天津市红桥区中考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-06压强和浮力（实验、计算题）（有解析）考试试卷

天津市红桥区中考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-06压强和浮力（实验、计算题）
一、计算题
1．（2022·天津红桥·统考三模）有一个底面积为S、高度为h的圆柱形薄壁容器，如图甲所示；另有一个密度为、底面积为的质地均匀的实心圆柱体物块，它的高度与圆柱形薄壁容器的高度相同，如图乙所示。已知，水的密度为，。请解答下列问题：
（1）现将圆柱体物块竖直放置容器内，则物块对容器底部的压强是多大？
（2）再向容器内缓缓注入质量为的水，圆柱体物块没有倾斜，最后均处于静止状态，那么，这时水对圆柱体物块的浮力是多大？
（3）在第（2）问叙述的情景中，水对容器底部的压强是多大？
2．（2021·天津红桥·统考二模）如图所示，一平底、平口的圆柱形青花瓷笔筒放在水平桌面上，笔筒高度为0.11 m，筒内深度为0.10 m。笔筒开口向上放置时，笔筒对桌面产生的压强为8.1×102 Pa；笔筒开口向下放置时筒对桌面产生的压强为4.05×103 Pa。求：
(1)笔筒内注满水时，水对笔筒底部产生的压强；
(2)笔筒开口向上和开口向下放置时，笔筒与桌面的接触面积之比；
(3)青花瓷笔筒材质的密度。
3．（2021·天津红桥·统考一模）某实验小组在研究某种物质的属性时，日常需将物体浸没在煤油中保存，将体积为1×10﹣3m3、重6N的该物体用细线系在底面积为250cm2的圆柱形容器的底部，物体浸没在煤油中，如图所示（g=10N/kg，ρ煤油=0.8×103kg/m3）：
(1)细线受到的拉力是多大？
(2)若细线与物体脱落，待物体静止后煤油对容器底的压强变化了多少？
4．（2020·天津红桥·统考二模）如图所示，一个图钉的面积是 ，图钉尖的面积是 ，手指对图钉帽的压力是40N。
（1）求手对图钉帽的压强。
（2）求图钉尖对墙的压强。
5．（2020·天津红桥·统考二模）有A、B两个密度分别为ρA、ρB的实心正方体,它们的边长之比为1:2,其中正方体A的质量mA为1kg．如图甲所示,将它们叠放在水平桌面上时,A对B的压强与B对桌面的压强之比为4:5;将A和B叠放在一起放入水平桌面盛水的容器中,如图乙所示,水面静止时,正方体B有1/4的体积露出水面,已知ρ水=1.0×103kg/m3．求:
(1)正方体B的质量mB是多少
(2)ρA:ρB是多少
(3)正方体B的密度ρB是多少
6．（2020·天津红桥·统考模拟预测）用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示．从此处匀速下放物块，直至浸没于水中并继续匀速下放（物块未与水底接触）．物块下放过程中，弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙．g取10N/kg，水的密度是1.0×103kg/m3．求：
（1）物块受到的重力；
（2）物块完全浸没在水中受到的浮力；
（3）物块的密度．
7．（2022·天津红桥·统考二模）如图甲所示，一个底面积为S的圆柱形薄壁容器中装有某种液体，将一木块放入液体中，木块漂浮，此时液体深为；若再将质量为m的小石块放入液体中，如图乙所示，石块对杯底的压力为F，此时液体深为。
（1）求小石块的密度；
（2）若将小石块从液体中取出放在木块上（假设没有液体带出），木块仍漂浮且液体未溢出容器，求此时液体对容器底部的压强。
二、实验题
8．（2021·天津红桥·天津市第五十五中学校考三模）在探究“影响压力作用效果的因素”时提出了如下猜想：
猜想一：压力作用效果与压力大小有关；
猜想二：压力作用效果与受力面积大小有关.
