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．如图所示，装水的圆柱形玻璃容器中漂浮着质量为0.2千克的苹果，已知容器的底面积为0.01米2。求： （1）苹果受到的浮力； （2）苹果排开水的体积； （3）若将苹果缓慢从容器中取出（苹果带出的水忽略不计），则容器底受到水的压强变化了多少？ 2．工厂用铁铸造零件时，先要用木料制成一实心的与待铸造零件大小及形状完全相同的模型，用这个木质的模型制造出一个模具，再将熔化的铁水倒入这个模具中，就可以铸造出所需要的零件了。已知木质模型的质量m木=3kg，所用木材的密度ρ木=0.6×103kg/m3，铁的密度ρ铁=7.8×103kg/m3，不计铁水冷却过程中体积的变化。求： （1）木质模型的体积大小； （2）所铸造出来的铁质零件的质量。 3．中国研制的“鲲龙”是目前世界上最大的水陆两栖飞机，如图所示，可用于森林灭火、水上救援等，其有关参数如表所示，在某次测试中，飞机在水面以的速度沿直线匀速行驶，水平动力的功率为，取，求： “鲲龙”有关参数 最大起飞质量 最大巡航速度 （1）飞机以最大起飞质量从水面竖直升至200m高空时，克服重力做功至少为多少； （2）水陆两栖飞机在水面匀速行驶10s的过程中，水平动力的大小； （3）水陆两栖飞机关闭动力系统静止在水面上，达到最大起飞质量时排开水的体积。 4．体积为米的合金块浸没在水中，求合金块所受浮力的大小。 5．如图所示，在水平桌面上放有一个质量不计的塑料杯子，向杯中倒入质量为200g的水，水深为20cm；再轻轻放入一个质量为40g的木块，木块静止后漂浮，水面升高了4cm (水未溢出，g=10N/kg)。求此时： (1)水对杯子底部的压强? (2)木块受到的水的浮力? 6．用细绳悬挂一质量为270 g，体积为的物体，将物体逐渐从水面浸没入水中，在5s内物体匀速竖直下降了（，），求： （1）物体的密度； （2）物体运动的平均速度； （3）物体浸没在水中时受到的浮力。 7．为增加学生的国防知识，某中学九年级二班的同学东海舰队参观某型号潜水艇；潜水艇的艇壳是用高强度的特种钢板制造，最大下潜深度可达350m，潜水艇的总体积为1.5×103m3艇内两侧有水舱，潜水艇截面图如图所示，通过向水舱内充水或从水舱中向外排水来改变潜水艇的自重，从而使其下沉或上浮：（海水的密度为1.03×103kg/m3，g取10N/kg） （1）水舱内没有充水时潜水艇重量为9.27×106N，此时，漂浮在海面上的潜水艇排开海水的体积是多少？ （2）为使潜水艇完全潜入海水中至少应向水舱充入海水的重量是多少？ 8．子英同学在青城公园看到，工人们正从湖中打捞一个圆台型石墩。示意图如下，左图为石墩，右图为打捞简图。已知湖深2m，石墩高0.3m，体积0.07m3，密度石=2.8×103kg/m3。把石墩从水底上拉的过程中，汽车一直向右匀速运动，速度大小为1.5m/s。（不计水的阻力、绳重和滑轮的摩擦，水=1.0×103kg/m3）求： (1)上升的过程中，石墩未露出水面前所受的浮力大小； (2)打捞前，石墩上表面受到的水产生的压强； (3)石墩从水底到将要露出水面的过程中，汽车拉力所做的功； (4)整个打捞过程，汽车拉力做功的最大功率。 9．如图是我市某商场前竖立的大型充气金箍棒，为估算它受到空气浮力的大小，将其视为底面半径r＝1m，高h＝10m的圆柱体，两名同学提出两种不同方法： 甲方法：根据它上、下表面受到大气的压力差计算浮力； 乙方法：根据阿基米德原理计算浮力； (1)请你用以上两种方法，分别计算该充气金箍棒受到浮力的大小，以下信息可供使用： 海拔2000m以内，每升高10m大气压降低110Pa，地面附近的空气密度约为ρ＝1.3kg/m3，取π＝3.14，g＝10N/kg； (2)不考虑上述两种方法计算结果的差异，对于估算空气中物体受到浮力的大小，你觉得哪种方法适用范围更广？请简述理由。 10．如题图所示，质量为0.2kg的木块浮在水面上静止不动（g取10N/kg，水的密度：1.0×103kg/m3），求： （1）这时木块受到的浮力是多大？ （2）此时木块浸在水中的体积为多少？    11．