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．如图所示，将一个体积为、重6N的木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器的底部。当容器中倒入足够的水使木块被浸没时，水的深度为30cm。求：（g取10N/kg） （1）水对容器底部的压强； （2）木块浸没在水中受到的浮力； （3）剪断细线后，木块处于静止时露出水面的体积多大。 2．在物理课外拓展活动中，力学兴趣小组的同学进行了如图甲的探究。用细线P将A、B两个不吸水的长方体连接起来，再用细线Q将A、B两物体悬挂放入水平桌面上的圆柱形容器中，初始时B物体对容器底的压力恰好为零。从t=0时开始向容器内匀速注水（水始终未溢出），细线Q的拉力FQ随时间t的变化关系如图乙所示。已知A、B两物体的底面积SA=SB=S0，A、B的密度均大于水的密度，细线P、Q不可伸长，细线P的长度是B高度的倍，水的密度用ρ水表示。求： （1）t=t1时，B物体受到水的浮力； （2）每秒向容器内注入水的体积； （3）当FQ=1.5F1时，水对容器底部的压力。 3．伟大的中华民族正在走向复兴，人民海军走向深蓝。中国完全自主研制的055大型驱逐舰（如图所示）是中国第一款排水量超过万吨的主力驱逐舰，舰长183m、宽23m，满载时吃水深度为8m，排水量可达13500t。（g取，海水密度取） （1）求055驱逐舰满载时所受的浮力 ； （2）在水中航行时，驱逐舰上0.01m2的面积在水面下2m深，受到多大的水的压力 ？ （3）若一架总质量为15t的直升机为了执行侦察任务飞离驱逐舰，驱逐舰会 （选填“浮起”或“沉下”）一些，求055驱逐舰浸在水里的体积减小了多少 ？ 4．小明想测一测家中空食品盒在水中漂浮时的装载质量。她将一个高为10cm、底面积为、重为3N的圆柱形平底空食品盒放入装水的桶中，桶中水足够深，食品盒下表面始终与水面平行，如图所示。求： （1）桶中水面下8cm深处水的压强； （2）空食品盒放入水中后排开水的体积； （3）食品盒在水中漂浮时能够装载的最大质量。 5．一质量为600g，密度为的正方体木块用细线系在装满水的容器中，如图所示。求： （1）木块所受的浮力大小是多少？ （2）将细线剪断后，木块静止时，木块的浮力大小是多少？    6．如图甲所示，盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上静止，现用一根轻质细绳（绳的粗细和重力均不计），将一圆柱体物体M挂在弹簧测力计下，让M从水面上方沿竖直方向缓慢浸入水中（水始终未溢出，且M未接触容器底），弹簧测力计示数F的大小随圆柱体的下表面浸入水中深度之间的关系如图乙所示。（不考虑水的阻力）求： （1）物块完全浸没在水中时受到的浮力； （2）物块的体积； （3）物块的密度。 7．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，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）。 （1）求150m深处水的压强； （2）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； （3）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。 8．现有一个用超薄材料制成的圆柱形容器，它的下端封闭，上端开口，底面积S=200cm2，高度h=20cm，如图甲所示；另有一个实心匀质圆柱体，密度ρ=0.8×103kg/m3，底面积S1=120cm2，高度与容器高相同，如图乙所示（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。 （1）将圆柱体竖直放在圆柱形容器内，求圆柱体对容器底部的压强是多少？ （2）向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零，求此时水对容器底部的压强和所注的水重各是多少？ 9．水平地面上有底面积为300cm2，不计质量的薄壁盛水容器，内有质量为400g，边长为10cm，质量分布均匀的正方体物块A通过一根长10cm的细线与容器底部相连，此时水面距容器底30cm，如图所示。