2025年中考物理二轮复习重难点提分专训（二）浮力的综合计算

2025年中考物理二轮复习重难点提分专训（二） 浮力的综合计算 1．如图所示：将一个体积为1×10-3m3，重为6N的木球用细线系在底面积为200cm2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取10N/kg）求： (1)木球浸没在水中受到的浮力？ (2)细线对木球的拉力？ (3)剪断细线，木球处于静止时，圆柱形容器底部所受水的压强减小了多少？ 2．如图甲是某兴趣小组设计的“浸泡上漆器”结构简图。上漆器为圆筒容器，装配有电动牵引设备、力传感器等器件。上漆器内部底面积为200cm2，内有适量油漆，待上漆的柱体A底面积为50cm2，通过细绳与牵引设备相连，静止时力传感器示数为F1。现启动牵引设备使柱体A下降，浸没于油漆并静止，如图乙所示。此时容器内的液面升高了4cm，柱体A的上表面距离液面h1＝1cm。力传感器示数为F2，F1与F2之差为12N。（忽略因上漆导致油漆量的减少。） （1）柱体A的高度为 cm； （2）启动牵引设备将柱体A提升7cm，并保持在此位置使其再浸泡一段时间。此时力传感器示数为F3，且F2：F3＝10：13。 ①柱体A底部受到的液体压强是 Pa； ②柱体A的密度是 kg/m3。 3．如图所示，容器中装有水，放在水平桌面上，水中有一个木块被细线系着浸没于水中，已知容器重为10N，容器与桌面的接触面积为100cm2，水深为0.5m，木块的密度为0.6g/cm3，木块的质量为2.4kg。求： （1）水对容器底部的压强； （2）求木块受到的浮力； （3）当绳子断了，木块最终静止时，求水对容器底的压力。 4．一个质量为0.6kg，边长为0.1m的正方体物块，放置在水平地面上，g取10N/kg．求： （1）物块重力的大小； （2）物块对地面的压强； （3）若将物块放入足够多的水中，物块静止时排开水的体积． 5．“欢迎您到海南来，这里四季春常在”。海南为了提高琼州海峡通行效率，特别开通新海港（海口）徐闻港（广东）“小客车专班”，每日4个航次。两港口的跨海距离约20km，轮渡海上航行时间约1.5h。（，g取10N/kg） （1）轮渡海上航行的平均速度约为多少km/h？（保留一位小数） （2）一辆小客车上船后停在船舱水平面上，车的总质量为2000kg，车轮与水平面的总接触面积为，它对船舱水平面的压强为多大？ （3）此小客车上船后，轮渡排开海水的体积增加了多少？ （4）若轮渡发动机以最大输出功率P工作时，动力推进器效率为，当轮渡以最大航速v行驶时，受到水的阻力f为多大？（结果用含P、、v的代数式表示） 6．为了防洪有人发明了一种“自动闭合防洪堤”，这种防洪堤的浮墙平常藏在地面以下，如图甲；当发生洪水时，水从通道进入防洪堤，浮墙在浮力作用下上升，自动浮出地面，将洪水挡住，如图乙。浮墙内部主要由泡沫塑料构成，其平均密度为0.2×103kg/m3，每块浮墙高2m，底部面积为5000cm2，体积为0.8m3。已知ρ水＝1.0×103kg/m3，不考虑周围阻力，求： （1）当没有水进入防洪堤，浮墙静止在防洪堤底部时，每块浮墙对水平底部的压强； （2）当水进入防洪堤，浮墙在水中匀速上浮时，每块浮墙露出水面的体积； （3）乙图中每块浮墙对河堤竖直向上的压力。    7．如图甲所示，水深30cm，一物块在钢绳拉力的作用下从水面上方以匀速下降，直至全部没入水中，如图乙所示是钢绳拉力随时间t变化的图像，若不计水的阻力，求： （1）容器底受到水的压强是多少？ （2）物块的受到的重力是多少？ （3）物块全部没入水中时受到的浮力是多少？ （4）物块的密度是多少？    8．李静同学进行了如图所示的实验：她先测量出容器中水深为20cm，然后将一挂在弹簧测力计下的长方体物块缓慢地浸入水中（完全浸没时水不会溢出）。