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 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、计算题 1．山东舰是我国独立自主建造的第一艘航母，其设计理念、重要系统、建造材料，都是我国独立自主研发的，并且拥有完全自主产权，百分百实现了中国航母中国造。如图所示，山东舰满载时的排水量约为6.5×104t，在海面上的最大航速为54km/h，吃水深度为10m。（g=10N/kg）通过计算请回答： （1）航母以最大航行速度匀速直线航行30min的航行距离； （2）航母满载时受到的浮力； （3）一位重为600N 的飞行员来到航母的水平甲板上，若飞行员与甲板的接触面积是400cm2，此时他对甲板的压强。 2．如图甲所示，水平桌面上放置一圆筒，筒内装有适量的水。弹簧测力计下悬挂一圆柱体，从液面逐渐浸入直到浸没，弹簧测力计示数F与圆柱体下表面浸入液体深度h的关系如图乙所示。已知ρ水=1.0×10kg/m，g取10N/kg。 （1）圆柱体浸没在水中时受到的浮力是多少N？ （2）圆柱体的密度为多少kg/m？ （3）圆柱体刚好浸没时，下底面所受水的压力为多少N？ 3．有两个不吸液体的圆柱体A和B，已知A的质量为1.32kg，密度为1.1×103kg/m3，高为12cm，B的底面积为120cm2.将A竖直放入薄壁柱形容器中，向容器中缓慢加入液体直至加满，A最终漂浮，液体体积与深度的关系如图所示。再用细线将A竖直向上提升2cm时，细线的拉力为3.6N（圆柱体A始终处于竖直状态），求： （1）A的重力； （2）将A竖直放置在B的上方，A对B的压强； （3）液体的密度。 4．用弹簧测力计在空气中称得一石块重为10 N，将石块完全浸入水中，弹簧测力计的示数为6 N， （1）则石块在水中受到的浮力为多少？ （2）石块的体积为多少立方厘米。（取g=10 N/kg） 5．画出如图中物体所受重力和浮力的示意图。    6．图甲是小张“探究浮力产生原因”的实验装置。它是由容器A和B构成的连通器，A的底面积为，B的底面积为，B容器底的中间部分有一个面积为的方形孔。现将边长为，质量为的正方体木块放在B容器中，且木块与容器底的方形孔密合覆盖，然后向B容器缓慢注入深的水（如图乙所示），发现木块没有上浮，静止在B容器底部。（，g取） （1）求图乙中木块上表面受到水的压强； （2）小张向A容器内注水，当水位到达时（如图丙），木块恰好向上开始运动，请通过计算分析木块所受浮力产生的原因； （3）当木块上浮至静止时，水对容器A底部的压强为多少。 7．数字式液体压强计由薄片式压强传感器和数据采集显示器两部分组成。如图甲所示，将传感器放在大气中调零后，放入浮有圆柱体A的圆柱形水槽底部，用它来测量水槽底受到水的压强。然后在圆柱体A上逐个放上圆板，水槽底受到水的压强与所加圆板个数的关系如图乙所示。已知圆柱体的底面积S=0.02m2，圆柱体A的密度为0.75×103kg/m3，所有的圆板完全相同，圆板与圆柱体A的底面积相等，厚度d=5mm，g=10N/kg。求： （1）圆柱体A上没有放圆板时水槽中水的深度； （2）圆柱形水槽的底面积。 8．如图所示的正方体木块棱长为10cm，质量为0.6kg，求： （1）求木块的重力。 （2）在桌面上放有一溢水杯，其横截面积为200cm2，杯壁厚度不计，溢水杯质量为100g，溢水口距杯底20cm，在杯中装满水，将木块放入溢水杯中，求木块受到的浮力。 （3）求木块静止时，溢水杯对桌面的压强。 9．边长为0.1m的正方体木块，漂浮在水面上时，有的体积露出水面，如图甲所示，将木块从水中取出，放入另一种液体中，并在木块表面上放一重2N的石块。静止时，木块上表面恰好与液面相平，如图乙所示，取，已知水的密度。求： （1）图甲中木块受的浮力大小。 （2）图乙中液体的密度。 （3）图乙中木块下表面受到液体的压力。 10．图甲是一盛有一定量水的圆柱形容器，现置于水平桌面上，容器的底面积为0.04m2，A点距离水面0.2m，图乙是一质量均匀的塑料球，小球的重力为4N（g取10N/kg，水的密度为）。求： （1）A点液体的压强； （2）把塑料球放入该容器中，处于漂浮状态，用向下16N的力F恰好使其完全浸没在水中，则塑料球受到的浮力； （3）小球的密度。 11．如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号（武汉舰），它是052B型导弹驱逐舰。其满载时的排水量约为7×103t，当驱逐舰以72km/h的速度匀速直线航行时，受到的阻力是自身总重力的0.01倍。