（1）在探究“猜想一”的实验中，将小桌放在海绵上，再在桌面上放一个砝码，如图所示，通过观察 _____ ，显示压力的作用效果，这个实验控制的变量是 _____ ，由此得出的实验结论是 _____ ．
（2）请你设计出探究“猜想二”的数据记录表格. _____ ．
9．（2020·天津红桥·统考二模）实验探究小组的同学在学习了浮力知识后，准备利用所学知识测物质的密度。他们选用了以下器材：弹簧测力计、量筒、小木块、小石块、待测液体、水、小桶、细线、装水的烧杯。
（1）小刚要测石块的密度，他拟订了以下实验步骤，请你将所缺部分补充完整。
a. 将石块用细线拴住，吊在弹簧测力计下，读出弹簧测力计的示数G1；
b. 将吊在弹簧测力计下的石块浸没在盛有适量水的烧杯中（不碰烧杯的底和侧壁），读出弹簧测力计此时的示数G2；
c. 求出石块在水中受到的浮力F浮=_____。由阿基米德原理，可求出石块的体积V=_____；
d. 利用公式ρ=，可得石块的密度的表达式ρ=_________；
（2）小兰在小刚实验的基础上，增加了一步，测出了待测液体的密度。小兰增加的步骤是： __________。待测液体密度的表达式是ρ液=_________。
10．（2020·天津红桥·统考三模）在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中（如图所示），小明先用弹簧测力计测出金属块的重力，然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示（液体均未溢出），并将其示数记录在表中：
实验步骤 B C D E F
弹簧测力计示数/N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9
（1）分析比较实验步骤A和_____，可得出：浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；分析比较A、B、C、D可知：浮力大小与物体_____有关；分析实验步骤A、E、F可知：浮力的大小还与_____有关．
（2）分析实验数据可知，F中液体密度_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）水的密度．
（3）金属块浸没在水中时受到的浮力大小是_____N，金属块密度为_____kg/m3．（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
11．（2020·天津红桥·统考三模）小明在滨河阳光沙滩游玩时捡到一块鹅卵石，并对该鹅卵石的密度进行了测量．
（1）将天平放在水平桌面上，并将游码移至称量标尺左端的零刻度线后，分度标尺的指针如图甲所示，此时应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，使天平横梁平衡．
（2）测量鹅卵石质量时，将最小为5g的砝码放入托盘天平的右盘后，分度标尺的指针如图乙所示，接下来的操作是______，直至天平横梁平衡．
（3）天平平衡时，所用砝码和游码在称量标尺上的位置如图丙所示，该鹅卵石的质量是______g．
（4）如图丁所示，鹅卵石的体积是_______cm3
（5）由以上数据可知，该鹅卵石的密度为_______g／cm3.
（6）将该鹅卵石挂在弹簧测力计下并浸没在某液体中静止时，测力计的示数如图戊所示，鹅卵石所受浮力为_______N．（g取10N/kg）
12．（2021·天津红桥·统考一模）某同学按照如图所示的操作，探究影响浮力大小的因素。
（1）物体受到的重力为______N；
（2）物体全部浸没在水中时，受到的浮力是______N；
（3）由______两图可得出结论：物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关；
（4）由______两图可得出结论：物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；
（5）由D、E两图可得出结论：物体受到的浮力大小与液体的______有关。
13．（2021·天津红桥·天津市第五十五中学校考三模）小明想知道某均质圆柱体的密度，于是他用天平和量筒等器材做了如下实验：