求： （1）物体A的密度； （2）此时水对容器底部的压力； （3）绳子受到的拉力； （4）容器对水平地面的压强； （5）剪断绳子，待物块静止后水对容器底的压强变化了多少？ 10．在研究物体的浮沉条件时，一实验小组将一质量为54g的橡皮泥放入盛水的水槽中，橡皮泥下沉。老师请大家思考能否让橡皮泥漂浮在水面上呢？他们经过思考后将橡皮泥捏成了如图所示的厚度均匀的半球状“小碗”，将碗口朝上轻轻放在水面上，小碗漂浮。（，，半球的体积公式是，取3，，g取10N/kg） (1)求橡皮泥的体积； (2)求橡皮泥“小碗”漂浮在水面上受到的浮力； (3)橡皮泥“小碗”的厚度d为多少时能够让它漂浮在水面上？ 11．如图所示，一轻质弹簧（弹簧质量和体积忽略不计），其两端分别固定在圆柱形容器底部和正方体物块上。已知物块的边长为10cm，向容器中加水，直到物块上表面与水面相平，此时水深26cm，弹簧对物块的拉力为4N（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）。求： （1）容器底部受到水的压强； （2）该物块受到水的浮力； （3）该物块的密度。    12．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。 13．如图是一款戴在手腕上的救生手环。人一旦淹没到水里发生危险时，开启阀门，会弹出一个体积约为4dm3的气囊。一个人的质量为51 kg。计算并说明：（ρ水＝1.0×103 kg/m3，ρ人＝1.02×103 kg/m3，g＝10N/kg，手环重忽略不计） （1）该人的体积多大？重是多少牛？ （2）该人和气囊淹没在水中时，受到总的浮力多大？ （3）气囊能否帮助该人浮出水面？ 14．如图所示，将一个挂在弹簧测力计上的物体A完全浸入盛满水的容器中（未碰到容器底及侧壁），溢出了0.24kg的水，弹簧测力计的示数是1.2N。（g＝10N/kg）求：    (1)物体受到的浮力； (2)物体的体积； (3)物体的重力； (4)物体的密度。 15．庆祝中国人民海军成立70周年的海上阅兵活动在青岛附近海空域举行，中国首艘国产航母辽宁号也参与了阅兵（取g=10N/kg，ρ海水=1.0×103kg/m3）。计算： （1）航母满载排水量约7×104t，那么它满载时受到的浮力是多少? （2）水面下4m处海水产生的压强是多少? 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）10N；（3） 【详解】解：（1）水对容器底部的压强 （2）木块浸没在水中时排开水的体积等于木块的体积，此时木块受到的浮力 （3）因为木块受到的浮力大于木块的重力，所以剪断细线后，木块将上浮，静止时漂浮在水面上，受到浮力 木块浸入水中的体积 则其露出水面的体积 答：（1）水对容器底部的压强为； （2）木块浸没在水中受到的浮力为10N； （3）剪断细线后，木块处于静止时露出水面的体积为。 2．（1）F1；（2）；（3）8.5F1 【详解】解：（1）根据图乙可知，t=t1时，B物体完全浸没，根据称重法，B物体受到水的浮力 F浮=3F1-2F1=F1 （2）在浸没的情况下，物体B的体积等于排开液体的体积，即B的体积为 B的高度为 0-t1，B排开液体体积增大，所受浮力增大，但B始终接触容器底部，设容器底面积为S，这段时间注水的体积为 t1-t3，注入水的体积 联合两个式子可得 解得S=3SB；注水速度为 （3）当FQ=1.5F1时，根据称重法得到 F浮总=F1-FQ′ 即 F浮总=3F1-1.5F1=1.5F1 此时A和B排开水的总体积为 物体A和B浸入水中的总深度为 B始终沉底，则此时水的深度 水对容器底部的压强为 水对容器底部的压力为 答：（1）t=t1时，B物体受到水的浮力为F1； （2）每秒向容器内注入水的体积为； （3）当FQ=1.5F1时，水对容器底部的压力为8.5F1。 3． 200N 浮起 15m3 【详解】解：（1）驱逐舰满载时所受的浮力 （2）在水中航行时，驱逐舰上的面积在水面下深，受到水的压强 受到水的压力 （3）因为直升机飞离驱逐舰前后驱逐舰始终漂浮，受到的浮力和自身的重力相等，若一架总质量为的直升机为了执行侦察任务飞离驱逐舰，根据可知驱逐舰所受浮力变小，根据可知驱逐舰排开海水的体积 变小，会上浮一些；直升机飞离驱逐舰后所受浮力的减少量 △ 由可得055驱逐舰浸在水里的体积减少了 △ 答：（1）055驱逐舰满载时所受的浮力为； （2）在水中航行时，驱逐舰上的面积在水面下深，受到多大的水的压力为； （3）浮起；055驱逐舰浸在水里的体积减少了。 