（海水密度近似取1.0×103kg/m3）求： （1）驱逐舰满载时，受到的浮力是多少？ （2）驱逐舰满载时，排开海水的体积是多少？ （3）驱逐舰满载时以72km/h的速度匀速航行，受到的牵引力是多少？ 12．东晋时的兰亭曲水流觞是中国历史上著名的文坛盛会。如图所示是某同学的模拟实验，茶杯重，杯内茶水重、深度，平底托盘重、底面积、体积，托盘漂浮在水面。（）求： （1）茶水对杯底的压强； （2）托盘受到的浮力； （3）托盘浸入水中的深度。    13．如图甲所示，一个边长为1m的正方体静止在湖底，上表面离水面深度为h。现用一根粗细和重力不计的绳子，将该物体从水底竖直向上拉，直至完全拉出水面，在整个拉动过程中物体始终保持匀速运动，拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示。（，）求： （1）物体在露出水面前受到水的浮力。 （2）物体在露出水面前受到绳子的拉力。 （3）物体在水底时对地面的压强。 （4）物体的密度。 14．市面上有一种防溺水手环，如图，将手环系在手臂上，紧急情况下打开手环，手环内气瓶的CO2会迅速充满气囊，最终使人漂浮于水面。为确保安全，人体浸入水中的体积不能超过人体总体积的五分之四，已知某运动员质量m人=51kg，平均密度ρ人=1.02×103kg/m3，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，忽略手环体积和自重，求： （1）该运动员的重力； （2）当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时，该运动员在水中受到的浮力； （3）人漂浮时，气囊体积至少多大，才能确保运动员的安全。 15．质量为0.3千克的容器，其形状、规格如图所示。将它放在水平桌面中央，再将2.4×10-3米3的水倒入该容器中。求： (1)容器装水前对桌面的压强； (2)在容器内又投入总体积为1×10-3米3的实心金属颗粒，金属颗粒均沉底，这些金属颗粒所受的浮力； (3)金属颗粒投入前后，水对容器底部压强的增加量。 16．一个体积为V的实心长方体放入水里，静止时长方体能浮在水面。现将它露出水面的部分切去，再把它剩余部分放入水里。若要求长方体剩余部分静止时，露出水面的体积与长方体的体积V的比值为最大，则长方体的密度为多少？ 17．如图所示，把体积为的正方体木块放入水中，静止时有的体积露出水面。（g取）求： （1）方木块受到的浮力； （2）木块的密度； （3）现用竖直向下的力压木块，使其刚好全部浸入水中，求压力的大小。（要求画出木块此时的受力分析图） 18．学习了浮力的知识后，小明同学想测定某种液体的密度，用到的器材有弹簧测力计、烧杯、细线及金属块、细线，并设计了如下的实验步骤： ①将金属块用细线悬挂在弹簧测力计下，读取静止时弹簧测力计的示数为G； ②将弹簧测力计下的金属块浸没在水中，读取静止时弹簧测力计的示数为； ③将弹簧测力计下的金属块浸没在液体中，读取静止时弹簧测力计的示数为； 请你计算下列问题：（用题目中的测量了表示，已知水的密度为ρ） （1）求出金属块的质量； （2）求出金属的体积； （3）求出金属的密度； （4）求出液体的密度。 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 《2025年中考物理专题训练——浮力的综合计算》参考答案 1．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）航母以最大航行速度匀速直线航行30min的航行距离为 （2）航母满载时受到的浮力为 （3）飞行员对甲板的压强为 答：（1）航母以最大航行速度匀速直线航行30min的航行距离为； （2）航母满载时受到的浮力为； （3）飞行员对甲板的压强为。 2．（1）8N；（2）；（3）8N 【详解】解：（1）由图象知，当h=0时，此时测力计的示数等于圆柱体的重力，所以G=10N；圆柱体完全浸没在水中时，弹簧测力计的示数F拉=2N；则圆柱体浸没在水中时受到的浮力 F浮=G-F拉=10N-2N=8N （2）圆柱体的体积 圆柱体的密度 （3）由浮力产生的原因可得 F浮=F下表面-F上表面 当圆柱体刚好全部浸没时F上表面=0N，所以，此时圆柱体下表面受到水的压力 F下表面=F浮=8N 答：（1）圆柱体浸没在水中时受到的浮力是8N； （2）圆柱体的密度为； （3）圆柱体刚好浸没时，下底面所受水的压力为8N。 3．