2025年中考物理专题训练——浮力的综合计算

2025年中考物理专题训练——浮力的综合计算 一、计算题 1．在物理老师组织的“造船”比赛中，要求每个学生用一块质量为120g的橡皮泥造一艘小船，然后看谁的小船装载的“货物”最多。最后，小强同学造的小船以装载了180g的“货物”获胜。如图所示，已知容器的底面积为0.04m²，放入小船后水深13cm，取g＝10N/kg，求： （1）小船所受的浮力； （2）小船排开水的体积； （3）水对容器底部的压力和压强。 2．水平桌面上放置了一个底面积为、重为5N的容器，容器内装有10N的水。现将底面积为，重为12N的物体悬挂在弹簧测力计上，将物体缓慢没入水中，如图所示当物体刚好完全浸没且静止时，弹簧测力计示数为2N（容器内水没有溢出，物体未接触容器底，）。求 （1）物体浸没在水中时受到的浮力； （2）此时物体底部受到水的压强； （3）此时容器对水平桌面的压强。 3．如图所示，将一个体积为1.010-3m3、重6N 的木球用细线系在底面积为 500cm2的圆柱形容器的底部，当容器中倒入足够的水使木球被浸没时，（g=10N/kg）求： （1）木球的密度； （2）细线对木球的拉力； （3）剪断细线，木球处于静止时，木球露出水面的体积多大？ 4．如图，在容器中盛有适量的水，用细线向下拉着长方体物块浸没在水中。已知物块重力为1N，上、下表面的面积均为10cm²，且上表面距水面30cm；细线对物块的拉力为3N。不计细线重力，，g取10N/kg，求： （1）物块在水中受到的浮力。 （2）物块下表面受到水的压力。 （3）物块的高度。 5．如图，用细线吊一重27N的实心物体，浸没在底面积为100cm2的圆柱形容器中，此时容器底受到水的压强增大了1000Pa。求 （1）物体受到的浮力； （2）该物体的密度。 6．把一个重为8N、体积为1.0×10-3m3的物体投入水中，当物体静止时，物体的状态是什么？此时物体所受的浮力是多大？物体排开的水重多少？ 7．把边长为10cm的正方块物块（ρ物<ρ水）放入圆柱形容器底部，容器置于水平桌面上，如图甲所示。缓慢向容器内倒入适量水，物块受到的浮力F浮，F浮随液块深度h变化的关系如图乙a所示；更换一种液块重复上述实验，F浮随h的变化关系如图乙b所示。求： （1）该物块的密度； （2）未倒水前物块对容器底部的压强； （3）h=6cm时，物块分别在水中和液块中所受浮力之比。 8．如图一个盆里装满水，把一个金属球浸没在水中，溢出了5kg的水。求该球受到的浮力多大？ 9．我国研发的第三代常规动力潜艇具备先进的通讯设备、武器、导航等系统和隐蔽性强，噪声低、安全可靠等优异性能，主要技术参数如下表．（海水的密度近似1.0×103kg/m3，g取10N/kg） 排水量 水上2250t 水下3000t 最大潜水深度 300m 最大航速 水上30km/h 水下36km/h 最大输出功率（水下） 3000kW （1）潜艇在水上航行时，受到的浮力是多少? （2）在水下行驶时排开水的体积是多少 （3）潜艇由水下某位置下潜到最大深度处，潜艇上一个面积为400cm2的观察口受到的水的压力增大了4×104N，则潜艇原来位置的深度是多少？ 10．如图1所示，圆柱形容器甲的底面积为4×10-2m2，容器内水的深度为0.2m。用弹簧测力计挂一实心圆柱体，将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降（其底面积始终与水面平行），使其逐渐浸没入水中某一深度处，如图2是整个过程弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图象（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。求： （1）实心圆柱体未进入容器前，水对容器底部的压强和压力； （2）实心圆柱体完全浸没时受到的浮力以及实心圆柱体的体积。 11．水平地面上放置一个重力为4N，底面积为200cm2的柱形容器，装有适量的水。将一个边长为10cm，重力为6N的不吸水正方体木块A用不计体积的细线系住竖直固定在容器底部，如图所示，拉直细线的长度为L=6cm，细线的拉力为2N。（容器厚度不计，g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3），求： (1)木块A受到的浮力； (2)木块A浸入的深度； (3)水对容器底部的压强是多少？ (4)容器对水平地面的压强是多少？ 12．如图所示，在一个装有水的长方体容器底部固定一根不可伸长的细绳，细绳上端连接一个棱长为0.1m的实心正方体物块A。当容器中水的质量为5kg时，物块A有的体积露出水面，此时细绳刚好伸直且对物块A不产生拉力。已知，g取10N/kg 求：（1）物块A受到的浮力； （2）物块A的密度； （3）往容器中加入500g食盐，食盐完全解后细绳对物块A的拉力。（忽略液体体积的变化） 13．如图所示是我国第一台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”载人潜水器，“蛟龙号”的体积约为84m3，空重不超过22t，最大荷载是240kg.（ρ海水＝1.03×103kg/m3，g取10N/kg） （1）“蛟龙号”在5000m的海底受到的浮力是多大？ （2）“蛟龙号”下潜到5000m时，若底部有一个6cm2的小洞，你至少需要多大的力才能将它堵住？ 14．如图所示，甲、乙两个薄壁圆柱形容器置于水平桌面，两容器底部用一根细管相连，开始阀门K关闭。甲容器底面积为300cm2，盛有深度为0.2m的水；乙容器底面积为200cm2，放有一底面积为100cm2、高为0.2m的圆柱形木块（细管中水的体积忽略不计，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。 （1）甲中水的质量是多少？ （2）水对甲容器底部压强是木块对乙容器底部压强的2倍，求木块密度； （3）打开阀门，当乙容器中木块恰好漂浮时，求乙容器中水的深度； （4）打开阀门，直到水不再流动，求整个过程进入乙容器中水的体积。 15．小明同学上周五进行了很多活动， (1)小明拿了一块小石块，用天平测出质量为25克，然后在量筒中放入60毫升水，将小石块慢慢放入量筒中，直至完全浸没，水面升至70毫升读数处，求小石块的密度； (2)小明拿了一个底面为正方形，高0.1米的薄壁轻质柱状容器，底面积为，放入的水，求此时水对容器底的压强； (3)小明又找来一块棱长为0.2米，密度为的正方体木块轻轻放入第（2）问中的盛水容器中，求该木块所受浮力大小。 16．某种型号的核潜艇的水上排水量为16600t，水下排水量为18700t，艇长170.7m，艇宽12.8m。求：（ρ海水取1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）下潜深度可达300m，此时海水对核潜艇的压强； （2）它在水下航行所受的浮力； （3）它在水面航行时露出水面的体积。 17．兴趣小组的同学用一个上端开口的空透明圆筒制作浮力秤。圆筒底部用细线（质量和体积均不计）系一块质量适当的铁块，将其放置在水中静止，此时圆筒浸入水中的深度为3cm，水面到达圆筒A点，在A点标记为零刻度线。在圆筒内放入一个物体后，圆筒浸入水中的深度为10cm，水面与圆筒B点相平，已知圆筒底面积为10cm2，圆筒和铁块总重为0.4N，装置始终处于漂浮状态，圆筒始终竖直。利用此装置标上刻度后放入水中 （1）图甲中圆筒和铁块受到的总浮力是多少？ （2）图甲中圆筒和铁块浸入水中的总体积是多少？ （3）图乙中圆筒B点刻度线对应的质量是多少？ （4）写出一种增大浮力秤称量范围的方法。 18．小明想通过学习的物理知识解决全家人夏季淋浴问题，他利用一个圆柱形金属桶、一个拉力传感器、一个圆柱体物体和细线制作了一个太阳能淋浴器。初步设计如图所示，其中圆柱体物体通过细线与拉力传感器相连，当圆柱体下端刚好离开水面时，此时金属桶水的总体积V0，拉力传感器的示数F1，拉力传感器中的开关闭合，通过水泵从进水口向桶内注水。当拉力传感器的拉力等于F2时（圆柱体未浸没），拉力传感器中的开关断开停止注水。拉力传感器的拉力F和水对金属桶底部压强p关系如图所示。又知：金属桶的底面积S1：圆柱体底面积S2，水的密度ρ水。请你帮助小明在其初步设计的基础上，求出（计算储水量时细绳质量与体积忽略不计） （1）当圆柱体下端刚好离开水面时，画出圆柱体的受力示意图； （2）分析拉力传感器的拉力 F和水对金属桶底部压强p关系的图像，补充完整2个括号中的坐标点； （2）当水泵向金属桶内注水过程中，推导出金属桶中水的总体积V和拉力传感器的拉力 F的关系式。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．