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，有一个轻质的柱形容器放在水平桌面上，底面积为，容器内放一个棱长为10cm、质量为0.6kg的正方体木块（木块不吸水，容器壁厚不计，g取10N/kg，）。求： （1）木块的密度； （2）若缓缓地向容器中注入水，至少需要加多少kg水，才能使木块对容器底的压强恰好为零； （3）当木块对容器底的压强为零时，求此时柱形容器对水平桌面的压强。 2．“海斗”号自主遥控水下机器人，简称“海斗号”是我国首台突破一万米下潜深度的水下机器人和潜水器，重为4.6×103N，体积为0.4m3，现用钢绳将“海斗号”缓慢放入海水中浸没并匀速下降。（海水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）。求： （1）浸没时“海斗”号无人潜水器受到的浮力是多大？ （2）浸没时钢丝绳的拉力是多大？ （3）当“海斗”号下潜到10000m深度时，受到的海水压强为多少？潜水器上有一面积为0.05m2的钢化玻璃窗口，窗口受到海水的压力为多大？    3．如图所示，有报道，某男子仅凭借一根不经任何加工的毛竹横渡富春江。已知人与手上物体的总质量为80kg（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）： (1)该男子对毛竹的压力； (2)若他两只脚站在毛竹上的受力面积是400cm2，求他对毛竹的压强； (3)若他所用的一根毛竹质量为210kg，体积为0.3m3，则他能否实现水上漂行? 4．如图所示是一个重力不计的平底饮料杯放在水平桌面上，内盛重为3N的水，水的深度为0.1米，杯内、外底面积均为0.002m2，求：（g＝9.8N/kg） （1）水对杯底的压强； （2）杯对桌面的压强； （3）现将重为0.2N的小木块轻轻地放入水中，则杯对桌面压强变化的范围为多少帕。 5．如图甲所示，一个实心圆柱体金属块在细绳竖直向上的拉力的作用下，从水面下一定深度开始竖直向上以0.1m/s的速度匀速直线运动，上升到离水面一定的高度处（假设水面不动）。图乙是绳子的拉力F随时间t变化的图像，水的密度为，g取10N/kg。问： （1）金属块受到的重力是多少？ （2）浸没在水中时金属块受到的浮力大小是多少？ （3）金属块的密度为多少？ 6．如图所示，在底面积为、高为的轻质圆柱形容器中有A、B两个实心正方体，它们的边长均为10cm，A、B的密度之比为1∶8。体积不计的轻质弹簧只能在竖直方向发生压缩或拉伸形变，它将A与B连接起来构成一个连接体，此时弹簧的压缩形变量为。已知弹簧原长为，弹簧每受的力，长度变化。求： （1）A的重力； （2）缓慢地往容器中加水，当弹簧恢复原长时，水对容器底的压强； （3）继续加水直到加满时停止，此时容器对地面的压强。 7．如图甲，有一体积、质量忽略不计的弹簧，其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。正方体边长为0.1m，弹簧没有发生形变时的长度为10cm，弹簧受到拉力后，伸长的长度△L与拉力F的关系如图乙。向容器中加水，直到物体上表面与液面相平，此时水深24cm。求： （1）物体受到水的浮力； （2）木块的重力； （3）打开出水口，缓慢放水，当弹簧处于没有发生形变的状态时，关闭出水口。求放水前后水对容器底部压强的变化量。 8．如图甲所示，一个盛有水、底面积为100cm2的圆柱形容器放在水平面上，现用细绳（足够长）系住一圆柱形金属块以0.01m/s的速度匀速落入其水中，图乙是细绳的拉力F随时间变化的图像，从t＝0时刻开始到金属块刚好接触容器底部且水未溢出，若忽略水的阻力、绳重，取g＝10N/kg，。求： （1）金属块完全浸没时受到的浮力； （2）金属块的密度； （3）在金属块下落的整个过程中，水对容器底部的最大压强。 9．