（1）13.2N；（2）1320Pa；（3）1.2×103kg/m3 【详解】解：（1）A的重力 GA=mAg=1.32kg×10N/kg=13.2N （2）由可得，A的体积 A的底面积      由SA<SB可知，A与B的接触面积 S=SA=100cm2=10﹣2m2 因物体对水平面的压力和自身的重力相等，所以，A对B的压强      （3）由图像可知，当容器内液体的深度为h0时，物体A恰好漂浮，因液体的体积不变，所以有 (S容﹣SA)h0=4V0 S容(1.5h0﹣h0)=7V0﹣4V0 联立等式可得 S容=3SA=3×100cm2=300cm2 设液体加满容器时液体的体积为V液，物体A浸入液体的深度为h浸，则 S容×1.5h0=V液+SAh浸① 用细线将A竖直向上提升h=2cm=0.02m时，设液面下降的高度为Δh，则 S容×(1.5h0﹣Δh)=V液+SA(h浸﹣h﹣Δh)② 由①②可得      物体A漂浮时有 GA=F浮=ρ液gV排=ρ液gSAh浸③ 用细线将A竖直向上提升h=2cm时，细线的拉力为3.6N，则 ΔF=GA﹣F浮′=ρ液gSAh浸﹣ρ液gSA(h浸﹣h﹣Δh)=ρ液gSA(h+Δh) 液体的密度      答：（1）A的重力为13.2N； （2）将A竖直放置在B的上方，A对B的压强为1320Pa； （3）液体的密度为1.2×103kg/m3。 4．（1）4N；（2）400 【详解】解：（1）根据题意可知，石块的重力G=10N，石块浸没在水中时弹簧测力计示数F=6N，则石块在水中受到的浮力 F浮=G﹣F=10N﹣6N=4N （2）石块完全浸入水中，则排开液体的体积等于石块的体积，则石块的体积 答：（1）石块在水中受到的浮力为4N； （2）石块的体积为400立方厘米。 5．   【详解】物体漂浮，浮力等于重力，从重心开始沿竖直向上和竖直向下画一条带箭头的线段表示出浮力和重力，并标出和，注意两条线段长度要相等。如图所示：    6．（1）；（2）见解析；（3） 【详解】解：（1）木块上表面所处的深度 上表面受到水的压强 （2）由图丙可知，孔在A容器中的深度 则A容器中的水对木块向上的压力 木块受到的B容器中水产生的向下的压力 木块的重力 因为此时木块恰好上浮且 所以浮力产生的原因是上下表面产生压力差。 （3）当木块上浮至静止时，则 根据得 根据图丙容器的相关数据，确定水的体积，容器中的水体积 A容器中水的深度 水对容器A底部的压强 答：（1）图乙中木块上表面受到水的压强300Pa； （2）见解析； （3）水对容器A底部的压强为2090Pa。 7．（1）0.3m；（2） 【详解】解：（1）由图像可知，圆柱体A上没有放圆板时水槽底受到水的压强为，根据可得水槽中水的深度为 （2）由图像可知，水槽底受到水的压强先增大得快，后增大得慢，拐点出现在加两个圆板以后，则加两个圆板时，圆柱体A和两个圆板正好悬浮，再加圆板，整体会下沉，而圆柱体A的密度小于水的密度，则圆板的密度必然大于水的密度；圆板与圆柱体A的底面积相等，厚度，则一个圆板的体积为 由图像可知，圆板个数N从2增大到3，水的压强增加量为 此时圆板和圆柱体A整体沉底，水的压力增加量为 则圆柱形水槽的底面积为 答：（1）圆柱体A上没有放圆板时水槽中水的深度为0.3m； （2）圆柱形水槽的底面积为。 8．（1）6N；（2）6N；（3）2050Pa 【详解】解：（1）木块的重力 （2）由题意得，木块的密度 因为，所以木块在水中静止时为漂浮状态，则有木块受到的浮力 （3）未放入木块前，溢水杯中水的体积 水的质量 溢水杯和水的总重力 当放入木块后，木块漂浮在水面上，由阿基米德原理知道 此时溢水杯对桌面的压力 此时溢水杯对桌面的压强 答：（1）木块的重力是6N； （2）木块受到的浮力是6N； （3）木块静止时，溢水杯对桌面的压强是2050Pa。 9．（1）6N；（2）；（3）8N 【详解】解：（1）正方体木块漂浮在水面上时，有的体积露出水面，则木块受的浮力为 （2）已知木块漂浮，处于平衡状态，则木块重力为 木块表面上放一重2N的石块，当它静止时，处于平衡状态，，即 液体的密度为 （3）图乙中木块下表面受到液体的压强为 由可得，下表面受到液体的压力为 答：（1）图甲中木块受的浮力为6N； （2）图乙中液体的密度为； （3）图乙中木块下表面受到液体的压力为8N。 10．（1）2000Pa；（2）20N；（3） 【详解】解：（1）A点液体的压强 （2）由受力分析得 （3）由得塑料球的体积 由G=mg得塑料球的质量 则小球的密度 答：（1）A点液体的压强为2000Pa； （2）塑料球受到的浮力为20N； （3）小球的密度为。 11．