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，一个重力为8N，密度为8×103kg/m3的合金块，悬挂在轻质杠杆的A点，O为支点，OA长0.1m，此时合金块浸没在某种液体中。杠杆右边B点吊着重为2N的物体，OB长0.34m，杠杆在水平位置平衡。不计绳重及转轴处摩擦，求： （1）合金块的体积； （2）A端受到绳子的拉力大小； （3）该液体密度为多少？ 2．如图所示，用弹簧测力计将体积为3×10﹣4m3的物体全浸没在水中时，弹簧测力计的示数为1.5N，容器和水的总质量是0.7kg，容器与水平桌面的接触面积是100cm2（）。求： （1）物体受到的浮力； （2）容器对桌面的压强。 3．物体浸没在水中，物体的体积为3×10﹣3米3，求物体受到的浮力F浮。 4．重为8牛的物体，其体积为1×10−3米3，用手把它浸没在水中。求： ①该物体所受浮力F浮的大小； ②放手瞬间，该物体所受合力F合的大小及方向。 5．“奋斗者号”是中国研发的万米载人潜水器，于2020年11月10日在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909m，刷新了中国载人深潜的新纪录。截至2023年1月22日，“奋斗者号”载人潜水器累计下潜159次，其中万米级下潜25次。当总质量为25t的潜水器抛卸掉1t压载铁后，可实现无动力状态下的匀速上浮。求：（已知海水密度ρ海水=1.03×103kg/m3，g=10N/kg） （1）下湝至10000m时，潜水器受到的海水压强； （2）抛卸掉1t压载铁后，潜水器所受到的重力； （3）拋卸掉1t压载铁后，潜水器匀速上升过程中受到的浮力。 6．如图所示，放置在水平地面上重10N的平底薄壁容器，底面积为0.01m2，内装40N的水，水深0.2m。现将一个体积是200cm3的金属块系在弹簧测力计挂钩上，并把它完全浸没于容器内的水中（水未溢出，金属块未接触容器底部），弹簧测力计示数为15.8N。（，）求； （1）金属块放入水中前，容器底部受到水的压力； （2）金属块完全浸没于水中后所受水的浮力； （3）金属块完全浸没于水中后，容器对水平地面的压强。    7．如图是被誉为“造岛神器”的“天鲲号”，它是具有中国自主知识产权的、亚洲超大重型自航绞吸船，可用于挖掘水下泥土、砂石等，其长140m，宽27.8m，满载排水量为17000t。已知ρ水=1.0×103kg/m3，取10N/kg。试求： (1)“天鲲号”漂浮在水面，若满载时它受到的浮力是多少？ (2)若“天鲲号”自航绞吸船匀速直线航行时所受阻力为总重力的0.01倍，求“天鲲号”自航绞吸船航行时的牵引力的大小。 8．一盛有水的容器放在水平桌面上，容器和水的总质量为2.0kg，容器的底面积为1.0×10-2m2。将一体积为1.2×10-4m3的金属块用细线吊起后浸没在水中保持静止，如图所示。已知金属块的重力为7.5N，g=10N/kg，水的密度，不计细线的质量和体积。 （1）求金属块受到的浮力大小； （2）求细线对金属块的拉力大小； （3）求容器对桌面的压强。    9．把一块质量是200g的实心铁块放入盛煤油的容器中，铁块浸没在煤油中，则煤油对铁块的浮力为多大？（ρ铁=7.9×103 kg/m3，ρ煤油=0.8×103 kg/m3，g取10N/kg） 10．如图所示，将密度为、高度为、底面积为的实心圆柱体放入底面积为的水平放置的容器中，并向容器内加水（取）。 （1）圆柱体的重力为多大？ （2）当加水到深时，水对容器底的压强为多大？ （3）继续向容器中加水，当圆柱体对容器底的压力刚好为零时，圆柱体浸入水中的深度是多少？    11．一木块放入水中，露出水面的体积是40cm3，水下部分的体积是60cm3。（取g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）求： （1）木块在水中受到的浮力是多少？ （2）木块的质量是多少？ （3）木块的密度是多少？ 12．如图，水平桌面上放有一薄壁柱形容器，容器底面积为0.04m2，容器中装有水，质量为0.25kg、体积为1×10﹣3m3的正方体木块漂浮在水面上。现将细绳的一端绕过定滑轮后固定在木块下表面，并用竖直向上的拉力F缓慢匀速拉动细绳另一端，使木块从漂浮状态逐渐浸没入水中，木块不接触滑轮。不计摩擦与水的阻力，忽略绳重与体积的影响，g取10N/kg，ρ水＝1×103kg/m3。求： （1）木块漂浮时受到的浮力； （2）若水深为0.3m，则容器底受到的水的压强； （3）拉力F的最大值； （4）木块从漂浮到被细绳拉到完全浸没，容器底部受到水的压强的变化量。 13．如图所示，水平杠杆MON保持静止，A、B是实心柱形物体，它们受到的重力分别是GA=27N，GB=8N，B的底面积SB=20cm2，柱形容器中装有水，此时水的深度h1=10cm，容器的底面积S容=180cm2，B物体底面离容器底的距离h0=4cm，已知MO：ON=2：5，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg，求： （1）水对容器底的压强和水对B物体的浮力； （2）A物体对水平地面的压力； （3）若打开开关K缓慢放水，试讨论，当放出水的质量为m时，A物体对水平地面的压力N是多少？（提示：在讨论求解N的大小时，m可作为已知量） 14．我国首艘航母“辽宁号”的排水量为67500t，舰体底部在水面下10m深处。求： （1）当航母满载静止在水面上时受到的浮力是多少N？ （2）此时舰体底部受到海水的压强是多少Pa？（g取10N/kg，ρ海水＝1.03×103kg/m3） 15．以贵州省遵义市命名的遵义舰，舷号为134，1985年入列，是当时少有的不以省会城市命名的驱逐舰。2019年5月，遵义舰、开封舰、大连舰、桂林舰四艘国产第一代导弹驱逐舰同时退役。2020年11月30日8：00，遵义舰首批拆解部件正式启运。拆解部件由6辆车从镇江五峰山运往遵义余庆县飞龙湖构皮滩镇。遵义舰部分参数如表所示（水的密度1.0×103kg/m3。g取10N/kg）。求： 舰长 132m 续航力 2970海里 舰宽 12.8m 满载排水量 3670t 最大航速 54km/h 最大吃水深度 4.6m （1）遵义舰停靠在飞龙湖上时，舰体最深处距水面3.2m，该处舰体上所受水的压强； （2）遵义舰满载时，受到水的浮力； （3）满载的遵义舰以最大航速匀速直线航行时，受到的阻力是总重的0.01倍，则遵义舰所受牵引力的功率。 16．如图甲所示，柱形容器中盛有深度为1.1m的水，高为1m的圆柱形金属块在钢丝绳拉力作用下，从水面上方以恒定的速度下降，直至全部浸没水中。若容器深度足够且不计水的阻力，水未溢出，忽略钢丝绳的形变，整个过程中钢丝绳的拉力F随金属块下降的高度h变化关系的图像如图乙所示。求： （1）金属块全部浸没水中时受到的浮力是多少？ （2）金属块的密度是多少？ （3）金属块刚好全部浸没时，容器底受到水的压强是多少？ 17．如图所示，水平桌面上放置一个底面积为1.6×10-2m2，重为5N的薄壁容器，里面装有20N的水，小明将一个挂在弹簧测力计的合金柱体从水面缓慢地浸入水中，在接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计相应的示数F如下图所示（圆筒厚度忽略不计，筒内液体没有溢出，g=10N/kg）。求： （1）圆柱体浸没在水中时受到的浮力是多大？ （2）圆柱体的密度是多少? （3）当圆柱体浸没时，容器底部的压强增加了多少? （4）当圆柱体有一半的体积浸在水中时，圆柱体下表面受到的压力是多少？ 18．如图甲所示，水平面上有个装满水的圆柱形溢水杯，溢水口距容器底12cm，其底面积为8×10-3m3。将悬挂在弹簧测力计上的物体A缓慢浸没在溢水杯的水中，静止时如图乙所示，弹簧测力计的示数为3N，溢出的水的体积为2×10-4 m3，g取10N/kg。