如图甲所示，在底面积为10﹣2m2的容器中有一重物，现利用弹簧测力计将其拉出水面，弹簧测力计的示数F随时间变化的图象如图乙所示，根据图象信息，ρ水＝1.0×103kg/m3，求： （1）物体被拉出水面之前受到的浮力； （2）物体的密度； （3）物体被拉出水面后，由于水面降低，容器底受到水的压强减小了多少。 10．4月23日是中国海军节，中国核潜艇是中国海军核潜艇部队的主力装备。如图甲是目前我国最先进的核潜艇093攻击型核潜艇，采用双壳体结构，该艇水面航速18节，水下航速25节，体积为6800m3，最大下潜深度约400米，若093攻击型核潜艇在某段航行中牵引力与速度的关系如图乙所示，海水密度近似1.0×103kg/m3。g取10N/kg求： （1）093攻击型核潜艇到达最大下潜深度时，潜艇的顶部观察窗受到的液体压强； （2）若潜艇观察窗面积约200cm2，则在达到最大下潜深度时，窗体受到海水的压力； （3）由乙图计算，093攻击型核潜艇以12m/s沿水平方向匀速潜行时，受到阻力大小。 （4）093攻击型核潜艇在海面以下受到浮力的大小。 11．我国自主研制的蛟龙号载人潜水器潜入7km级的深海中，敲开了神秘“龙宫”的大门，如图所示。海水密度取ρ=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求： （1）蛟龙号下潜到500m深处所受海水的压强； （2）此时海水对蛟龙号外表面0.2m2面积上产生的压力； （3）蛟龙号完成下潜任务后，逐渐浮出水面，当排开水的质量2×106kg时，它所受海水的浮力。 12．据报道，我国新型核潜艇096（如图所示）正在研发中，很可能将会在2021年左右亮相。096型核潜艇将成为保卫国家安全的又一利器。它的部分性能参数如下：水下排水量16000t，水下巡航速度32节，最大潜深600m。（g取10N/kg，ρ海水=1.0×103kg/m3）求： （1）096型核潜艇在深海中航行时受到的浮力及排开海水的体积。 （2）096型核潜艇下潜到500m深度时受到海水的压强和核潜艇上一个面积为400cm2的观察窗口受到海水的压力。 13．一个底面积为200cm2，高为14cm的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上，容器质量为3kg，内盛有10cm深的水，如图a所示。另有一个密度为2×103kg/m3，体积为1×10-3m的实心正方体A，如图b所示。将正方体A轻轻地放入容器中静止后，求： （1）正方体A受到的浮力大小； （2）水对容器底部的压强大小； （3）容器对桌面的压力大小。 14．在今年我市的实验操作技能考试中，某同学的实验过程如图所示：他先将重1N ，底面积为100cm2的溢水杯装满6N的某种液体，再把一个物块悬挂在弹簧测力计的挂钩上，物块在空气中时弹簧测力计的示数是1.5N，把物块浸没在溢水杯中的液体中时弹簧测力计的示数是0.9N，同时用空小桶收集排开的液体，已知物块的密度为3×103kg / m3， g取10N/ kg ，求： （1）物块浸入液体前，溢水杯对桌面的压强； （2）小桶收集到的液体的质量； （3）液体的密度。 15．将一块质量为60g、体积为100cm3的物块浸没在水中后放手，求物体静止时： （1）物体受到的浮力是多少？ （2）物体排开水的体积是多少？（g=10N/kg） 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）木块的密度 （2）当木块与容器底的压强恰好为零时 木块排开水的体积 木块浸入水中的深度 注入水的体积 注入水的质量 （3）当木块对容器底的压强为零时，柱形容器的总质量 此时柱形容器对水平桌面的压强 答：（1）木块的密度； （2）若缓缓地向容器中注入水，至少需要加1.2kg水，才能使木块对容器底的压强恰好为零； （3）当木块对容器底的压强为零时，求此时柱形容器对水平桌面的压强。 2．