实验过程中，并测量出对应情况下容器中水的深度h，实验数据如表： 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 F/N 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 1.0 1.0 h/cm 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5 22.5 22.5 （g取10N/kg，） （1）物块的重力是多大？ （2）在物块完全浸入水中时，其受到的浮力为多大？ 9．如图所示的木块浸没在水中，细线对木块的拉力是2N．剪断细线，待木块静止后，将木块露出水面的部分切去，再在剩余的木块上加1N向下的压力时，木块有20cm3的体积露出水面．求木块的密度．（g取10N/kg） 10．一块质量为60g，体积为100cm3的木块漂浮在水面上，请你计算出两个与该木块相关的物理量（如木块的重力、密度、浮力等）。 11．有甲、乙两个圆柱形容器，底面积均为400cm2，甲容器内盛有水，乙容器内盛有水银，液体深度均为12cm．现将两个完全相同的正立方体物块，分别缓慢放入甲、乙容器中，物块的边长为10cm，质量为2kg，液体没有溢出，待稳定后，（g取10N/kg，水银的密度为13.6×103kg/m3）问： （1）物块的密度为多少？ （2）甲、乙容器中物块受到的浮力分别是多少？ （3）乙容器中水银对容器底的压强增加了多少？ 12．全球第一座十万吨级的半潜式储油平台“深海一号”，在我国山东烟台交付使用，如图所示，它具有全球无限航区航行能力，配备了满足科学调查及数据处理所需要的多种类型大型实验室。（ ， ） （1）“深海一号”平台具备凝析油储存和外输功能，在世界首创立柱储油，“深海一号”共设置4个凝析油舱（单舱容积5000方），分别位于船体4个相同的立柱中，最大存储凝析油的体积为2万立方米，其存储凝析油的质量是多少t? （2）“深海一号”竖直漂浮在海面上静止，假设每个立柱的底面积均为正方形，边长为15m，当立柱浸入水面下35m深时，四个立柱底面受到海水的压力为多少？ （3）借助于“深海一号”这一海上平台，科技人员在海面上进行了多项科学实验，浮漂式海上风电系统装置就是其中之一，这个装置漂浮在海面上时可看做以下情景：一块长方体浮在水面上，然后在长方体上面放铁块，当铁块的质量为345kg时，长方体恰好浸没在水中（如图甲）。科技人员拿走上面的铁块，想用细线把另一个铁块系在这个长方体下面，也使长方体恰好浸没在水中（如图乙），求出这个铁块的质量是多少kg?（铁块的密度是 ） 13．如图所示是某公共厕所的自动冲水装置图。浮筒A是边长为10cm的正方体，盖片B的面积为10cm2（盖片B的质量、厚度不计）。连接A、B的硬杆长为30cm，硬杆的体积和质量都不计。当供水管流进水箱的水刚好淹没浮筒A时，盖片B被竖直拉开，水通过排水管流出，冲洗厕所。求：（g=10N/kg） （1）浮筒A浸没在水中时受到的浮力； （2）当水箱的水刚好淹没浮筒A时，水对盖片B的压力； （3）浮筒A的重力。 14．如图所示，是某型号水下机器人。该机器人可以通过三种方式控制浮沉，第一种是机器人内部水舱充放水，水舱的容积为。第二种是利用推进器提供竖直向上的推力F推，F推可以在0~30N之间调节。第三种是在机器人外部加装不同数量的浮块，每个浮块质量均为0.4kg，体积均为。已知该机器人水舱未充水时的质量为9.5kg，未装浮块时，机器人的总体积为（体积不变，含机械臂）。（g取） (1)求当机器人未加浮块、水舱充满水浸没在水中悬停时，的大小； (2)深处水底有一物体（未与水底紧密接触），其密度均匀且为，体积为，需机器人潜入水中用机械臂抓住物体打捞上来，为确保打捞顺利进行，机器人下水前需制定好能让机器人抓住物体上浮的方案，在调到30N的情况下，还需如何利用另外两种方式实现上浮，请通过计算给出一种合理方案。 