（1）7×107N；（2）7×103m3；（3）7×105N 【详解】解：（1）由阿基米德原理可知，满载时，驱逐舰受到的浮力 F浮=G排=m排g=7×103×103kg×10N/kg=7×107N （2）驱逐舰排开海水的体积 （3）因为驱逐舰在水面上漂浮，则驱逐舰的重力 G=F浮=7×107N 驱逐舰匀速直线航行时，水平方向受到的牵引力、阻力是一对平衡力，大小相等，则受到的牵引力 答：（1）驱逐舰满载时，受到的浮力是7×107N； （2）驱逐舰满载时，排开海水的体积是7×103m3； （3）驱逐舰满载时以72km/h的速度匀速航行，受到的牵引力是7×105N。 12．（1）500Pa；（2）6N；（3）0.015m 【详解】解：（1）茶水对杯底的压强 （2）托盘漂浮在水面，则托盘受到的浮力 （3）根据阿基米德原理可知，托盘排开水的体积为 因托盘地面积为 则托盘浸入水中的深度为 答：（1）茶水对杯底的压强是； （2）托盘受到的浮力是； （3）托盘浸入水中的深度是。 13．（1）；（2）；（3）；（4） 【详解】解：（1）由题意可知，边长为1m的正方体，其体积为 V=a3=（1m）3=1m3 物体在露出水面前，其排开液体的体积等于物体体积，即 V排=V=1m3 所以物体在露出水面前受到水的浮力为 （2）由乙图可知，40s后，物体完全被拉出水面，此时绳子的拉力等于物体重力，即 G=F拉1=3×104N 物体在露出水面前，对物体进行受力分析，物体受到重力、拉力及浮力，且重力等于拉力与浮力之和，所以物体在露出水面前受到绳子的拉力为 （3）物体在水底时，对物体进行受力分析，物体受到重力、支持力及浮力，且重力等于支持力与浮力之和，所以水底对物体的支持力为 因为力的作用是相互的，所以物体对水底的压力等于水底对物体的支持力，即 F压=F支持=2×104N 又因为边长为1m的正方体，其与水底的接触面积为 S=a2=（1m）2=1m2 所以物体在水底时对地面的压强为 （4）因为物体的重力为3×104N，根据G=mg可得，物体的质量为 所以物体的密度为 答：（1）物体在露出水面前受到水的浮力为； （2）物体在露出水面前受到绳子的拉力为； （3）物体在水底时对地面的压强为； （4）物体的密度为。 14．（1）510N；（2）400N；（3）0.011m3 【详解】解：（1）该运动员的重力为 G人=m人g=51kg×10N/kg=510N （2）由得人的体积为 当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时，该运动员在水中受到的浮力为 （3）人漂浮时，受到的浮力为 F浮1=G人=510N 由F浮=ρ水gV排得此时排开水的体积为 气囊体积为 答：（1）该运动员的重力为510N； （2）当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时，该运动员在水中受到的浮力为400N； （3）人漂浮时，气囊体积至少为0.011m3，才能确保运动员的安全。 15．(1)98帕 (2)9.8牛 (3)588帕 【详解】（1）（1）容器对桌面的受力面积 容器对桌面的压力大小等于重力 容器装水前对桌面的压强 （2）金属颗粒所受的浮力 （3）容器下半部分体积 容器上半部分体积 金属颗粒投入后，水上升高度 水对容器底部压强的增加量 16． 【详解】设为长方体的密度，因为 则有 当把长方体露出部分切去后，剩余部分将上浮，其露出体积 将代入此式，得 此式是关于的二次函数，因为二次项前的系数为 所以函数有极大值。当 时，最大，所以长方体的密度为 17．（1）6N；（2）；（3）4N 【详解】解：（1）方木块受到的浮力 （2）木块漂浮，浮力等于重力 木块的质量 木块的密度 （3）木块全部浸没时受到的浮力 木块受力分析如图 压力的大小     答：（1）方木块受到的浮力为6N； （2）木块的密度为； （3）现用竖直向下的力压木块，使其刚好全部浸入水中，压力的大小为4N，木块此时的受力分析图如图 18．（1）；（2）；（3）；（4） 【详解】解：（1）由①可知，金属块的重力为G，则金属块的质量为。 （2）由称重法可知，金属块浸没在水中时受到的浮力为 由可得，金属块的体积为 （3）由（1）可知金属块的质量为，则 金属块的密度为 （4）金属块在液体中受到的浮力为 由可得液体的密度为 答：（1）金属块的质量为； （2）金属的体积为； （3）金属的密度为； （4）液体的密度为。 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 $$