（1）4×103N；（2）600N；（3）108Pa ，5×106N 【详解】解：（1）浸没时“海斗”号排开的水的体积为 此时“海斗”号无人潜水器受到的浮力是 （2）浸没时钢丝绳的拉力是 （3）当“海斗”号下潜到10000m深度时，受到的海水压强为 由得，窗口受到海水的压力为 答：（1）浸没时“海斗”号无人潜水器受到的浮力是4×103N； （2）浸没时钢丝绳的拉力是600N； （3）当“海斗”号下潜到10000m深度时，受到的海水压强为108Pa；潜水器上有一面积为0.05m2的钢化玻璃窗口，窗口受到海水的压力为5×106N。 3．(1)800N (2)2×104Pa (3)见解析 【详解】（1）男子对毛竹的压力 （2）男子对毛竹的压强 （3）竹子刚好浸没时所受浮力最大，为 人、物体和竹子的总重力为 因为F浮>G总，所以他能实现水上漂行。 4．（1）980Pa；（2）1500Pa；（3）0~100Pa 【详解】解：（1）水对杯底的压强 （2）由于平底饮料杯的重力不计，则杯子对桌面的压力 杯对桌面的压强 （3）如果杯子装满水，放入木块后飘浮，水会溢出，由阿基米德原理知，加入木块的重力和排出水的重力相等，杯子对桌面的压力和受力面积不变，压强不变；如果杯子未装满水，放入木块后水未溢出，则杯子对桌面的压力最大增大 杯子对桌面压强增大的最大值 所以将重为0.2牛的小木块轻轻地放入水中，则杯对桌面压强变化的范围为0~100Pa； 答：（1）水对杯底的压强为980Pa； （2）杯对桌面的压强为1500Pa； （3）杯对桌面压强变化的范围为0~100Pa。 5．（1）30N；（2）10N；（3）3×103kg/m3 【详解】解：（1）由图可知，AB段拉力不变，表明浮力不变，物体完全在水下，BC段拉力变大，表明浮力变小，物体逐渐露出水面，CD段拉力不变，表明物体完全露出水面。CD段物体完全露出水面，拉力等于物体的重力，所以金属块的重力为30N。 （2）AB段拉力不变，物体完全在水下，根据称重法，浸没在水中时金属块受到的浮力为 F浮=G-F拉=30N-20N=10N （3）金属块的质量为 浸没时，物体的体积等于排开水的体积，故金属块的体积为 金属块的密度为 答：（1）金属块受到的重力是30N； （2）浸没在水中时金属块受到的浮力大小是10N； （3）金属块的密度为3×103kg/m3。 6．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）由题意知，初始状态下，弹簧的压缩形变量为1cm，故弹簧弹力为2N，A受重力和弹力处于静止状态，则的重力为 （2）当弹簧恢复原长时，则A对弹簧的力为0，即A受到的重力与浮力平衡，此时处于漂浮状态，则受的浮力为 排开水的体积为 浸入水中的深度为 则此时的水深为 水对容器底部的压强为 （3）与B的重力之比为 则B的重力为 设加满水时，弹簧在原长的基础上伸长了，则弹簧的弹力为 此时保持静止，则有 代入数据可得 解得：，则A浸在水中的深度为 此时容器中水的体积为 水的重力为 容器对地面的压强为 答：（1）A的重力为2N； （2）缓慢地往容器中加水，当弹簧恢复原长时，水对容器底的压强为2200Pa； （3）继续加水直到加满时停止，此时容器对地面的压强为2700Pa。 7．（1）10N；（2）6N；（3）800Pa 【详解】解：（1）容器内加水至物体上表面与液面相平时物体完全浸没在水中，则排开的水的体积等于物体的体积，排开的水的体积为 则物体受到的浮力大小为 F浮=ρgV排=1.0103kg/m310N/kg10-3m3=10N （2）物体完全浸没时，弹簧的形变量为 由乙图可知弹簧拉力大小为F=4N，此时物体受到向下的重力，弹簧拉力和向上的浮力，满足 F浮=G物+F 可知物体的重力大小为 G物=F浮-F=10N-4N=6N （3）弹簧处于自由状态时物体漂浮在水面上，此时浮力大小为F浮'，则 F浮'=G物=6N 此时物体排开的水的体积为 物体浸入水中的深度为 弹簧原长l0=10cm，此时容器中水的深度为 h2=l0+h1=10cm+6cm=16cm 两种状态下容器中水的深度的变化量为 则压强的变化量为 ∆p=ρg∆h=1.0103kg/m310N/kg0.08m=800Pa 答：（1）物体受到水的浮力大小为10N； （2）木块的重力为6N； （3）放水前后水对容器底部压强的变化量为800Pa。 