求： （1）图甲中水对溢水杯底部的压强； （2）图乙中水对溢水杯底部的压力； （3）物体A的密度。 19．将一个重为3N、底面积为10cm2、高为10cm的实心长方体A挂在弹簧测力计上，然后将其竖直浸入水中，当物体A刚好浸没在水中时，弹簧测力计的读数为2N。（g取10N/kg） （1）求物体A受到的浮力大小； （2）此时长方体A下表面受到水的压力为多大？比较F浮和F下表−F上表的大小关系，得出的结论是什么？ 20．夏季到来雨水增多，导致水库水位超过警戒线产生危险。为自动测量水库水位超出警戒线的高度，项目化学习小组设计了一台简易水位测量仪，其工作原理如图所示。密度比水大的圆柱体M底面积为10cm²，物体M和N重力均为40N，绳子绕过定滑轮把MN两物体相连，调节绳子长度使M的下表面与水库警戒线相平，轻质杠杆OB绕O点转动，物体N放在杠杆的B处，OB长102cm，压敏电阻R通过A处对杠杆产生支撑，OA长51cm，压敏电阻R阻值与所受压力的关系如表所示，当水面刚到达警戒水位时，电流表的示数0.2A，当水位上升至M中心高度位置时，电压表示数3V，电流表示数0.3A。（忽略温度对灯L电阻的影响；杠杆OB自身重力、绳重和摩擦均不计，） 压力F（牛） 0 10 20 30 40 电阻R（欧） 20 15 10 5 2 （1）水面在警戒位置时电压表的示数多大? （2）电源电压是多少? （3）物体M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）1×10-4m3；（2）6.8N；（3）1.2×103kg/m3 【详解】解：（1）合金块的体积 （2）根据杠杆的平衡条件 GB×OB=F×OA 可知A端受到绳子的拉力大小 （3）合金物体所受浮力 F浮=G-F=8N-6.8N=1.2N 该液体密度为 答：（1）合金块的体积为1×10-4m3； （2）A端受到绳子的拉力大小为6.8N； （3）该液体密度为1.2×103kg/m3。 2．（1）3N；（2）1000Pa 【详解】解：（1）物体全浸没在水中时，排开水的体积等于物体自身体积，即 则物体受到的浮力 （2）物体的重力 容器和水的总重力 则容器对桌面的压力 所以容器对桌面的压强 答：（1）物体受到的浮力3N； （2）容器对桌面的压强为1000Pa。 3．29.4N 【详解】解：物体浸没在水中，则物体排开水的体积 V排＝V物＝3×10﹣3m3 由阿基米德原理可知，物体受到的浮力 F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×9.8N/kg×3×10﹣3m3＝29.4N 答：物体受到的浮力F浮为29.4N。 4．①9.8N；②1.8牛，竖直向上 【详解】解：①由题意可知，物体完全浸没在水中，所以 根据阿基米得原理可得 ②完全浸没在水中的物体放手后会向上运动，在水中受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力，合力大小为 合力方向竖直向上。 答：①物体所受浮力F浮的大小为9.8N； ②放手瞬间，该物体所受合力F合的大小为1.8N及方向向上。 5．（1）1.03×108Pa；（2）2.4×105N；（3）2.4×105N 【详解】解：（1）由液体压强的公式可知，下湝至10000m时潜水器受到的海水压强为 p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×10000m=1.03×108Pa （2）抛卸掉1t压载铁后，潜水器的质量为 m=m总-m铁=25t-1t=24t=2.4×104kg 则此时潜水器受到的重力为 G=mg=2.4×104kg×10N/kg=2.4×105N （3）抛卸掉1t压载铁后潜水器无动力匀速上升，在竖直方向上只受到重力与海水对它的浮力，根据二力平衡可知，这是一对平衡力，所以潜水器受到的浮力为 F浮=G=2.4×105N 答：（1）下潜至时，潜水器受到的海水的压强是1.03×108Pa； （2）抛卸掉1t压载铁后，潜水器所受到的重力是2.4×105N； （3）拖卸掉1t压载铁后，潜水器匀速上升过程中受到的浮力是2.4×105N。 