高为0.2米,密度为1.8×10

33

千克/

求甲的体积。

求甲竖直放置时对水平桌面的压强。

现有一薄壁圆柱形容器乙,质量为0.8千克。在容器乙中倒入某种液体,将甲竖直

放入其中,并分别测出甲放入前后容器对水平桌面的压强p、液体对容器底部的压强p

如下表所示。

放入物体前放入物体后

p

(帕)19602940

p

(帕)

3

15681568

0.2

a)求容器的底面积。

b)求液体密度的最小值。

【解析】①根据密度知识Vm3.6千克/1.8×10千克/2×10

/ρ

333

3

根据压强定义pF/Sρgh1.8×10千克/

33

×9.8/千克×0.2米=3528

③(a)注意求容器底面积用到的压强是放入物体前的两组数据:

p

帕。

1960p1568

因为液体的重力等于液体对容器底部的压力,可表示为GFp

容器对水平面的压强为pF=(GS=(GS

代入数据1960帕=(0.8千克×9.8/千克+1568×SS

容前

S

/

S

+G+p

//

S

/

可得S2×10

2

2

b)因为放入物体甲前后p0,即容器内的液体原来就是满的,放入物体甲后一定

9

有液体溢出,容器对水平面增大的压力为甲的重力与溢出液体的重力之差:FGG

Gρ,容器对水平面增大的压强:

gV

pFS=(GGS=(mS

///

gρgV

可见当V最大等于甲的体积时液体的密度ρ最小。

所以液体密度的最小值为

ρgpS

液小溢大

=(mgV

/

=(mgV

gpS

/

0.8×10千克/

33

【答案】①2×10;②3528帕;③(aS2×10b0.8×10千克/

32

3233

112018黄浦二模)薄壁圆柱形容器置于水平面上,容器重为0.2牛,底面积为2×10

2

,其内盛有1千克的水。

2

①求水的体积V

②求容器对水平面的压强p

③现将一体积为1×10的实心均匀小球浸没在该容器的水中,放入前后水对容器底

4

3

部压强变化量p及容器对水平面的压强变化量p如右表所示,求小球的密度ρ

【解析】①Vm/ρ1千克/1×10千克/1×10

333

3

FGmgG=(1千克×9.8/千克+0.210

pF/S10/2×10

2

500

2

③∵小球浸没且△p0,∴溢出水的体积等于球的体积

p=△F

/S

pG

溢水

SG

p

SρVgρVg

196×2×10

24

=(ρ1×10千克/×9.8/千克×1×10

2333

ρ5×10

33

千克/

【答案】①10;②500帕;③5×10千克/

3

333

122019嘉定一模)将底面积为2×10

-22

、盛有深度为0.3米水的薄壁轻质圆柱形

容器放置在水平地面上。求:

①水的质量m

②水对容器底部的压强p

③现将一体积为1×10实心均匀小球直接放入该容器后,小球浸没并静止在容器底,

-33

10

p(帕)p(帕)

0196

Δp

(帕)Δp(帕)

9800

分别测得小球放入前后容器对水平地面的压强变化量Δp及水对容器底部的压强变化量

Δp

,如右表所示,计算小球的密度。

【解析】1mρ1×10千克/

V

33-22

×2×10×0.3米=6千克

2pρ1×10千克/

gh

333

×9.8/千克×0.3米=2.94×10

3)由于水对容器底部的压强变化量Δp0

所以小球浸没后,容器中的水溢出

Δp)/S

ΔF/S(GG(ρ

VgρVg)/S

ρ

Δp

S/Vg+ρ

980×2×10千克/

-22-3333

/1×10×9.8/千克+1×10

ρ

3×10千克/

33

【答案】①6千克;②2940帕;③3×10千克/

33

13.如图4所示,薄壁柱形容器A与实心正方体B放置在水平地面上。容器A中装有水,

底面积为1.5×10,实心正方体B的边长为0.1米。现将实心柱体B浸没在容器A中,

-22

分别测出正方体B放入前后水对容器底部的压强、容器对水平地面的压强如下表所

pp

示。求:

放入前放入后

p

()9801470

p

()14702450

AB

4

薄壁柱形容器A的质量m

A

放入正方体后,容器中水的深度的变化量Δh

放入正方体后,通过计算说明判断水是否溢出。

正方体B的质量m

B

【解析】此类题提供的数据比较多,关键是分清解决某一问题用到的是哪组数据。另外

能否判断容器里的液体是否溢出也是正确解题的关键因素。

①物体放入前,先利用水的压强980帕计算出水对容器底部的压力,即水的重力:

G=F

S=pS980×1.5×10

-22

14.7

再根据容器对地面的压强1470帕计算出容器对地面的压力:

F

AA

=pS1470×1.5×10

-22

22.05

因为F所以G

AAA

=G+G=F-G=22.05-14.7=9.35

11

m

A

=0.95千克

②利用物体放入前后水的压强之差可求水深度的变化量Δh(即水升高的高度)

P

=ρgh

h千克/

=p/ρ×9.8/千克)=0.05

g=490/10

33

③利用水升高的高度Δh可计算出水升高的体积:

ΔV×0.05米=0.75×10

1.5×10

-22-33

物体的体积V,大于水升高的体积,所以B物体浸没在水中时,有水溢出。

B

10

-33

V

=10×0.05=2.5×10

-33-22-43

1.5×10

mV

ρ1×10千克/0.25千克

33-43

×2.5×10

ΔpF/S=mg-mg/S

980×1.5×10=(m-0.25千克)9.8/千克

-22

m=1.75千克

【答案】①0.95千克;②0.05米;③有水溢出;④1.75千克。

142019奉贤二模)如图10所示,将底面积为1×10

-22

盛有深度为0.3米水的薄壁

轻质圆柱形容器放置在水平桌面上。求:

①水的质量m

②容器对水平桌面的压强p

③现将甲、乙两个实心均匀光滑小球分别放入该容器中,测得两小球放入容器前后水对

容器底部的压强,已知甲、乙两小球的质量以及它们的密度,数据如下表所示,求两小球放

入容器前后容器对水平桌面的压强变化量ΔpΔp之差。

小球放入前压强(帕)放入后压强质量(千克)密度(千克

294033321.02500

294034301.51500

()/

3

【解析】1m1.0×10千克/3千克

V

33-33

×3×10

2pFGm=(3千克×9.8/千克)/1×102940

/sg/s

/s

-22

3)由表格中数据可知,两小球放入容器前后水对容器底部的压强差为392帕和490

12

帕,水面升高分别为0.04米和0.05米,计算两小球的体积可确定甲球放入后水没有溢出,

乙球放入后水溢出体积是乙球的一半体积。

Δpg/s

=m=980

Δp

=m-m=980

g/s

p-p=0

【答案】①3千克;②2940帕;③0

152018杨浦一模)如图13所示,水平地面上置有轻质薄壁圆柱形容器甲和圆柱体

乙。甲的底面积为0.01、高为0.3米,盛有0.2米深的水;乙的底面积为0.005、高

22

0.8米,质量为8千克。

0.2

0.3

0.8

13

①求水对甲底部的压强p

②求乙的密度

③若在乙上方沿水平方向切去一部分,并将切去部分竖直放在甲容器内,此时水对容器

底部的压力等于乙剩余部分对地面的压力,求甲容器对地面压强的变化量Δp

【解析】

pρ千克/

gh1.0×10

33

×9.8/千克×0.2米=1960

ρ=m/V=8千克/(0.005

233

×高为0.8)=2×10kg/m

水对容器底部的压力等于乙剩余部分对地面的压力F

=F

因为F=PS

所以ρ

ghgh

S=ρS

ρghgh

2S=2ρS

h

=h

即水的深度等于乙剩余部分的高度

当(V=V时(水刚好满)需乙的高度

+V´

h´

=V-V=3×10-2×10=0.2

/S/0.005

-33-332

所以h

=h=0.3

V

乙浸上升

=V-V-0.1×0.01=5×10

=0.3×0.005

22-43

P=△G/S

=F

/S

13

=(G/S

乙切

G

=5千克10×5×10

33-432

千克/×9.8/千克/0.01

4410Pa

16.如图14所示,一个重为6牛、容积为V

的圆柱形容器放在水平地面上,容器的

底面积S2×10

2

2

14

求该容器对水平地面的压强p

地面

若在该容器中倒入体积为V的水后,求水面下0.1米深处水的压强p

若将一个体积为V的金属物块浸没在水中后,讨论水对容器底部压强增加量的变

化范围。(要求:讨论中涉及的物理量均用字母表示)

【解析】①pF/SG

地面容器

/S

6/2×10)=300

2

2

pρ

gh

1.0×10千克/

33

×9.8/千克×0.1米=980

③若容器中未装满水,且当物块体积VV时,放入物块后,水对容器底部压

物块容器

V

强的增加量最大,即为:

pV/S

1

ρ

容器

ghρgV

若容器中装满水,则放入物块后,因水的溢出,水对容器底部的压强不变,即为:

p

2

0

则水对容器底部压强增加量的变化范围为:

0≤p≤ρ

容器

gV

V/S

【答案】①300帕;②980;③0≤p≤ρV/S

容器

gV

172018嘉定一模)如图9所示,薄壁轻质圆柱形容器甲和均匀实心圆柱体乙置于水

平桌面上。甲容器高为3h,底面积为2S,内盛有深为2h的水;圆柱体乙高为4h,底面积

3S

14

9

若甲容器中水的体积为4×10,求水的质量m

-33

h等于0.1米,求水对甲容器底部的压强p

现沿竖直方向在圆柱体乙上切去底面积为S的部分,并将切去部分竖直置于容器甲

的水中后,自然静止沉在容器底部,此时甲容器对水平桌面的压强p

与切去后的乙对水平

桌面的压强p

之比为5:8。求圆柱体乙的密度ρ

【解析】1mρ千克/4千克

V1×10

33-33

×4×10

2pρ1×10千克/

gh

333

×9.8/千克×2×0.1米=1.96×10

3GρS×3h2S×hgρ

水溢

Shg

FGShg+4ρShgρShg3ρShg+4ρShg

水溢

+G

G4ρ

p

p58

F′/Sgh58

4ρ

3ρ

Shg+4ρShg/2S4ρgh58

ρ

3×10千克/

33

【答案】①4千克;②1960帕;③3×10千克/

33

15

堆雪人的作文-颟顸渊薮

上海市2021年中考物理复习冲刺汇编专题05 压强计算题 判断是否有液体溢

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