8．（1）5N；（2）2.8×103kg/m3；（3）1.3×103pa 【详解】解：（1）由图像可知，金属块在空气中的重力为 由称重法可知，金属块完全浸没时受到的浮力为 （2）金属块浸没在水中时排开水的体积等于金属块的体积，金属块的体积为 金属块的质量为 由可知，金属块的密度为 （3）金属块从水面落到容器底的时间为 放金属块前水的深度为 放金属块后水面上升的高度为 金属块完全浸没后水最深，水对容器底部的压强最大，水对容器底部的最大压强为 答：（1）金属块完全浸没时受到的浮力为5N； （2）金属块的密度为2.8×103kg/m3； （3）在金属块下落的整个过程中，水对容器底部的最大压强为1.3×103pa。 9．（1）30N；（2）2×103kg/m3；（3）3000Pa 【详解】解：（1）由图乙知，物体浸没在水中时弹簧测力计的示数F1＝30N，物体露出水面后弹簧测力计的拉力F2＝60N，则物体的重力G＝F2＝60N，物体被拉出水面之前受到的浮力 （2）因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以由F浮＝ρ液gV排可得，物体的体积 由G＝mg可得，物体的质量 则物体的密度 （3）物体被拉出水面后，水面下降的高度 容器底受到水的压强减小量 答：（1）物体被拉出水面之前受到的浮力为30N； （2）物体的密度为2×103kg/m3； （3）物体被拉出水面后，容器底受到水的压强减小了3000Pa。 10．（1）4×106Pa；（2）8×104N；（3）1×106N；（4）6.8×107N 【详解】解：（1）093攻击型核潜艇在最大下潜深度时受到的压强 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×400m=4×106Pa （2）已知潜艇观察窗面积 S=200cm2=0.02m2 由可得，观察窗受到海水的压力 F压=Ps=4×106Pa×0.02m2=8×104N （3）由图像可知，093攻击型核潜艇以12m/s潜行时，F牵=1×106N，根据二力平衡可知，潜艇匀速直线行驶时 f=F牵=1×106N （4）完全浸没状态时，潜艇排开水的体积 V排=V艇=6800m3 根据F浮=ρ液gV排可知，潜艇在海面下受到浮力 F浮=ρ海水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6800m3=6.8×107N 答：（1）潜艇的顶部观察窗受到的液体压强为4×106Pa； （2）在其达到最大下潜深度时，窗体受到海水的压力为8×104N； （3）093攻击型核潜艇以12m/s潜行时，受到的阻力为1×106N。 （4）093攻击型核潜艇在海面以下受到浮力的大小为6.8×107N。 11．（1）5×106Pa；（2）1×106N；（3）2×107N 【详解】解：（1）蛟龙号受到海水的压强为 （2）由可得，海水对蛟龙号外表面0.2m2面积上产生的压力为 （3）当排开水的质量2×106kg时，根据阿基米德原理可得，蛟龙号所受海水的浮力为 答：（1）蛟龙号下潜到500m深处所受海水的压强为5×106Pa； （2）此时海水对蛟龙号外表面0.2m2面积上产生的压力为1×106N； （3）蛟龙号完成下潜任务后，逐渐浮出水面，当排开水的质量2×106kg时，所受海水的浮力2×107N。 12．