如图甲所示，底面积为500cm2四方体石料，在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，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，（已知：g=10N/kg，ρ水=1×103 kg/m3）求： （1）石料全部没入水中时受到的浮力是多少？ （2）石料的体积是多少？ （3）石料的密度是多少？ （4）石料浸入水中一半时，水对石料底的压强是多少？ 12．一个物体在空气中用弹簧测力计测得其重力是50N，用弹簧测力计吊着该物体使其浸没在水中，且物体不接触容器，此时弹簧测力计示数为20N;同样的操作使该物体浸没于另一种液体中，弹簧测力计示数为26N，求另一种液体的密度？ 13．如图甲所示，一个实心正方体A放在水平面上。如图乙所示，一个圆柱形轻质薄壁容器置于水平桌面上，容器足够高，容器内放有一个实心长方体B，底面积SB=200cm2，高hB=10cm，B底部的中心通过一段细杆（杆重、体积和形变均不计）与容器底部相连。现向容器内缓慢注水，直到水深为33cm时停止注水，在注水过程中，细杆对物体的力F随水深度h的变化关系如图丙所示。求： （1）水深为33cm时，水对容器底的压强； （2）B重力； （3）把A放在B的正上方，水面上升2cm后恰好与A的上表面相平，如图丁所示，此时杆对物体B的力为F0，则放入A后容器对水平桌面的压强增量。 14．如图所示，建造港珠澳海底隧道时，先将钢筋混凝土的沉管两端密封，如同一个巨大的长方体空心箱子、然后让其漂浮在海面上，再用船将密封沉管拖到预定海面上，向其内部灌水使之沉入海底。当密封沉管灌水下沉到海底后，将其下半部分埋入海底的泥沙中，再将灌入其中的海水全部抽出、此时空心密封沉管不会再上浮、海底隧道就建成了，设某节密封长方形沉管的长、宽、高分别是180m、35m、10m，总质量为6×107kg；钢筋混凝土的密度为2.5×103kg/m3，海水密度取1.0×103kg/m3，g=10N/kg，求： （1）漂浮在海面上的密封沉管，在灌水前受到的浮力F浮是多少？ （2）该节密封沉管空心部分的体积是多少？ （3）当该密封沉管上表面刚好与水面齐平时，注入的海水体积至少为多少？ 15．白银市市正在争创全国文明城市，各单位都加大了“创城”工作的力度．为了净化市区空气，环卫工人每天清晨都驾驶洒水车对市区道路洒水．下表是某洒水车的相关数据．已知水的密度为1.0×103kg/m3，汽油的燃烧值为4.6×107J/kg，g取10N/kg．请根据题意回答下列问题： 空车质量 水罐容积 装满水时车轮与地面的总接触面积 额定功率 5t 4m3 0.6m2 120kW （1）该洒水车装满水时对地面的压强为多少？ （2）若水罐内有一漂浮的物体浸没在水中的体积为1.0×10-3m3，则该物体受到的浮力为多大？ （3）该洒水车在水平路面上以额定功率匀速行驶5 000m用时10min，试计算此过程汽车所受到的阻力大小． 16．如图，是一艘海洋科学钻探船，满载时排水量为5×104t。其钻头和钻杆最深可在4000m的海底向下钻取岩芯进行研究。若该钻探船以36km/h的速度匀速航行时，动力推进系统的输出功率为4×107W。（已知：ρ海水＝1.03×103kg/m3）求： （1）该钻探船满载时受到海水的浮力； （2）钻头在4000m的海底处受到海水的压强； （3）船匀速航行时，受到的牵引力。 17．排水量为800t的轮船在河水中航行，求： （1）满载时船及所装货物总共有多重； （2）所受河水的浮力是多少牛； （3）如果河水密度为，船排开河水的体积是多少立方米？ 18．“同济飞鱼”是我国制造的一款水空跨域巡航器原型机，它在空中可以像无人机一样飞行，入水后像潜水器一样运行（如图甲所示），它的质量为1.63kg，可在水下巡游约40min。已知g取10N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3。 （1）“同济飞鱼”在水中巡游时，某一时刻其显示器显示它受到的水的压强为1.5×105Pa，它所处的深度是多少？ （2）在某次测试“同济飞鱼”的“打捞”功能的试验中，“同济飞鱼”悬挂着一个实心物块A从水中匀速上升，直至实心物块A匀速提升到距水面一定的高度，如图乙所示；测试过程中，绳的拉力随时间t变化的图像（不计水的阻力），如图丙所示。求：实心物块A浸没在水中时受到的浮力是多大？其密度是多少？    19．