4．（1）800Pa；（2）3×10-4m3；（3）2.7kg 【详解】解：（1）桶中水面下8cm深处水的压强 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa （2）根据物体的浮沉条件可知，空食品盒漂浮在水中时受到的浮力 F浮=G=3N 空食品盒放入水中后排开水的体积 （3）当食品盒的上表面刚好与水面相平时，食品盒受到的浮力最大，此时食品盒排开水的体积 V排′=Sh′=300cm2×10cm=3000cm3=0.003m3 食品盒受到的最大浮力 F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.003m3=30N 根据物体的漂浮条件可知，此时食品盒和装置物体的最大总重力 G总大=F浮′=30N 食品盒能够装载的最大重力 G大=G总大-G=30N-3N=27N 装置物体的最大质量 答：（1）桶中水面下8cm深处水的压强是800Pa； （2）空食品盒放入水中后排开水的体积是3×10-4m3； （3）食品盒在水中漂浮时能够装载的最大质量是2.7kg。 5．（1）10N；（2）6N 【详解】解：（1）木块的体积为 木块浸没时，排开水的体积等于自身的体积，此时水对它的浮力为 （2）剪断细线后，因为木块的密度小于水的密度，故最后木块要漂浮在水面上，此时它受到的浮力等于它的重力，为 答：（1）此时水对木块的浮力为10N； （2）木块静止后，受到的浮力为6N。 6．（1）8N；（2）8×10-4m3；（3）3×103kg/m3 【详解】解：（1）由图像可知，弹簧测力计的最大示数，此时物块未浸入水中，则物块重力 物块浸没在水中时弹簧测力计的示数，则物块完全浸没在水中受到的浮力 （2）由得，物块的体积 （3）物块的质量 物块的密度 答：（1）物块浸没在水中受到的浮力为8N； （2）实心物块的体积是8×10-4m3； （3）实心物块的密度为3×103kg/m3。 7．（1）；（2）；（3）在F推调到30N的情况下，还可以将水舱中水排空，并用一个浮块，即可让机器人抓住物体上浮 【详解】解：（1）150m深处水的压强 （2）该机器人水舱未充水时的重力为 水舱充满水，水的重力 浮力为 悬停时，根据二力平衡，所需推力 （3）物体重力 物体浮力 物体要上浮，需要的拉力 将水舱排空，机器人可产生拉力 当F推调为30N时，则还需要的升力由浮块提供，为 每个浮块重力 每个浮块浮力 每个浮块可产生升力为 因此，在F推调到30N的情况下，还可以将水舱中水排空，并用一个浮块，即可让机器人抓住物体上浮。 答：（1）150m深处水的压强是； （2）F推的大小为15N； （3）在F推调到30N的情况下，还可以将水舱中水排空，并用一个浮块，即可让机器人抓住物体上浮。 8．（1）1600Pa；（2）1600Pa，12.8N 【详解】解：（1）圆柱体对容器底部的压力 圆柱体对容器底部的压强 （2）向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零，圆柱体刚好处于漂浮状态，则 水的深度 此时水对容器底部产生的压强 所注水的体积 所注水的重力 答：（1）圆柱体对容器底部的压强是1600Pa； （2）向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零，此时水对容器底部的压强为1600Pa，所注的水重是12.8N。 9．（1）0.4×103kg/m3；（2）90N；（3）6N；（4）2800Pa；（5）200Pa 【详解】解：（1）物体A的体积为 VA＝LA3＝（10cm）3＝1000cm3＝1×10﹣3m3 物体A的密度为 （2）此时水对容器底部的压强为 p＝ρ水gh水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m＝3000Pa 由p可得，此时水对容器底部的压力为 F＝pS＝3000Pa×300×10﹣4m2＝90N （3）物体A的重力为 GA＝mAg＝0.4kg×10N/kg＝4N 物体A浸没在水中时，排开水的体积为 V排＝VA＝1×10﹣3m3 物体A浸没时受到的浮力 F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N 