15．小杨在学习浮力压强后，进行了如下操作：向质量为0.9kg、底面积为200cm2、高度足够高的容器注水1100cm3，静置在水平桌面上，如图甲所示。用细绳吊着一均匀实心物件AB匀速缓慢放入水中。该物件重9N，A、B部分均为圆柱形，高度均为5cm，其中A部分的底面积为100cm2，B部分的底面积为50cm2。物件入水的这段过程中，容器内液面高度与时间的变化规律如图乙所示。求： (1)物件未放入前，容器对桌面的压力； (2)物件A部分刚好浸没时，水对容器底部的压强； (3)液面高度不再变化时，物件受到的浮力。 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)10N (2)4N (3)200Pa 【详解】（1）木球浸没在水中是排开水的体积等于自身的体积，受到的浮力为 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N （2）细线对木球的拉力为 F拉=F浮-G=10N-6N=4N （3）木球的质量为 木球的密度为 因为ρ木<ρ水，所以剪断细线，木球处于静止时，漂浮在水面上。此时木球受到的浮力为 F浮'=G=6N 排开水的体积为 水面下降的高度为 圆柱形容器底部所受水的压强减小量为 Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa 2． 16 1200 4×103 【详解】（1）[1]容器底面积为200cm2，柱体A浸没后，漆面上升了4cm。柱体体积等于被排开漆的体积，为 柱体高度为 （2）[2][3]柱体未浸入漆中时，传感器示数等于柱体重力；柱体浸没后，传感器示数等于柱体重力与所受浮力差，则柱体浸没时所受浮力为 即柱体浸没时排开漆的重力为12N，排开漆的质量为 漆的密度为 已知柱体A的上表面距离液面h1=1cm，启动牵引设备将柱体A提升h2=7cm，则将柱体A提升1cm过程中液面高度不变，再将柱体A提升6cm时，液面会下降，设液面下降的高度为Δh，整个过程中柱体浸入液体深度的减小量 Δh浸=Δh+h2-h1=Δh+6cm 根据ΔV排的两种计算方法可得 ΔV排=S容Δh=SAΔh浸 即 200cm2×Δh=50cm2×(Δh+6cm) 解得Δh=2cm；则此时柱体A底部所处的深度为 h浸′=hA-Δh浸=16cm-8cm=8cm=0.08m 此时液体在柱体A底部产生的压强为 此时柱体A受到的浮力 传感器示数等于柱体重与其所受浮力的差，有 解得，柱体质量为 柱体密度为 3．（1）5×103Pa；（2）40N；（3）34N 【详解】解：（1）由题意可知，容器中水的深度为h=0.5m，故由p=ρgh可得，水对容器底部的压强为 p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa （2）由题意可知，木块的质量为m木=2.4kg，木块的密度为ρ木=0.6g/cm3，故由可得，木块的体积为 由F浮=ρ液gV排可得，木块受到的浮力为 F浮=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×4×10-3m3=40N （3）因木块的密度小于水的密度，故由物体的浮沉条件可知，木块最终静止时，会漂浮在水面上，此时木块所受浮力F等于木块的重力G木，即 F=G木=m木g=2.4kg×10N/kg=24N 由阿基米德原理可得，此时木块浸入水中的体积为 由题意可知，水的体积为 V水=S容h-V木=1×10-2m2×0.5m-4×10-3m3=1×10-3m3 木块漂浮后，排开水的体积减小，水面会下降，设此时水的深度为h′，因水的体积不变，则有 V水+V浸=S容h′ 解得此时水的深度为 则由p=ρgh可得，此时水对容器底的压强为 p′=ρ水gh′=1×103kg/m3×10N/kg×0.34m=3400Pa 由F=pS可得，此时水对容器底的压力为 F压=p′S容=3400Pa×1×10-2m2=34N 答：（1）水对容器底部的压强为5×103Pa； （2）木块受到的浮力为40N； （3）木块最终静止时，求水对容器底的压力为34N。 