（1）将天平放在水平台上，把游码放到标尺左端零刻度线处，发现指针偏向分度盘的右侧，要使横梁平衡，应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调；
（2）用天平测量圆柱体的质量，当天平平衡时，放在右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示，则圆柱体的质量为______g；
（3）如图乙、丙和丁所示，用量筒并采用“压入法”（用一根细而长的铁丝将物体压入水中）测圆柱体的体积，图乙中水的体积为40cm3，则圆柱体体积V为______cm3；
（4）根据测量结果可知圆柱体的密度ρ为______kg/m3；
（5）细心的小明观察发现把圆柱体放在另一种已知密度为ρ0的液体中也能漂浮在液面上，则圆柱体露出液面的体积的表达式为：V露=______（请用ρ0、ρ、V等符号表示）。
14．（2022·天津红桥·统考一模）小明利用弹簧测力计、实心圆柱体物块、烧杯等器材，探究浮力的大小跟哪些因素有关。小明提出如下猜想，设计并进行了实验。
猜想a：浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关；
猜想b：浮力大小与物体排开液体的体积有关；
猜想c：浮力大小与液体的密度有关。
（1）小明确定了测量浮力的方法：用弹簧测力计先测出物体的重力G，接着将物体浸入液体中静止时，读出测力计对物体的拉力F拉，可计算出物体所受的浮力F浮。其测量原理利用了______；
A． F浮与G是一对平衡力
B． F浮与G是相互作用力
C． F浮与F拉是相互作用力
D． F浮、F拉和G是一组平衡力
（2）小红的操作步骤及测量数据如图所示：
由测量数据可得：B步骤中圆柱体物块受到水的浮力为______N；
（3）分析图中A步骤与______步骤的数据，可以验证猜想a是错误的；（填出步骤的序号）
（4）进一步学习了阿基米德原理之后，利用图中的测量数据，还可以计算出其它一些物理量（g=10N/kg）。则该物块的密度为______，盐水的密度为_____。
参考答案：
1．（1）；（2）见解析；（3）见解析
【详解】解：（1）因为容器底是水平放置，所以圆柱体对容器底部的压力
F=G=mg=ρ0V0g=ρ0S0hg
物块对容器底部的压强
（2）注入质量为的水，则注入水的体积
若水较少，圆柱体仍处于沉底状态，则注入水的深度
圆柱体排开水的体积
圆柱体受到的浮力
若水较多，由于水的密度大于圆柱体的密度，圆柱体处于漂浮状态，根据物体浮沉条件可知，它受到的浮力等于它的重力，则它受到的浮力为
（3）若圆柱体处于沉底状态，水对容器底部的压强为
若圆柱体处于漂浮状态，因为容器为柱形，所以水对容器底的压力等于水和圆柱体的总重力，大小为
水对容器底部的压强为
若最后处于漂浮状态且有水溢出，则水对容器底部的压强为p=ρgh
答：（1）物块对容器底部的压强是ρ0gh ；
（2）若圆柱体仍处于沉底状态，水对圆柱体物块的浮力是，若圆柱体处于漂浮状态，水对圆柱体物块的浮力是；
（3）若圆柱体仍处于沉底状态，水对容器底部的压强是，若圆柱体处于漂浮状态，水对容器底部的压强是。若最后处于漂浮状态且有水溢出，则水对容器底部的压强为p=ρgh。
2．(1) 1×103 Pa；(2) 5∶1；(3) 2.7×103 kg/m3
【详解】(1)因为笔筒中水的深度为0.1m，故加强为
(2)由题知，两次压力相等，都等于笔筒的重力，故有
所以
解得
(3)笔筒的质量为
体积为
密度为
答：(1)水对笔筒底部产生的压强为1×103Pa；
(2)笔筒与桌面的接触面积之比为5:1；
(3)青花瓷笔筒材料的密度为2.7×103kg/m3。
3．(1)2N；(2)80Pa
【分析】(1)物体浸没煤油中，排开煤油的体积等于物体的体积，利用阿基米德原理求受到的浮力，根据木块重加上绳子的拉力等于木块受到的浮力求出木块受到的拉力。
(2)木块漂浮时所受的浮力等于它自身的重力，可得浮力的大小，根据阿基米德原理求出排开煤油的体积，可求排开煤油的体积变化，知道容器底面积，可求煤油深度的变化量，再利用液体压强公式求容器底所受压强改变量。
【详解】(1)由题知，物体浸没煤油中，则有
受到的浮力
因为，物体受到的拉力
(2)漂浮时，，由可得，此时物体排开煤油的体积