（1）3N；（2）3×10-4m3；（3）52N， 【详解】解：（1）漂浮在水面上的小船所受浮力等于重力，故浮力为 （2）小船排开水的体积 （3）容器底部受到的压强 容器底部受到的压力 答：（1）小船所受的浮力为3N； （2）小船排开水的体积为3×10-4m3； （3）水对容器底部的压力为52N，压强为。 2．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）根据称重法，物体浸没在水中时受到的浮力为 （2）根据阿基米德定律可得物体的体积为 物体的高度为 此时物体底部受到水的压强为 （3）物体浸没在水中，容器对桌面的压力为 此时容器对水平桌面的压强为 答：（1）物体浸没在水中时受到的浮力为； （2）此时物体底部受到水的压强为； （3）此时容器对水平桌面的压强为。 3．（1）0.6×103kg/m3；（2）4N；（3）4×10-4m3 【详解】解：（1）由题意可知，木球的重力为G=6N，则由G=mg可得，木球的质量为 由可得，木球的密度为 （2）由题意可知，木球浸没时受到水的浮力为 F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1.0×10-3m3=10N 由受力分析可知，木球所受浮力F浮竖直向上，所受重力G竖直向下，且F浮>G，因木球处于受力平衡状态，故由力的平衡可知，细线对木球向下的拉力为 F拉=F浮-G=10N-6N=4N （3）因木球的密度小于水的密度，故剪断细线后，木球将一直上浮，直至最终处于漂浮状态，木球漂浮时，此时木球所受浮力F′浮等于木球所受重力G，由阿基米德原理有 解得此时木球排开水的体积为 故此时木块露出水面的体积为 答：（1）木球的密度为0.6×103kg/m3； （2）细线对木球的拉力为4N； （3）木球露出水面的体积为4×10-4m3。 4．（1）4N；（2）7N；（3）40cm 【详解】解：（1）浸没在水中的物块，受重力、拉力、浮力的作用而静止，由力的平衡条件可得 （2）物块上表面受到水的压强为 水在物块上表面产生的压力为 物块下表面受到水的压力为 （3）由于物块浸没在水中，物体体积即为排开水的体积，可得 物块的高度为 解：（1）物块在水中受到的浮力为4N； （2）物块下表面受到水的压力为7N； （3）物块的高度为40cm。 5．（1）10N；（2）2.7×103kg/m3 【详解】解：（1）物体浸没后，物体受到的浮力与容器底部增加的压力大小相等，则物体受到的浮力 （2）物体的体积与浸没在水中时排开的体积相等，根据阿基米德原理，可得物体的体积 物体的质量 物体的密度 答：（1）物体受到的浮力10N； （2）该物体的密度2.7×103kg/m3。 。 6．漂浮，8N，8N 【详解】解：由题意可知，物体的重力为G=8N，物体的体积为V=1.0×10-3m3，故由可得，物体的密度为 可知物体的密度小于水的密度，则由物体的浮沉条件可知，当物体静止时，将处于漂浮状态，此时物体所受浮力F浮等于物体的重力G，即 F浮=G=8N 由阿基米德原理可得，物体排开水的重力G排等于物体所受浮力F浮，即 G排=F浮=8N 答：当物体静止时，物体处于漂浮状态，此时物体所受浮力为8N，物体排开水的重力为8N。 7．（1）0.9×103kg/m3；（2）900Pa；（3）5∶4 【详解】解：（1）由图象可知，水的深度从h=8cm以后物块受到的浮力9N不再发生变化，因 ρ物<ρ水 所以，物块处于漂浮状态，因物块漂浮时，受到的浮力和重力相等，所以，物块的重力 G=F浮=9N 物块的块积 V=(10cm)3=1000cm3=0.001m3 由 G=mg=ρVg 可得物块的密度 （2）未倒水前，物块对容器底部的压力 F=G=9N 受力面积 S=(10cm)2=100cm2=0.01m2 对容器底部的压强 （3）由图像可知，当h=10cm以后物块在液块中受到的浮力F浮′=8N不变，因 F浮′<G 所以，物块处于沉底状态，因物块完全浸没时排开液块的块积和自身的块积相等，液块的密度 当h=6cm时，物块分别在水中和液块中是部分浸入，排开水、液块的块积相同，由F浮=ρ液gV排可得，所受浮力之比等于水和液块的密度之比为 答：（1）该物块的密度为0.9×103kg/m3； （2）未倒水前物块对容器底部的压强为900Pa； （3）h=6cm时，物块分别在水中和液块中所受浮力之比为5∶4。 8．50N 【详解】解：由阿基米德原理可知，球受到的浮力 F浮=G排=m排g=5kg×10N/kg=50N 答：球受到的浮力为50N。 