4．（1）6N         （2）600Pa             (3）6×10-4 m3 【详解】（1）物体的重力G=mg=0.6kg×10N/kg=6N； （2）物体对地面的压力F=G=6N， 物体与水平地面的接触面积S=a2=（0.1m）2=0.01m2， 物块对地面的压强：； （3）物体的体积V=a3=（0.1m）3=0.001m3， 物体的密度， 因为物体密度小于水的密度，所以物体在水中处于漂浮状态，所以F浮=G=6N， 由F浮=ρ水gV排得物块静止时排开水的体积：． 答：（1）物块重力的大小为6N； （2）物块对地面的压强为600Pa； （3）物块静止时排开水的体积为6×10-4m3． 5．（1）13.3km/h；（2）；（3）2m3；（4） 【详解】解：（1）轮渡海上航行的平均速度 （2）小客车对水平面的压力 小客车对水平面的压强 （3）小客车上船后，轮渡保持漂浮状态，则所增加的浮力等于车的重力，则 （4）轮渡受到水的阻力为 答：（1）轮渡海上航行的平均速度13.3km/h； （2）小客车对水平面的压强； （3）轮渡排开海水的体积增加了2m3； （4）轮渡受到水的阻力为。 6．（1）3200Pa；（2）0.64m3；（3）4400N 【详解】解：（1）由题可知浮墙的质量为 当没有水进入防洪堤，浮墙静止在防洪堤底部时，浮墙对水平底部的压力为 则浮墙对水平底部的压强为 （2）由二力平衡可知，当水进入防洪堤，浮墙在水中匀速上浮时，浮墙受到的浮力与重力大小相等，即 由阿基米德原理可知，排开水的体积为 则每块浮墙露出水面的体积为 （3）当水向上涨至如图乙所示时，浮墙底部的水的深度为 水对浮墙底部的压强为 水对浮墙底部的压力为 则图中每块浮墙对河堤竖直向上的压力为 答：（1）浮墙静止在防洪堤底部时，浮墙对水平底部的压强为3200Pa； （2）当水进入防洪堤，浮墙在水中匀速上浮时，每块浮墙露出水面的体积0.64m3； （3）乙图中每块浮墙对河堤竖直向上的压力为4400N。 7．（1）；（2）1400N；（3）500N；（4）2.8×103kg/m3 【详解】解：（1）容器底受到水的压强 （2）由图乙知，AB段，物块没有浸入水中时，此时拉力等于重力，即 （3）由图乙知，CD段物块完全浸没在水中，此时拉力等于重力减去浮力，故物块全部没入水中时受到的浮力 （4）物块的质量 根据阿基米德原理，，得 因为物块完全浸没，物块的体积 则物块的密度 答：（1）容器底受到水的压强是； （2）物块的受到的重力是1400N； （3）物块全部没入水中时受到的浮力是500N； （4）物块的密度是。 8．（1）1.5N；（2）0.5N 【详解】解：（1）由表格中数据可知，第一次实验时，弹簧测力计的示数为1.5N，此时物块还未进入水中，因此物体的重力。 （2）由表格中数据可知，第次实验中，测力计的示数不在发生变化，说明物块乙全部浸没在水中，则物块完全浸入水中时，其受到的浮力为 答：（1）物块的重力是1.5N。 （2）物块完全浸入水中时，其受到的浮力为0.5N。 9．木块密度为0.6×103kg/m3． 【详解】分别对木块所处的几种状态作出受力分析．如图（a）（b）（c）． 　　　　 （a）　　　　　　（b）　　　　（c） 　　图（a）中，木块受拉力F1，重力和浮力． 　　