排开没有的体积变化量
煤油深度变化
则煤油对容器底的压强变化
答：(1)细线受到的拉力是2N；(2)若细线与物体脱落，待物体静止后煤油对容器底的压强变化了80Pa。
4．（1）；（2）
【详解】解：（1）手对图钉帽的压强
（2）图钉尖对墙的压力等于手对图钉帽的压力，图钉尖对墙的压强
答：（1）手对图钉帽的压强为；
（2）求图钉尖对墙的压强为。
5．（1）4（2）2：1（3）0.6
【详解】（1）设正方体A、B的底面积分别为SA、SB，边长分为lA、lB，则，所以，所以 即 ；
（2）物体体积之比为 ，则密度之比为 ；
（3）由题意知，AB整体漂浮，所以F浮=G总，由阿基米德原理可得 ，整理可得 ，所以 ．
6．（1）18N；（2）8N；（3）2.25×103kg/m3．
【详解】（1）由图知，物块未浸入水中时，即深度为0时，测力计的拉力即为物体的重力，则重力为：；
（2）如图，物体浸入水中后，受到浮力，所以拉力减小，当拉力不变时，说明物体已全部浸没在水中，所以物块完全浸没在水中受到的浮力为：
；
（3）根据求得物体的体积为：
，
根据得物体的密度为：
．
点睛：重点是阿基米德原理的应用，求出浮力后，根据可求排开水的体积，即物体的体积，再结合物体的重可求物体密度的大小．
7．（1）；（2）
【详解】解：（1）由甲、乙两图可知，小石块的体积
V石=S(h2-h1)
则小石块的密度
（2）因乙图中沉入杯底的石块受到的支持力和石块对杯底的压力是一对相互作用力，所以，小石块受到的支持力
F支持=F
又因小石块在液体中静止时处于平衡状态，受到竖直向下的重力等于竖直上升的支持力和浮力，所以，小石块受到的浮力
F石浮=G石-F=mg-F
液体的密度
小石块从液体中取出放在木块上时，石块和木块受到的总浮力为
F浮总=G石+G木
乙图时石块和木块受到的总浮力为
F′浮总=G石-F+G木
设小石块从液体中取出放在木块上时，此时液面高度为h，则总浮力的变化量
ΔF浮总=F浮总-F′浮总=F=ρ液gS(h-h2)
此时液体对容器底部的压强
答：（1）小石块的密度为；
（2）此时液体对容器底部的压强为。
8． 海绵的凹陷程度 受力面积 在受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显 见解析所示
【详解】解答：(1)在探究“猜想一”的实验中，将小桌放在海绵上，再在桌面上放一个砝码，通过观察海绵的凹陷程度，显示压力的作用效果；这个实验控制的变量是受力面积，由此得出的实验结论是在受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显．(2)探究“猜想二”时，要控制压力一定，改变受力面积的大小，据此可设计数据记录表格如下：
点睛：结合实验内容可分析压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小的关系，在研究其中一个量对压力作用效果的影响时，要注意控制另外的量不变．这就是控制变量法．实验中通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果，这是转换法的应用．
9． G1-G2 见解析
【详解】(1)[1]由称重法可知石块在水中受到的浮力
F浮=G1-G2
[2]石块浸没在水中，石块的体积
V=V排=
[3]石块的密度
ρ=
(2)[4]小兰测出了待测液体的密度，需要增加的步骤：将吊在弹簧测力计下的石块浸没在烧杯的待测液体中（不碰底，不碰壁），读出弹簧测力计此时的示数G3。
[5]石块在液体中受到的浮力
F浮液=G1-G3
由阿基米德原理得到液体的密度
ρ液=
10． D、E 排开液体的体积 液体的密度 小于 1 2.7×l03
【详解】（1）研究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度关系，要控制排开液体的体积和密度相同，只改变浸没在液体中的深度，故由ADE图可知，物体排开液体的体积相同时，液体的密度相同，浸没的深度不同，浮力相同，所以物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关．
