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 1．五一劳动节期间，小军将家中的景观鱼缸底部的鹅卵石取出清洗时，他将一个鹅卵石放入鱼缸中，并将高为10cm正方体木块放入鱼缸水中，木块竖直漂浮在水面上，露出水面5cm，如图甲所示。他再将鹅卵石捞出放在木块上，此时木块露出水面的高度为3cm，如图乙，他用细线将鹅卵石悬挂于木块底部的中央，木块露出水面的高度为3.8cm，如图丙，鱼缸的底面积为800cm2（不考虑捞石头时带出的水以及绳子的质量和体积）。求： （1）木块漂浮时所受的浮力是多少？ （2）图丙中细绳对石块的拉力是多少？ （3）剪断丙中的细线，水对鱼缸底部的压强变化了多少？ 2．“远望六号”航天远洋测量船满载时排开水的质量25000t，它采用当今航天、航海气象、电子、机械、光学、通信、计算机等领域最新技术，“远望六号”是中国航天活动的护航使者。海水的密度等于水的密度。求： （1）满载时，“远望六号”受到的浮力有多大？ （2）若船底某处的声呐系统探头距海面的深度为8m，则该处受到海水的压强是多少？ 3．如图所示，为中国新一代通用型导弹驱逐舰。其满载时排水量为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。求： （1）驱逐舰满载时，受到的浮力是多少； （2）驱逐舰满载时并以72km/h的速度匀速直线航行，受到的牵引力是多少。 4．如图所示，在水平地面上有个装有一定量水的圆柱形容器，用细绳系将立方体物块系在弹簧测力计挂钩上（细绳的质量不计），让其浸没在水中与容器底部刚刚接触（但与容器底部没有挤压且非密合）现用弹簧测力计将该物块缓慢拉出水面。弹簧测力计的示数为F，立方体物块下表面距容器底的距离为h，F与h的关系如图所示。 求：（1）立方体物块浸没在水中所受的浮力大小； （2）该立方体物块的密度大小； （3）当立方体物块上表面刚出水面时，水对该立方体物块下表面产生的压强大小。 5．某型号一次性声呐，底部面积为，其内部有两个相同的空腔，每个空腔的容积为①，每个空腔的侧上方都用轻薄易腐蚀材料制成的密封盖密封，密封盖在海水中浸泡24小时后，将被海水完全腐蚀。某次军事演习向海中投入该声呐，声呐在海中静止后露出整个体积的四分之一②，处于探测状态，如图甲；24小时后，下空腔密封盖被腐蚀并进入海水，声呐没入海中处于悬浮状态③，停止工作，如图乙；再经过24小时后，声呐上下空腔均充满海水沉入海底④，如图丙。已知，g取。求： （1）每个空腔能容纳海水的重力； （2）声呐的总体积； （3）图丙中，声呐对海底的压强。 6．溪水中一块石头的质量为2.4kg，体积为1×10-3m3，g取10N/kg。求： （1）石头的密度； （2）石头浸没在水中受到的浮力。 7．如图所示，铁桶重20N，桶的底面积为，往桶里倒入80N的水，水的深度为0.25m，将桶平放在水平地面上。（取g=10Nkg）求： (1)水对桶底的压强； (2)桶底受到水的压力； (3)若将一质量为200g的木球放入杯中，恰好漂浮，木球受到的浮力是多大。 8．如图所示为一可自动控制水量的水箱模型，其内底面积为200cm2，水箱底部有一个由阀门控制的出水口。正方体物体A的边长为10cm，物体A由轻质细杆悬挂在水中，细杆上端与力传感器连接，当物体A恰好完全浸没时力传感器受到向上的压力为4N，此时容器中水深为18cm，阀门自动打开，水缓慢流出，当细杆对力传感器的拉力为1N时阀门关闭，水不再流出。求： （1）物体A恰好浸没时受到的浮力； （2）物体A的密度； （3）阀门关闭时，水箱底部受到的压强。 9．一个在节日放飞的氦气气球，体积是。这个气球在地面附近受到的浮力是多大；（设地面附近的气温是0℃，气压是，氦气的密度是，空气的密度是） 10．将边长为0.1m均匀、实心的正方体木块投入水中。木块静止时有的体积露出水面，如图所示。求： （1）木块静止时，受到水的浮力是多少？ （2）木块静止时，木块底部受到水的压强是多少？ （3）若要将木块全部浸没在水中，则至少要向下加多大的压力？ 