有一圆柱形容器放在水平桌面上，现将一边长为10cm，质量为2.7kg的正方体金属块放在容器底部（如图所示，物体与容器底没有紧密接触），求： (1)金属块的密度； (2)金属块的重力； (3)金属块对容器底的压强； (4)向容器中加入水直至金属块浸没，金属块受到容器的支持力。 20．小明给家里的水箱制作了一个自动加水装置，初步设计如图所示，将两个完全相同的实心圆柱体A、B通过细线与一个压力传感开关相连，吊在水平放置的圆柱形水箱中，已知每个圆柱体重为G0，底面积为S，当水箱储水深度降到h，圆柱体B一半浸在水中时，压力传感开关所受拉力的大小达到，其闭合开始加水。细线质量与体积均忽略不计，水的密度为ρ0，求： （1）圆柱体的密度； （2）当水箱储水深度达到15h时，压力传感开关所受拉力大小为时，自动断开停止加水，求应设计A、B间细线的长度。 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牛；（2）2×10﹣4m3；（3）200Pa 【详解】解：（1）苹果的重力 因为苹果漂浮，所以 （2）由可得，苹果排开水的体积 （3）水降低的高度 容器底受到水的压强减少 答：（1）苹果受到的浮力大小为2牛； （2）苹果排开水的体积为2×10﹣4m3； （3）若将苹果缓慢从容器中取出（苹果带出的水忽略不计），则容器底受到水的压强减少了200Pa。 2．（1）5×10-3m3；（2）39kg 【详解】解：(1)根据公式得 =5×10-3m3 (2)根据 m铁=ρ铁V铁=7.8×103kg/m3×5×10-3m3=39kg 答：(1)木质模型的体积大小为5×10-3m3； (2)所铸造出来的铁质零件的质量为39kg。 3．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）飞机的最大起飞质量 飞机的重力 飞机克服重力至少需要做功 （2）飞机在水面匀速行驶时，水平动力的大小 （3）因为飞机漂浮，所以飞机受到的浮力为 排开水的体积为 答：（1）克服重力做功至少为1.07×108J； （2）水平动力的大小为2×105N； （3）达到最大起飞质量时排开水的体积为53.5m3。 4．1.96N 【详解】解：合金块所受浮力的大小是 答：合金块所受浮力的大小是1.96N。 5．(1)2400Pa；(2)0.4N 【详解】(1)水对杯子底部的压强为 p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×(0.2m+0.04m)=2400Pa (2)木块漂浮，木块受到的浮力 F浮=G木=mg=0.04kg×10N/kg=0.4N 答：(1)水对杯子底部的压强为2400Pa； (2)木块受到的水的浮力为0.4N。 6．（1）；（2）；（3）1N 【详解】解：（1）物体的密度 （2）物体移动的距离 物体运动的平均速度 （3）物体浸没在水中时 物体浸没在水中时所受浮力 答：（1）物体的密度； （2）物体运动的平均速度； （3）物体浸没在水中时受到的浮力1N。 7．（1）900m3；（2）6.18×106N 【详解】解：（1）潜水艇漂浮，浮力等于重力为9.27×106N，排开海水的体积为 （2）潜水艇完全潜入海水中时，它受到的浮力为 根据物体浮沉条件可知，充入海水的重量为 G充海水=F浮′﹣G艇=1.545×107N﹣9.27×106N=6.18×106N 答：（1）漂浮在海面的潜水艇排开海水的体积是900m3； （2）为使潜水艇完全潜入海水中，至少应向水舱充入海水的重量是6.18×106N。 8．(1)700N (2) (3)1260N (4)2940W 【详解】（1）上升的过程中，石墩未露出水面前所受的浮力 （2）湖深2m，石墩高0.3m，打捞前，石墩上表面距离水面的距离为 受到的水产生的压强 （3）石墩从水底到将要露出水面的过程中，汽车的拉力为 汽车拉力移动的距离为1.7m，汽车拉力所做的功 （4）整个打捞过程，汽车拉力的最大值等于石墩的重力，故汽车拉力做功的最大功率为 9．（1）甲方法：345.4N；乙方法：408.2N；（2）见解析 【详解】(1)甲方法：圆柱体的底面积 圆柱体受到的浮力等于上、下表面受到大气的压力差，因为海拔2000m以内，每升高10m大气压降低110Pa，则浮力 乙方法：由阿基米德原理可知圆柱体受到的浮力 (2)根据阿基米德原理计算浮力的方法适用范围更广；如果物体的上下表面不是水平的，不便测量上下表面的面积，不便于计算上下表面的压力差和浮力。 