6．（1）20N；（2）2N；（3） 【详解】解：（1）水对容器底的压强 水对容器底的压力 （2）金属块完全浸没于水中时排开液体的体积 金属块受到的浮力 （3）金属块完全浸没在水中后，容器对水平地面的压强 答：（1）金属块放入水中前，容器底部受到水的压力为20N； （2）金属块完全浸没于水中后所受水的浮力2N； （3）金属块完全浸没于水中后，容器对水平地面的压强5.2×103Pa。 7．(1)1.7×108N (2)1.7×106N 【详解】（1）满载排水量为17000t，由阿基米德原理可知，“天鲲号”漂浮在水面，满载时受到的浮力 F浮=G排=m排g=17000×103kg×10N/kg=1.7×108N （2）“天鲲号”漂浮在水面，根据物体的浮沉条件可知，“天鲲号”受到的浮力大小等于重力大小，则 G=F浮=1.7×108N“天鲲号”自航绞吸船匀速直线航行时所受阻力为总重力的0.01倍，则“天鲲号”自航绞吸船匀速直线航行时所受阻力 f=0.01G=0.01×1.7×108N=1.7×106N匀速直线航行时，水平方向受力平衡，“天鲲号”受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，所以“天鲲号”自航绞吸船航行时的牵引力 F牵=f=1.7×106N 8．（1）1.2N；（2）6.3N；（3） 【详解】解：（1）根据题意可知，金属块浸没时，金属块排开水的体积为 V排=V金=1.2×10-4m3 金属块受到的浮力为 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2×10-4m3=1.2N （2）由于用细线将金属块浸没在水中处于静止状态，则根据受力平衡可得：细线对金属块的拉力为 F拉=G-F浮=7.5N-1.2N=6.3N （3）容器和水的总重力为 G总=m总g=2kg×10N/kg=20N 容器对桌面的压力为 F压=G总+G-F拉=20N+7.5N-6.3N=21.2N 容器对桌面的压强 答：（1）金属块受到的浮力大小为1.2N； （2）细线对金属块的拉力大小为6.3N； （3）容器对桌面的压强为。 9．0.2N 【详解】解：由可得铁块的体积为 因为铁块浸没在煤油中，所以，则铁块浸没在煤油中，受到的浮力为 答：受到的浮力为。 10．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）圆柱体的体积 圆柱体的重力 （2）水对容器底的压强 （3）继续向容器中加水，当圆柱体对容器底压力为时，物体刚好漂浮，则 根据可得此时浸入水中的体积排开水的体积 则圆柱体浸入水中的深度 答：（1）圆柱体的重力为。 （2）当水加到深时，水对容器底的压强为。 （3）继续向容器中加水，当圆柱体对容器底压力为时，圆柱体浸入水中的深度为。 11．（1）0.6N；（2）0.06kg；（3）0.6×103kg/m3 【详解】解：（1）木块排开水的体积 V排=60cm3=6×10-5m3 木块在水中受到的浮力 F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-5m3=0.6N （2）由题意知，木块处于漂浮状态，木块受到的浮力等于重力，木块的重力 G=F浮=0.6N 木块的质量 （3）木块的体积 V=V露+V排=40cm3+60cm3=100cm3=1×10-4m3 木块的密度 答：（1）木块在水中受到的浮力是0.6N； （2）木块的质量是0.06kg； （3）木块的密度是0.6×103kg/m3。 12．