11．一个不规则的实心物体，质量为612g，放入装满水的烧杯中，沉入底部，排开6N的水，然后向烧杯中加盐并搅拌，直到物体悬浮为止，g取10N/kg，求： （1）物体在水中所受的浮力； （2）物体在盐水中受到的浮力； （3）物体悬浮时食盐水的密度。 12．一个底面积为的薄壁圆柱形容器放在水平桌面中央，容器高为0.12m，内盛有1.2kg的水，如图（a）所示，另有质量为0.9kg，体积为的实心正方体A，如图（b）所示。 (1)实心正方体A的密度； (2)将实心正方体A放入图（a）的水中后，正方体A所受浮力； (3)将实心正方体A放入图（a）的水中后，水对容器底部的压强变化了多少。 13．“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为70m3，空载时质量约为22t，最大荷载200kg。（ρ海水取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求： （1）“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力有多大？ （2）“蛟龙号”下潜到7km深时，受到海水的压强有多大？ （3）若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入多少立方米的海水？ 14．如图所示是在古代与北京天坛齐名的二千料海船，又名福船，它的出现为中国乃至世界航海史写下了璀璨的一页。已知该福船满载时，总质量可达1200吨。（海水密度取1.0×103kg/m3） （1）船体某处离水面2m，该处受到海水的压强是多少； （2）该福船满载时受到的浮力是多少。 15．我国建造的“国信1号”是全球首艘10万吨级大型养殖工船，它的出现标志着我国在深远海大型养殖工船产业上，完成了从零到一的突破。“国信1号”船长达249.9米，满载排水量13万吨。（ρ海水＝1.03×103kg/m3，g取10N/kg） （1）“国信1号”满载时受到的浮力是多少？ （2）“国信1号”船底在海水中深度5m处受到的海水压强是多少？ （3）随着气温的降低，海水的温度也降低，其密度升高，此时“国信1号”吃水深度是变大还是变小？请说明理由。（“国信1号”的排水量不变） 16．水平桌面上有一个底面积S1＝50cm2的圆柱形薄壁容器，将一个质量m=40g，底面积S2=5cm2，体积V=50cm3的圆柱体立放在容器底面上，往容器中缓缓倒入质量m=270g的水。（g取10N/kg）求： （1）物块的密度是多少？ （2）请通过计算说明此时圆柱体是否能漂浮在水面上。 17．如图，柱状容器下方装有一阀门，容器底面积为，另有一边长为的正方体木块，表面涂有很薄的一层蜡，防止木块吸水（蜡的质量可忽略），现将木块用细绳固定在容器底部，再往容器内倒入一定量的水，使木块上表面刚好与水面相平，绳长，木块的密度为。求： （1）木块受的浮力是多少? （2）若从阀门放出的水后，细绳的拉力多大? （3）若在上一问放水后将细绳剪断，水对容器底的压强是多少? 18．如图所示，长方形薄壁容器置于水平地面，容器底面积为，其内部放置的橡皮泥块重力为4N，体积为，现将体积为的水倒入容器中，将橡皮泥块浸没且水不溢出。（g取10N/kg，）求： （1）橡皮泥块受到的浮力； （2）水对容器底部的压强； （3）如果把这块橡皮泥捏成一只小船，浮在水面，小船所受的浮力是多大？ 