9．（1）2.25×107N（2）3000m3（3）200m 【详解】（1）．潜艇在水上航行时受到的浮力： F浮=G排=m排上g=2.25×106kg×10N/kg=2.25×107N； （2）．在水下行驶时排开水的体积： V排下==3000m3； （3）．观察口受到海水的压强增大值： Δp== 1×106Pa， 潜艇在最大深度受到海水的压强： p2=ρgh2=1×103kg/m3×10N/kg×300m=3×106Pa， 在原来位置潜艇受到海水的压强： p1=p2-Δp=3×106Pa-1×106Pa=2×106Pa， 由p=ρgh可得潜艇原来位置的深度： h1==200m． 答：（1）．潜艇在水上航行时受到的浮力是2.25×107N； （2）．在水下行驶时排开水的体积是3000m3； （3）．潜艇原来位置的深度是200m； 10．（1）2×103Pa，80N；（2）8N，8×10-4m3 【详解】解：（1）由题意可知，实心圆柱体未进入容器前，水的深度为0.2m，则水对容器底部的压强 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa 圆柱形容器甲的底面积为4×10-2m2，根据可知，水对容器底部的压力 F=pS=2×103Pa×4×10-2m2=80N （2）由图2可知，圆柱体未浸入时，弹簧测力计的示数为12N，则G圆柱体=12N，随着圆柱体的浸没，排开水的体积越来越大，受到的浮力越来越大，弹簧测力计的示数越来越小，当圆柱体完全浸没后，排开水的体积不再变化，受到的浮力不变，弹簧测力计的示数不变，此时弹簧测力计的示数F拉=4N，根据称重法，圆柱体受到的浮力 F浮=G圆柱体-F拉=12N-4N=8N 圆柱体完全浸没后，排开水的体积等于圆柱体的体积，根据F浮=ρ液V排g可知 答：（1）实心圆柱体未进入容器前，水对容器底部的压强为2×103Pa，压力为80N； （2）实心圆柱体完全浸没时受到的浮力为8N，实心圆柱体的体积为8×10-4m3。 11．（1）8N；（2）8cm；（3）1.4×103Pa；（4）1500Pa 【详解】(1)木块受向上的浮力、向下的重力和向下的拉力，根据力的平衡条件可得，木块A受到的浮力 (2)木块A浸入的深度，由可得，木块排开水的体积 木块的底面积 木块浸入水中的深度 (3)则水的深度 容器底部受到水的压强 (4)容器内水的体积 由可得，水的质量 水的重力 容器对桌面的压力等于容器、木块和水受到的总重力， 即容器对桌面的压力 容器对桌面的压强 12．（1）4N；（2）0.4×103kg/m3；（3）0.4N 【详解】解：（1）物块A的体积为 物块A排开水的体积为 根据阿基米德原理可得，物块A受到的浮力为 （2）此时细绳对A没有拉力的作用，A只受重力和浮力的作用而平衡，处于漂浮状态，所以物块A的重力为 所以物块A的密度为 （3）由于忽略液体体积的变化，根据可得，加入食盐后，盐水的密度为 物块A因受细绳的拉力排开盐水的体积不变，根据阿基米德原理可得，物块A受到盐水的浮力为 细绳对A的拉力为 答：（1）物块A受到的浮力为4N； （2）物块A的密度为0.4×103kg/m3； （3）往容器中加入500g食盐，食盐完全解后细绳对物块A的拉力为0.4N。 13．（1）8.652×105N；（2）3.09×104N 【详解】解：（1）“蛟龙号”在5000m的海底时，浸没在海水中，则 V排＝V＝84m3 受到的浮力 F浮＝ρ海水gV排＝1.03×103kg/m3×10N/kg×84m3＝8.652×105N （2）“蛟龙号”下潜到5000m时受到海水的压强 p＝ρ海水gh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×5000m＝5.15×107Pa 堵住小洞的力的大小与海水对小洞的压力大小相等，即 F＝F压＝pS＝5.15×107Pa×6×10-4m2＝3.09×104N 答：（1）“蛟龙号”在5000m的海底受到的浮力是8.652×105N； （2）“蛟龙号”下潜到5000m时，若底部有一个6cm2的小洞，你至少需要3.09×104N的力才能将它堵住。 14．（1）6kg；（2）0.5×103kg/m3；（3）10cm；（4）1800cm3 【详解】.