（1）2.5N；（2）3×103Pa；（3）7.5N；（4）187.5Pa 【详解】解：（1）由漂浮条件可知，木块漂浮时受到的浮力 F浮＝G木＝m木g＝0.25kg×10N/kg＝2.5N （2）若水深为0.3m，则容器底受到水的压强 p＝ρ水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.3m＝3×103Pa （3）当木块浸没时，木块受到的浮力最大，所需的拉力F最大，此时木块排开水的体积 V排′＝V＝1×10-3m3 此时木块受到的浮力 F浮′＝ρ水gV排′＝1×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3＝10N 此时木块受到向上的浮力、向下的重力和拉力作用，而定滑轮只改变力的方向，根据力的平衡条件可得 F浮′＝G木+F最大 所以最大拉力 F最大＝F浮′﹣G木＝10N﹣2.5N＝7.5N （4）木块从漂浮到被细绳拉到完全浸没，水对容器底压力的变化量等于木块排开水的重力变化量，即木块受到的浮力变化量，则 ΔF＝ΔF浮＝F浮′﹣F浮＝10N﹣2.5N＝7.5N 容器底部受到水的压强的变化量 答：（1）木块漂浮时受到的浮力为2.5N； （2）若水深为0.3m，容器底受到水的压强为3×103Pa； （3）拉力F的最大值为7.5N； （4）木块从漂浮到被细绳拉到完全浸没，容器底部受到水的压强的变化量为187.5Pa。 13．（1）1000Pa，1.2N；（2）10N；（3）见解析 【详解】解：（1）水对容器底的压强 B排开水的体积 水对B物体的浮力 （2）杠杆N端绳子的拉力 由杠杆的平衡条件可得 则杠杆M端绳子的拉力 A物体对水平地面的压力 （3）①当容器内水的深度h0=4cm时，流出水的体积 由可得，流出水的质量 当m≤0.96kg时，流出水的体积，则水深度的变化量 物体B排开水的体积 物体B受到的浮力 杠杆N端绳子的拉力 由杠杆的平衡条件可得 则杠杆M端绳子的拉力 A物体对水平地面的压力 当m=0.96kg时 ②容器内水的总体积 水的总质量 当时，B物体露出水面且自身的重力不变，则M端绳子的拉力不变，A对水平地面的压力7N不变。当时，A物体对水平地面综上可知，当0≤m≤0.96kg时，A物体对水平地面的压力 当0.96kg≤m≤1.68kg时，A物体对水平地面的压力为7N不变。 答：（1）水对容器底的压强和水对B物体的浮力为1000Pa，1.2N； （2）A物体对水平地面的压力为10N； （3）见解析。 14．（1）6.75×108N；（2）1.03×105Pa 【详解】 解：（1）由阿基米德原理可得，当航母满载静止在水面上时受到的浮力 F浮＝G排＝m排g＝67500×103kg×10N/kg＝6.75×108N （2）此时舰体底部受到海水的压强 p＝ρ海水gh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×10m＝1.03×105Pa 答：（1）当航母满载静止在水面上时受到的浮力是6.75×108N； （2）此时舰体底部受到海水的压强是1.03×105Pa。 15．（1）3.2×104Pa；（2）3.76×107N；（3）5.505×106W 【详解】解：（1）水面下3.2m处的舰体上所受海水的压强 （2）遵义舰满载时，受到的浮力 （3）由题知，某次航行时，遵义舰的总重力 遵义舰匀速直线航行，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，则牵引力： 航行速度 遵义舰所受牵引力的功率 答：（1）3.2m该处舰体上所受水的压强为3.2×104Pa； （2）遵义舰满载时，受到水的浮力为3.76×107N； （3）遵义舰所受牵引力的功率为5.505×106W。 16．