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）5N；（2）1.2N；（3）15Pa 【详解】解：（1）木块漂浮时受到的浮力为 F浮甲=ρ水gV排甲=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m×0.1m×(0.1m-0.05m)=5N （2）丙图中木块受的浮力 F浮丙=ρ水gV排丙=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m×0.1m×(0.1-0.038m)=6.2N 图甲中木块漂浮，木块的重力 G木=F浮甲=5N 丙图中绳子的拉力 F=F浮丙-G木=6.2N-5N=1.2N （3）剪断细绳后，木块和石头稳定后所处的状态与甲图相同，排开水的体积变化量 ΔV=V排丙-V排甲=0.1m×0.1m×(0.1-0.038m)- 0.1m×0.1m×(0.1-0.05m)=1.2×10-4m3 液面下降的高度 剪断丙中的细线，水对鱼缸底部的压强变化量 Δp=ρgΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0015m=15Pa 答：（1）木块漂浮时所受的浮力是5N； （2）图丙中细绳对石块的拉力是1.2N； （3）剪断丙中的细线，水对鱼缸底部的压强变化了15Pa。 2．（1）；（2） 【详解】解：（1）“远望六号”测量船满载时排开水的质量 受到的浮力 （2）该处受到海水的压强是 答：（1）满载时，“远望六号”受到的浮力为； （2）该处受到海水的压强是。 3．（1）7×107N；（2）7×105N 【详解】解：（1）满载时，驱逐舰受到浮力为 F浮＝G排＝m排g＝7×103×103kg×10N/kg＝7×107N （2）驱逐舰匀速直线航行时，处于平衡状态，所以水平方向受到的牵引力、阻力是一对平衡力，大小相等；竖直方向受到的重力、浮力是一对平衡力，大小相等，所以驱逐舰的重力为 G＝F浮＝7×107N 所以牵引力为 F＝f＝0.01G＝0.01×7×107N＝7×105N 答：（1）驱逐舰满载时，受到的浮力是7×107N。 （2）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。 4．（1）8N；（2）1.5×103kg/m3；（3）300Pa 【详解】解：（1）分析图像数据可知：立方体处于浸没时，弹簧测力计的示数为4N，立方体离开水面后弹簧测力计的示数不变，为12N，则立方体重力为12N；所以，立方体浸没在水中所受的浮力 F浮=G-F=12N-4N=8N （2）根据F浮=ρ液gV排可得，立方体的体积 由G=mg得，物体质量 则物体的密度 （3）由图像数据可知：立方体的高度 L=8cm-5cm=3cm=0.03m 则立方体上表面刚出水面时下表面所处的深度 h=L=0.03m 所以水对下表面的压强为 p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa 答：（1）立方体浸没在水中所受的浮力为8N； （2）立方体的密度为1.5×103kg/m3； （3）立方体上表面刚出水面时，水对下表面产生的压强为300Pa。 5．（1）22N；（2）；（3） 【详解】解： （1）每个空腔的容积每个空腔能容纳海水的重力 （2）设声呐的总体积为，图甲中，声呐漂浮，声呐的重力 图乙中，声呐悬浮，把声呐和进入下方空腔的海水作为一个整体，由悬浮条件可得 由题意可得 解得。 （3）由图甲可得，声呐的重力 图丙中，把声呐和进入上、下空腔的海水作为一个整体，则可知声呐和海水的总重力 声呐受到的浮力 海底对声呐的支持力 因声呐对海底的压力和海底对声呐的支持力是一对相互作用力，所以声呐对海底的压力 声呐对海底的压强 答：（1）每个空腔能容纳海水的重力22N； （2）声呐的总体积8×10−3m3； （3）图丙中，声呐对海底的压强1.1×103Pa。 6．（1）2.4×103kg/m3；（2）10N 【详解】解：（1）石头的密度为 （2）石头排开水的体积为 V排=V=1×10-3m3 根据阿基米德原理可得 F浮=G排=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N 答：（1）石头的密度为2.4×103kg/m3； （2）石头浸没在水中受到的浮力为10N。 7．(1)2500Pa (2)50N (3)2N 【详解】（1）水对桶底的压强 （2）桶底受到水的压力 （3）由题意知木球在水中处于漂浮状态，木球所受的浮力等于木球的重力，即 8．