对物体A受力分析可知，受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、绳子的拉力，由力的平衡条件可得F浮＝GA+F拉，则绳子受到的拉力为 F拉＝F浮-GA＝10N-4N＝6N （4）容器内水的体积为 V水＝Sh水-VA＝300cm2×30cm-1000cm3＝8000cm3＝8×10﹣3m3 容器内水的质量为 m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×8×10﹣3m3＝8kg 因不计薄壁盛水柱形容器的质量，所以，容器对水平地面的压力： 容器对水平地面的压强为 （5）因ρA＜ρ水，所以，剪断绳子后，待物块静止后，物块漂浮，则 木块排开水的体积： 所以液面下降的深度为 则水对容器底的压强变化量为 答：（1）物体A的密度为0.4×103kg/m3； （2）此时水对容器底部的压力为90N； （3）绳子受到的拉力为6N； （4）容器对水平地面的压强为2800Pa； （5）剪断绳子，待物块静止后水对容器底的压强变化了200Pa。 10．(1)45cm3 (2)0.54N (3)1.35cm 【详解】（1）橡皮泥的体积为 （2）橡皮泥的质量为 G泥=m泥g=0.054kg×10N/kg=0.54N 橡皮泥“小碗”漂浮在水面上受到的浮力为 F浮=G泥=0.54N （3）由阿基米德原理可知，橡皮泥“小碗”恰好漂浮在水面上时排开水的体积为 “小碗”的外径至少为 “小碗”的容积（内部体积）为 V'=V排-V泥=54cm3-45cm3=9cm3 所以，“小碗”的内径 所以橡皮泥“小碗”的厚度应小于 d=R-R'=3cm-1.65cm=1.35cm 11．（1）2600Pa；（2）10N；（3）0.6×103kg/m3 【详解】解：（1）因为 h=26cm=0.26m 容器底部受到水的压强为 p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.26m=2600Pa （2）因为 L=10cm=0.1m 向容器中加水，直到物块上表面与水面相平，则物块浸没在水中受到的浮力为 F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N （3）因为物块处于静止状态，所以物块的重力为 G=F浮﹣F=10N﹣4N=6N 由 G=mg=ρVg 可知，物块的密度为 答：（1）容器底部受到水的压强为2600Pa； （2）该物块受到水的浮力为10N； （3）该物块的密度为0.6×103kg/m3。 12．（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。 13．（1）5×10－2 m3，510 N；（2）540 N；（3）能 【详解】解：（1）根据题意，人的质量是 人的密度 根据密度公式 得人的体积 根据重力和质量之间的关系 可得的人的重力 （2）据题意气囊体积为 人和气囊都浸没在水中时排开的体积为人和气囊体积之和 根据阿基米德原理，当人和气囊全部浸没在水中时收到的浮力 （3）根据（2）式分析当人和气囊全部浸没在水中时，浮力大于人的重力，即 故气囊可以帮助人浮出水面。 答：（1）该人的体积为5×10－2 m3；重是510 N； （2）该人和气囊受到的总浮力为540 N； （3）气囊能帮助该人浮出水面。 14．(1)2.4N (2)2.4×10-4m3 (3)3.6N (4)1.5×103kg/m3 【详解】（1）根据阿基米德原理可得，物体受到的浮力 F浮=G排=G溢出=m溢出g=0.24kg×10N/kg=2.4N （2）物体排开水的体积 因为此时物体浸没在水中，所以物体的体积 V=V排=2.4×10-4m3 （3）根据F浮=G-F′可得物体受到的重力 G=F浮+F′=2.4N+1.2N=3.6N （4）物体的密度 15．（1）7×108N；（2）4×104Pa 【详解】解：（1）航母满载时受到的浮力 F浮=G排=m排g=7×104×103kg×10N/kg=7×108N （2）水面下4m处海水产生的压强 p=ρ海水gh=1.0×103kg/kg×10N/kg×4m=4×104Pa 答：（1）它满载时受到的浮力是7×108N； （2）水面下4m处海水产生的压强是4×104Pa 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 $$