（1）1.6×108N，1.6×104m3；（2）5×106Pa，2×105N 【详解】解：（1）潜艇排开水的质量 m=16000t=1.6107kg 由阿基米德原理可知，潜艇受到的浮力等于排开的海水所受的重力 F浮=G水=mg=1.6107kg10N/kg=1.6108N 由可知排开的海水的体积为      （2）潜艇深度h=500m，潜艇受到的压强为     P=海水gh=1.0103kg/m310N/kg500m=5106Pa 窗口面积为 S=400cm2=0.04m2 由可得潜艇窗口受到的压力为 F=pS=5106Pa0.04m2=2105N 答：（1）潜艇受到的浮力为1.6×108N，及排开海水的体积为1.6×104m3； （2）潜艇受到的压强为5×106Pa，窗口受到的压力为2×105N 13．（1）10N；（2）1400Pa；（3）68N 【详解】解：（1）由题意可知，正方体A的密度大于水的密度，故将正方体放入容器后，会浸没在水中，故由题意可知，正方体A排开水的体积为 V排=VA=1×10-3m3 故由阿基米德原理可得，正方体A受到的浮力大小为 F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N （2）将正方体放入容器后，排开水的体积为V排=1×10-3m3，故水面高度的增加量为 此时容器中水的深度应为 h=h0+Δh=0.1m+0.05m=0.15m 由题意可知，容器的高度为 h高=14cm=0.14m<0.15m 故可知此时将有水溢出，溢出的水的体积为 V溢=S容(h-h高)=200cm2×(15cm-14cm)=200cm3=2×10-4m3 可知此时水的深度等于容器的高度，即 h水=h高=0.14m 故由p=ρgh可得，此时水对容器底部的压强大小为 p=ρgh水=1×103kg/m3×10N/kg×0.14m=1400Pa （3）由受力分析可知，此时容器对桌面的压力F等于容器、剩余的水与正方体A的重力之和，由题意可知，原来水的体积为 V水=S容h水=200cm2×10cm=2000cm3=2×10-3m3 故剩余水的体积为 V剩=V水-V溢=2×10-3m3-2×10-4m3=1.8×10-3m3 故由可得，剩余水的质量为 m剩=ρ水V剩=1×103kg/m3×1.8×10-3m3=1.8kg 正方体A的质量为 mA=ρAVA=2×103kg/m3×1×10-3m3=2kg 故可得容器对桌面的压力为 F=G总=m总g=(3kg+1.8kg+2kg)×10N/kg=68N 答：（1）正方体A受到的浮力大小为10N； （2）水对容器底部的压强大小为1400Pa； （3）容器对桌面的压力大小为68N。 14．（1）700Pa；（2）0.06 kg；（3）1.2×103 kg/m3 【详解】解：（1）他先将重1N ，底面积为100cm2的溢水杯装满6N的某种液体，则溢水杯对桌面的压力 F=G1+G2=1N+6N=7N 溢水杯对桌面的压强 （2）物块在空气中时弹簧测力计的示数是1.5N，把物块浸没在溢水杯中的液体中时弹簧测力计的示数是0.9N，则物块浸没在溢水杯中的液体受到的浮力为 F浮=G物-F示=1.5N-0.9N=0.6N 根据阿基米德原理，排开液体的重力为 G=mg=0.6N 排开液体的质量即小桶收集到的液体的质量为 （3）物块的重力为1.5N，物块的密度为3×103kg / m3，根据密度公式，物块的体积为 即排开液体的体积，故液体的密度 答：（1）物块浸入液体前，溢水杯对桌面的压强为700Pa； （2）小桶收集到的液体的质量为0.06 kg； （3）液体的密度为1.2×103 kg/m3。 15．（1）0.6N；（2）60cm3 【详解】解：（1）物体完全浸没时受到的浮力 F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3=1N 物体的重力 G=mg=60×10-3kg×10N/kg=0.6N 因为G＜F浮，所以物体上浮，物体静止时漂浮在水面上，此时物体受到的浮力 F浮′=G=0.6N由F浮=ρ水gV排可得，物体排开水的体积 答：（1）物体受到的浮力是0.6N； （2）物体排开的水的体积是60cm3。 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 $$