（1）10N；（2）0.6×103kg/m3 ；（3）1.3×103Pa 【详解】解：（1）正方体物体A的体积 VA=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3 由阿基米德原理可得物体A恰好浸没时受到的浮力 F浮A=ρgV排=ρgVA=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N （2）物体A恰好完全浸没时，受到重力、浮力和细杆竖直向下的压力而处于平衡状态，则这三个力的大小关系有 GA+F杆=F浮A 则物体A的重力为 GA=F浮A-F杆=10N-4N=6N 物体A的质量 物体A的密度 （3）阀门关闭时，物体A受到竖直向上的浮力、细杆向上的拉力和重力的作用而平衡，则此时物体A受到的浮力 F=GA-F拉=6N-1N=5N 此时物体A排开水的体积 物体A浸没在水下的深度 此时水箱中水的深度 h水=18cm-(10cm-5cm)=13cm=0.13m 此时水箱底部受到水的压强为 答：（1）物体A恰好浸没时受到的浮力为10N； （2）物体A的密度为0.6×103kg/m3 ； （3）阀门关闭时，水箱底部受到的压强为1.3×103Pa 。 9． 【详解】解：这个气球在地面附近受到的浮力是 答：这个气球在地面附近受到的浮力是7998N。 10．（1）7.5N；（2）750Pa；（3）2.5N 【详解】解：（1）木块的体积 V=a3=(0.1m)3=0.001m3 木块排开水的体积 木块受到的浮力 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×7.5×10-4m3=7.5N （2）木块底部距离水面的高度 木块底部受到水的压强 p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.075m=750Pa （3）若要将木块全部浸没在水中，则增大的排开水的体积 V排′=V-V排=0.001m3-7.5×10-4m3=2.5×10-4m3 至少要向下加的压力 F=F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.5×10-4m3=2.5N 答：（1）木块静止时，受到水的浮力是7.5N； （2）木块静止时，木块底部受到水的压强是750Pa； （3）若要将木块全部浸没在水中，则至少要向下加多大的压力为2.5N。 11．（1）6N；（2）6.12N；（3）1.02g/cm3 【详解】解：（1）由阿基米德原理可知，物体在水中所受的浮力等于排开液体的重力 （2）物体在盐水中处于悬浮状态，所以物体在盐水中受到的浮力 （3）因物体沉入底部，所以溢出水的体积和自身的体积相等，由可得，物体的体积 因物体悬浮时液体的密度和物体的密度相等，所以盐水的密度 答：（1）物体在水中所受的浮力为6N； （2）物体在盐水中受到的浮力为6.12N； （3）物体悬浮时食盐水的密度为1.02g/cm3。 12．(1) (2)9N (3)400Pa 【详解】（1）根据可得，实心正方体A的密度为 （2）由（1）可知，A的密度小于水的密度，将实心正方体A放入图（a）的水中后，实心正方体A将漂浮在水面上，根据物体的浮沉条件可得，正方体A所受的浮力等于其自身的重力，所以A所受的浮力为 （3）A未放入水中前，容器中的水的体积为 此时水深为 将实心正方体A放入图（a）的水中后，由于A漂浮，根据阿基米德原理可得，A排开水的体积为 且实心正方体A的底面积为 假设把A放入水中后水没有溢出，此时水面上升的高度为 由于 所以，容器内的水会溢出，最终水面上升的高度为 水对容器底部的压强变化了 13．