解：（1）甲中水的体积为 V水=S甲h水=300cm2×20cm=6000cm3 甲中水的质量为 m水=ρ水V水=1g/cm3×6000cm3=6000g=6kg （2）由题意知水对甲容器底部压强是木块对乙容器底部压强的2倍，则 ρ水gh水=2ρ木gh木 代入数据得 1.0×103kg/m3×0.2m=2×ρ木×0.2m 解得 ρ木=0.5×103kg/m3 （3）打开阀门，当乙容器中木块恰好漂浮时，浮力等于重力，则 ρ木V木g=ρ水gV排 即 ρ木V木=ρ水V排 代入数据得 解得 V排=1000cm3 乙容器中水的深度为 （4）当木块恰好漂浮时，乙中水的体积为 V水乙=（S乙-S木）h水乙=（200cm2-100cm2）×10cm=1000cm3 剩余水的总体积为 V水剩=V水-V水乙=6000cm3-1000cm3=5000cm3 剩余水的深度为 此时水继续从甲流向乙，直到水面相平，假设甲容器中水面的下降量为△h，则有： 代入数据得 解得 整个过程进入乙容器中水的体积为 答：（1）甲中水的质量为6kg； （2）木块密度为0.5×103kg/m3； （3）打开阀门，当乙容器中木块恰好漂浮时，乙容器中水的深度为10cm； （4）打开阀门，直到水不再流动，求整个过程进入乙容器中水的体积为1800cm3。 15．(1)2.5克/厘米3 (2)490帕 (3)47.04牛 【详解】（1）根据题意可知，小石块的体积为 小石块的密度是 （2）根据题意，容器的底面积是 水在容器中所处的深度为 水对容器底的压强是 （3）已知正方体的变长为， 正方体的体积为 正方体的质量为 因为，所以木块会漂浮，根据物体的浮沉条件可知，正方体受到的浮力为 16．（1）3×106Pa；（2）1.87×108N；（3）2.1×103m3 【详解】解：（1）下潜深度可达300m，此时海水对核潜艇的压强： （2）潜艇水下排水量为18700t，由阿基米德原理可得，水下航行所受浮力 （3）由可得，核潜艇在水面上排开水的体积 因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，所以，核潜艇的体积 它在水面航行是露出水面的体积 答：（1）该处受到海水的压强是3×106Pa； （2）在水下航行时所受浮力是多1.87×108N； （3）在水面航行时露出水面的体积是2.1×103m3。 17．（1）0.4N；（2）4×10﹣5m3；（3）0.07kg；（4）换用密度比水大的液体可增大浮力秤称量范围。 【详解】解： （1）图甲中圆筒和铁块处于漂浮状态，受到的总浮力等于总重力，则图甲中圆筒和铁块受到的总浮力为 F浮甲=G=0.4N （2）由阿基米德原理可知，图甲中圆筒和铁块浸入水中的总体积为 （3）根据漂浮的特点，在甲、乙图中分别有 ΔF浮甲=ρ水gΔV排甲 ΔF浮乙=ρ水gΔV排乙 两式相减有 ΔF浮圆筒=ρ水gΔV排乙-ρ水gΔV排甲=ρ水gΔV排圆筒 即 ΔF浮圆筒=ρ水gΔV排圆筒=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×（10﹣3）×10﹣6m3=0.7N 利用此装置测量时，圆筒B点的刻度线对应的质量应为 （4）对于图中的浮力秤，要增大浮力秤的称量范围，根据阿基米德原理可知在V排不变时，可以换用密度比水大的液体。 答：（1）图甲中圆筒和铁块受到的总浮力是0.4N； （2）图甲中圆筒和铁块浸入水中的总体积是4×10﹣5m3； （3）图乙中圆筒B点刻度线对应的质量是0.07kg； （4）换用密度比水大的液体可增大浮力秤称量范围。 18．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）圆柱体下端刚好离开水面时，圆柱体受到了竖直向下重力和竖直向上的拉力，受力示意图如图所示： （2）当圆柱体下端刚好离开水面时，此时的拉力的等于重力，此时金属桶水的总体积V，此时金属桶内水的高度为 此时水对金属桶底部压强p 当拉力传感器的拉力等于F2时，此时浮力为 排开水的体积为 圆柱体浸入的深度为 此时圆柱体的中水的高度为 此时水对金属桶底部压强为 （3）圆柱体下端刚好离开水面时，此时水的体积为V0，当水泵向金属桶内注水过程中，金属桶中水的总体积V，则圆柱体浸入的深度为 圆柱体的排开液体的体积为 此时圆柱体所受的浮力为 拉力传感器的拉力 答：（2）括号处应该填写； （3）金属桶中水的总体积V和拉力传感器的拉力 F的关系式为。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$