研究物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积关系，要控制排开液体的密度相同，由分析比较A、B、C、D可知，液体的密度相同时，物体排开液体的体积不同，浮力不同，所以物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关．
由分析比较A、E、F可知：图知，排开液体的体积相同，而排开液体的密度不同，浮力大小不同，故可得出结论：物体受到的浮力大小与液体的密度有关．
（2）根据称重法可知：物块在水中受到的浮力为：F浮＝G﹣F＝2.7N﹣1.7N＝1N；物块在另一液体中受到的浮力为：F浮′＝2.7N﹣1.9N＝0.8N；
根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排知物体排开液体的体积相同时，密度越大，受到的浮力越大，故F中液体密度小于水的密度．
（3）物块在水中受到的浮力为：F浮＝G﹣F＝2.7N﹣1.7N＝1N；
V排10﹣4m3
金属块的体积：V＝V排
金属块的质量：m0.27kg
金属块的密度：ρ2.7×l03kg/m3
11． 右 取下5g的砝码，调节游码 54 20 2.7 0.2
【分析】在测量过程中切勿移动游码，读数计算注意单位．
【详解】甲图指针偏向左边，则右边高，平衡螺母向右调节；乙图指针偏向右边，说明砝码质量偏大，则应取下最小的砝码并调节游码直至天平平衡；读出砝码与游码示数并相加为54g；由丁图前后体积之差得石块体积为20cm2；物块重力为0.54N，弹簧测力计示数为0.34N，则浮力为0.2N．
12． 4 1 B、C C、D 密度
【详解】（1）[1] 测力计拉着物体静止在空气中的示数为物体的重力
G＝4N
（2）[2] 由图可知，物体浸没在水中时受到的浮力
F水＝G﹣F＝4N﹣3N＝1N
（3）[3] 探究物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积的关系时，应控制液体的密度相同，排开液体的体积不同，故选B、C两图进行比较。
（4）[4] 探究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系时，应控制液体的密度、排开液体的体积相同，深度不同，故选C、D两图进行比较。
（5）[5] 物体浸没在水中受到的浮力
F水＝G﹣F＝4N﹣3N＝1N
物体浸没在酒精中受到的浮力
F酒＝G﹣F′＝4N﹣3.2N＝0.8N
所以，在排开液体的体积相同的情况下，液体的密度不同，受到的浮力不同，说明物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
13． 左 24 32 0.75×103 (1-)V
【详解】（1）[1]指针的位置指在分度盘中央的右侧，要使横梁平衡，应将平衡螺母向左调节。
（2）[2]由图甲所示可知，圆柱体的质量
m=20g+4g=24g
（3）[3]圆柱体体积
V=72cm3-40cm3=32cm3
（4）[4]圆柱体的密度
（5）[5]把圆柱体放在另一种已知密度为ρ0的液体中也能漂浮在液面上，则
F浮=G
即
ρ0gV排=ρgV
即
V排=
即
V露=V-V排=V-=(1-)V
14． D 0.4 C、D 2.4×103kg/m3 1.1×103kg/m3
【详解】（1）[1]物体浸在水中受到三个力的作用：竖直向上的浮力、竖直向上的弹簧测力计的拉力和竖直向下的重力，当静止时，三力平衡，所以F浮、F拉和G是一组平衡力，故D符合题意，ABC不符合题意。
（2）[2]由图可知，测力计的分度值为0.2N，所以测力计示数为2.4N。A步骤中测力计是示数等于物体的重力，为G=2.4N；B步骤中测力计的拉力F拉=2N，所以圆柱体物块受到水的浮力为
F浮=G-F拉=2.4N-2N
（3）[3]为验证浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关，需将物体浸没在同种液体的不同深度，所以选步骤A、C和D，通过测力计示数可知，物体浸没不同深度时，浮力相等，故说明猜想a是错误的。
（4）[4][5]由步骤A可知，物体的重力G=2.4N，则物体的质量为
由步骤C可知，物体的体积为
所以物体的密度为
盐水的密度为
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