10．（1）2N；（2） 【详解】解：（1）根据物体的浮沉条件可得，木块漂浮，受到的浮力是 （2）根据阿基米德原理可得，此时木块浸在水中的体积为 答：（1）这时木块受到的浮力是2N； （2）此时木块浸在水中的体积为。 11．（1）500N；（2）5×10-2m3；（3）2.8×103 kg/m3；（4）5×103 Pa 【详解】解：（1）由图乙所示可知，当石块没有浸入水中时，拉力等于重力，即 当石块完全浸入后，拉力，石料全部没入水中时受到的浮力为 （2）由可得，石料浸没在水中排开水的体积为 因为石料完全浸没，石料的体积为 （2）由可得，石料的质量为 石料的密度为 （4）石料浸入水中一半时，根据阿基米德原理可知，此时石料受到的浮力等于其完全浸没在水中受到的浮力的一半，由浮力产生的定义可知，此时水对石料底部受到的压力等于此时石料受到的浮力，即 水对石料底的压强为 答：（1）石料浸没水中时受到的浮力为500N； （2）石料的体积为5×10-2m3； （3）石料的密度是2.8×103kg/m3； （4）石料浸入水中一半时，水对石料底的压强是5×103 Pa。 12．0.81×103 kg/m3 【分析】利用称重法分别求出物体受到水和液体的浮力，然后根据F浮=ρgV排列出式子求出液体的密度． 【详解】由题可知，物体受到水的浮力 ， 物体受到液体的浮力， 因为F浮=ρgV排，物体浸没在水和液体中，V排相同， 所以浮力之比：，即， 解得． 答：另一种液体的密度为． 13．（1）3.3×103Pa；（2）15N；（3）600Pa。 【详解】解：（1）水深为33cm时，水对容器底的压强为 （2）由图乙可知当水深为0时，细杆对物体的支持力为F0，根据二力平衡可知物体B的重力为F0，当水深为25cm时，物体刚好浸没，则排开水的体积为 此时物体B受到的浮力为 此时细杆对物体B的拉力为，且物体B处于平衡状态，则 将F0替换掉后，由如下公式成立 则 （3）水面上升2cm后恰好与A的上表面相平，可得A物块的高度为 此时受到浮力 把A放在B的正上方，水面上升Δh=2cm后恰好与A的上表面相平，则，即容器的底面积为 而此时杆对物体的力可能表现拉力和支持力两种情况，当对物体的力表现为拉力时，即 又因为受到的总浮力等于杆的拉力与和总重力之和，则 所以 （舍去） 当对物体的力表现为支持力时，即 又因为受到的总浮力与杆的支持力之和等于和总重力之和，则 所以 则放入A后容器对水平桌面的压强增量为 答：（1）水深为33cm时，水对容器底的压强3.3×103Pa； （2）的重力是20N； （3）则放入A后容器对水平桌面的压强增量为600Pa。 14．（1）6×108N；（2）39000m3；（3）3000m3 【详解】解：（1）漂浮在海面上的密封沉管，在灌水前受到的浮力 F浮1=G=mg=6×107kg×10N/kg=6×108N （2）密封沉管的总体积为 V管=180m×35m×10m=63000m3 钢筋混凝土的体积为 节密封沉管空心部分的体积是 V空=V管﹣V'=63000m3﹣24000m3=39000m3 （3）沉管刚好浸没海水中时，排开海水的体积 V排=V管=63000m3 受到的浮力 F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×63000m3×10N/kg=6.3×108N 沉管恰好悬浮时，沉管内注入海水最少，注入海水的重力 G水=F浮﹣G=6.3×108N﹣6×108N=3×107N 注入的海水体积 答：（1）漂浮在海面上的密封沉管，在灌水前受到的浮力F浮是6×108N； （2）该节密封沉管空心部分的体积是39000m3； （3）当该密封沉管上表面刚好与水面齐平时，注入的海水体积至少为3000m3。 15．