（1）2.2×105N；（2）7×107Pa；（3）47.8m3 【详解】解：（1）“蛟龙号”空载漂浮在水面，根据物体的浮沉条件可得潜艇受到浮力为 F浮＝G空载＝m空载g＝2.2×104kg×10N/kg＝2.2×105N （2）“蛟龙号”下潜到7km深时，受到海水的压强为 p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m＝7×107Pa （3）“蛟龙号”某次满载时下沉时受到的浮力为 F浮′＝G排＝ρ海水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×70m3＝7×105N 满载总重力为 G满＝m满g＝（2.2×104kg+200kg）×10N/kg＝2.22×105N 则注入海水的重力为 G注水＝F浮′﹣G满＝7×105N﹣2.22×105N＝4.78×105N 则注入水的体积为 答：（1）“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为2.2×105N； （2）“蛟龙号”下潜到7km深时，受到海水的压强为7×107Pa； （3）若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入47.8m3的海水。 14．（1）2×104Pa；（2）1.2×107N 【详解】解：（1）离水面2m处受到海水的压强为 p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×2m＝2×104Pa （2）福船漂浮在水中，浮力等于重力，即 F浮＝G排＝m排g＝1200t×10N/kg＝1200×103kg×10N/kg＝1.2×107N 答：（1）船体某处离水面2m，该处受到海水的压强是2×104Pa； （2）该福船满载时受到的浮力是1.2×107N。 15．（1）1.3×109N；（2）5.15×104Pa；（3）随着气温的降低，海水的温度也降低，其密度升高，此时“国信1号”吃水深度变小 【详解】解：（1）满载时工船所受的浮力为 （2）海面下5m深处海水的压强为 （3）若满载的“国信1号”始终漂浮在水面，受到浮力等于自身的重力，重力不变，受到的浮力不变，随着气温的降低，海水的温度也降低，其密度升高，由F浮＝ρ液gV排可知排开海水的体积变小，吃水深度变小。 答：（1）“国信1号”满载时受到的浮力是1.3×109N； （2）“国信1号”船底在海水中深度5m处受到的海水压强是5.15×104Pa； （3）随着气温的降低，海水的温度也降低，其密度升高，此时“国信1号”吃水深度变小。 16．（1）0.8g/cm3；（2）沉底 【详解】解：（1）物块质量 ，体积 ，由密度公式可得，物块密度为 （2）那么倒入水的体积为 水的深度为 圆柱体高为 圆柱体所受浮力为 圆柱体所受重力为 G=mg=40g×10N/kg=0.04kg×10N/kg=0.4N 即 G＞F浮 所以物块沉底 答：（1）物块的密度为0.8g/cm3。 （2）物块是沉底的。 17．（1）10N；（2）2N；（3） 【详解】解：（1）木块上表面刚好与水面相平，则木块恰好浸没，则木块排开水的体积为 则木块受的浮力为 （2）若从阀门放出的水后，则放出水的体积为 则水面下降的高度为 则排开水的体积为 则此时木块受的浮力为 木块的重力为 则细绳的拉力为 （3）将细绳剪断后，木块最终漂浮，受到的浮力为 则此时排开水的体积为 所以将细绳剪断后减少的为 则水位又下降的高度为 所以将细绳剪断后最终水位为 则放水后将细绳剪断，水对容器底的压强为 答：（1）木块受的浮力为10N； （2）若从阀门放出的水后，细绳的拉力为2N； （3）若在上一问放水后将细绳剪断，水对容器底的压强为。 18．（1）2N；（2）；（3）4N 【详解】解：（1）橡皮泥块受到的浮力为 （2）容器中水的深度为 水对容器底的强为 （3）如果把这块橡皮泥捏成一只小船，浮在水面，小船所受的浮力为 答：（1）橡皮泥块受到的浮力为2N； （2）水对容器底部的压强为； （3）如果把这块橡皮泥捏成一只小船，浮在水面，小船所受的浮力是为4N。 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 $$