（1）3000N；（2）；（3） 【详解】解：（1）由图乙可知，金属块全部浸没水中时受到的浮力为 （2）由图乙可知，金属块的重力为8100N，金属块的质量为 已知金属块全部浸没水中时受到的浮力为3000N，则金属块的体积就等于金属块排开水的体积，由公式可得，金属块的体积为 所以金属块的密度为 （3）由图乙可知，一开始金属块的下表面与水面相平，当金属块下降的高度为0.6m时，金属块刚好完全浸没，此时金属块上表面与水面相平，已知圆柱形金属块的高度为1m，所以水面上升的高度为 原来柱形容器中盛有深度为1.1m的水，金属块刚好全部浸没时水的总深度为 由公式可得，金属块刚好全部浸没时，容器底受到水的压强为 答：（1）金属块全部浸没水中时受到的浮力是3000N； （2）金属块的密度是； （3）金属块刚好全部浸没时，容器底受到水的压强是。 17．（1）8N；（2）1.25×103kg/m3；（3）500Pa；（4）4N 【详解】解：（1）由图可知，当h=0时，此时测力计的示数等于圆柱体的重力，所以G=10N，当h≥8cm时，测力计的示数不变，说明此时浮力不变，圆柱体完全浸没，此时F示=2N；圆柱体浸没在液体中所受的浮力 F浮=G-F示=10N-2N=8N （2）圆柱体的体积 圆柱体的密度 （3）当圆柱体浸没时，改变的深度 当圆柱体浸没时，容器底部的压强增加 p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×5×10-2m=500Pa （4）因为圆柱体有一半的体积浸入在液体中，所以此时受到的浮力 圆柱体上表面受到水的压力为零，由浮力产生的原因可知，圆柱体下表面受到的压力 F下=F′浮+F上=4N+0N=4N 答：（1）圆柱体浸没在水中时受到的浮力是8N； （2）圆柱体的密度是1.25×103kg/m3； （3）当圆柱体浸没时，容器底部的压强增加了500Pa； （4）当圆柱体有一半的体积浸在水中时，圆柱体下表面受到的压力是4N。 18．（1）；（2）9.6N；（3） 【详解】解：（1）图甲中水对溢水杯底部的压强 （2）图乙中，溢水杯内水的深度不变，故水对溢水杯的压强不变，水对溢水杯底部的压力 （3）浸没时，溢出的水的体积为2×10-4 m3，那么物体的体积为2×10-4 m3，并且物体所受的浮力为 物体所受的重力为 物体A的质量为 物体A的密度为 答：（1）图甲中水对溢水杯底部的压强为； （2）图乙中水对溢水杯底部的压力为9.6N； （3）物体A的密度为。 19．（1）1N；（2）1N，物体受到的浮力等于物体下表面和上表面的压力差 【详解】解：（1）物体A受到的浮力 （2）长方体下表面受到的压强 由得，长方体下表面受到的压力 则 比较可得物体受到的浮力等于物体下表面和上表面的压力差。 答：（1）物体A受到的浮力为1N； （2）长方体A下表面受到水的压力为1N； 物体受到的浮力等于物体下表面和上表面的压力差。 20．（1）4V；（2）6V；（3） 【详解】解：（1）电路中压敏电阻R和灯泡L串联，电流表测电路电流，电压表测压敏电阻R电压。依题意可知，水面在警戒位置时，压敏电阻R所受压力为0，由表可知，此时，电流表的示数0.2A，则电压表的示数为 （2）设灯泡电阻为，水面在警戒位置时，电压表的示数为4V，根据欧姆定律，电源电压为    ① 当水位上升至M中心高度位置时，电压表示数3V，电流表示数0.3A，根据欧姆定律，电源电压为    ② 联立①②，解得电源电压，灯泡电阻。 （3）当水位上升至M中心高度位置时，电压表示数3V，电流表示数0.3A，则此时压敏电阻阻值为 由表可知，此时压敏电阻R所受压力为20N。即压敏电阻R通过A处对杠杆产生支撑力为20N，根据杠杆平衡条件，则有 则杠杆B点受到N的压力为 则M所受浮力为10N，则此时M排开水的体积为 则M的体积为 则物体M的密度为 答：（1）水面在警戒位置时电压表的示数为4V； （2）电源电压是6V； （3）物体M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 $$