图（b）中，细线剪断，木块处于漂浮状态，设排开水的体积为V排． 　　图（c）中，将露出水面的部分切去后，木块仍漂浮，这时再 　　施加F2＝1 N的压力，仍有部分体积露出水面． 　　已知：F1=2N，F2=1N，V′＝20cm3—2×10—5m3 　　求：ρ水 　　解　根据三个图，木块均静止，分别列出受力平衡过程 　　 将公式中各量展开，其中V排指图（b）中排开水的体积． 　　 　　代入数值事理，过程中用国际单位（略） 　　ρ水V-ρ木V＝ 　　ρ水V排-ρ木V 　　（ρ水V排-ρ木V排）＝＋ρ水×2×10—5 　　约去V排和V，求得：ρ水＝0.6×103kg/m3 10．见解析 【详解】解：（1）木块的密度为 （2）木块的重力为 （3）木块漂浮，故木块受到的浮力 答：（1）木块的密度为； （2）木块的重力为； （3）木块受到的浮力为。 11．（1）2×103kg/m3；（2）10N，20N；（3）500Pa 【详解】解：（1）根据题意可知，正方体物块的体积为 V=(0.1m)3=0.001m3 物块的密度为 （2）由于ρ物>ρ水，则物块在水中下沉，物块排开水的体积为 V排=V=0.001m3 甲容器中物块受到的浮力为 F浮甲=ρ水V排g=1×103kg/m3×0.001m3×10N/kg=10N 因为ρ物<ρ水银，所以乙容器中物块漂浮，受到的浮力为 F浮乙=G=mg=2kg×10N/kg=20N （3）乙容器中放入物块后对容器底的压力增加值为 乙容器中水银对容器底的压强增加值为 答：（1）物块的密度为2×103kg/m3； （2）甲、乙容器中物块受到的浮力分别是10N，20N； （3）乙容器中水银对容器底的压强增加了500Pa。 12．（1） ；（2） ；（3）395kg 【详解】解：（1）存储凝析油的质量 （2）底部受到海水的压强 底部受到海水的压力 （3）由甲图可得 由乙图可得 二式相减得        ①     ② 化简得     ③      ④ 将③代入数据 解得 答：（1）“深海一号”平台存储凝析油的质量是； （2）四个立柱底面受到海水的压力为； （3）这个铁块的质量是395kg。 13．（1）10N；（2）4N；（3）6N 【详解】解：（1）浮筒A浸没在水中时排开水的体积 浮筒A受到的浮力 （2）当水箱的水刚好淹没浮筒A时，水箱中水的深度 水对盖片B产生的压强 由 可得，水对盖片B的压力 （3）浮筒的重力 答：（1）浮筒A浸没在水中时受到的浮力为10N； （2）当水箱的水刚好淹没浮筒A时，水对盖片B的压力为4N； （3）浮筒A的重力为6N。 14．(1)15N (2)将水舱里水全部排出再安装一个浮块 【详解】（1）机器人未充水时受到的重力 水舱充满水后水受到的重力 机器人浸没水中所受浮力 机器人悬停时 推力的大小 （2）物体受到的重力 物体受到的浮力 能把物体打捞上来，机器人的最小拉力 为确保打捞顺利进行，机器人下水前水舱内先充满水，打捞时水全部排出，，另外安装个浮块，一个浮块的重力 一个浮块受到的浮力 给物体提供的拉力 解得，取1，即将水舱里水全部排出再安装一个浮块。 15．(1)20N (2)800Pa (3)7N 【详解】（1）水的质量为 则物件未放入前，容器对桌面的压力为 （2）A的体积为 则物件A部分刚好浸没时，水的深度为 则物件A部分刚好浸没时，水对容器底部的压强为 （3）B的体积为 A、B刚好浸没需要水深度为 h水=hA+hB=5cm+5cm=10cm 此时所需水的体积为 所以，物体B部分没有浸没，设B浸入高度为h，则有 即 解得。B排开水的体积为 则液面高度不再变化时，物件受到的浮力为 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 $$