（1）1.5×105Pa；（2）10N；（3）1.44×104N 【详解】(1)由ρ=可知,装满水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×4m3=4×103kg， 汽车和水的总重：G总=G车+G水=(m车+m水)g=(5×103kg+4×103kg)×10N/kg=9×104N， 该洒水车装满水时对地面的压力：F=G总=9×104N； 该洒水车装满水时对地面的压强： p===1.5×105Pa； (2)该物体受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0×10−3m3=10N， (3)洒水车行驶5000m用时10min， 则行驶速度：v===253m/s， 由P===Fv可得牵引力： F== =1.44×104N， 因为洒水车匀速行驶,所以受到的阻力：f=F=1.44×104N. 16．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）满载时船受到的浮力 （2）钻头受到海水的压强 （3）匀速航行时，钻探船的速度为 船匀速行驶时，功率为 带入数值计算，得船匀速航行时，受到的牵引力为 答：（1）该钻探船满载时受到海水的浮力为； （2）钻头在4000m的海底处受到海水的压强为； （3）船匀速航行时，受到的牵引力为。 17．（1）8×106N；（2）8×106N；（3）800m3 【详解】解：（1）轮船始终漂浮，浮力和轮船总重力相等，则重力为 （2）已知轮船的排水量，则所受河水的浮力为 （3）船排开河水的体积是 答：（1）满载时船及所装货物总重； （2）所受河水的浮力是； （3）船排开河水的体积是。 18．（1）15m；（2）5N，2.8×103kg/m3 【详解】解：（1）由p＝ρgh可知，此时“同济飞鱼”所处的深度 （2）由图乙可知，当物块没有浸入水中时，物块的重力等于绳的拉力，即 G＝F1＝14N 当物块浸没在水中时，绳的拉力F2＝9N，物块浸没中水中时受到的浮力 F浮＝G﹣F2＝14N﹣9N＝5N 由G＝mg可知，物块的质量 由F浮＝ρ液gV排可知，物块浸没在水中排开水的体积 物块浸没在水中时，物块排开水的体积等于物块自身的体积，即 物块的密度 答：（1）“同济飞鱼”所处的深度是15m； （2）实心物块A浸没在水中时受到的浮力是5N，其密度是2.8×103kg/m3。 19．(1) 2.7×103kg/m3；(2) 27N；(3) 2.7×103Pa；(4) 17N。 【详解】(1)正方体金属块的体积 V=L3=（10cm）3=1000cm3=1×10﹣3m3 金属块的密度 ρ===2.7×103kg/m3 金属块的密度为2.7×103kg/m3。 (2)金属块的重力 G=mg=2.7kg×10N/kg=27N 金属块的重力为27N。 (3)金属块对容器底的压力 F=G=27N 受力面积 S=L2=（10cm）2=100cm2=1×10﹣2m2 金属块对容器底的压强 p===2.7×103Pa 金属块对容器底的压强为2.7×103Pa。 (4)向容器中加入水直至金属块浸没，金属块排开水的体积 V排=V=1×10﹣3m3 金属块受到的浮力 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N 因金属块受到竖直向上的浮力和支持力、竖直向下重力的作用处于平衡状态，所以，由力的平衡条件可得：G=F浮+F支,则金属块受到容器的支持力 F支=G﹣F浮=27N﹣10N=17N 金属块受到容器的支持力为17N。 答：(1)金属块的密度为2.7×103kg/m3； (2)金属块的重力为27N； (3)金属块对容器底的压强为2.7×103Pa； (4)向容器中加入水至8cm深时，金属块受到容器的支持力为17N。 20．（1）；（2） 【详解】解：（1）当压力传感器开关所受拉力的大小 F拉= 时，将A、B看成一个整体，则这个整体受到：竖直向下的重力2G0、竖直向上的拉力和浮力，而处于静止状态，所以 F浮=2G0-F拉=2G0-= 据题意知，此时B排开水的体积 V排=V 据阿基米德原理有 G0=ρ0g⋅V 所以圆柱体的体积 那么圆柱体的密度 （2）当压力传感开关所受拉力为时，排开水的高度 当压力传感开关所受拉力为时，A、B整体的受力为：竖直向下的重力和竖直向上的拉力与浮力，则此时的浮力 F浮1=2G0-F拉1=2G0-= 此时排开水的体积 排开水的高度 A、B间细线的长度 答：（1）圆柱体的密度为； （2）应高度A、B间细线的长度为。 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 $$