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2025年中考物理二轮复习提升训练:浮力计算题
一、计算题
1.一物体浸没在水中,排开水的体积为1×10-3米3求:此物体受到的浮力F浮。
2.排水量为5000t的轮船在长江中航行,轮船满载时,求:(g取10N/kg,江水的密度取1×103kg/m3)
(1)轮船受到的浮力。
(2)轮船排开江水的体积。
3.如图所示的潜水艇是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,已知某科研潜水艇总体积为,潜水艇的水舱未充水时排开水的体积为,水的密度为,若取,求:
(1)潜水艇水舱未充水时的重力;
(2)潜水艇刚好浸没在水中时,水舱内水的重力。
4.木块浸在水中,排开水的体积为1×103m3,求木块所受浮力F浮的大小。
5.先把密度为0.5×103kg/m3,质量为0.5kg的正方体木块放在水平地面上,如图甲所示,后来又把木块漂浮在水面上,如图乙所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求木块放在水平地面上时对地面的压强多大?
(2)求木块漂浮时,木块受到的浮力多大?
(3)求木块漂浮时,浸在水中的体积多大?
6.近年来我国驱逐舰、核潜艇、航空母舰等在海上一一亮相,护我领海,扬我国威。如图所示是我海军某型号战略导弹核潜艇漂浮在海面上的情境,它作为海下利器,对我国的国防安全有着重要的意义。该核潜艇的总质量为8×106kg,总体积为9×103m3,海水密度取1×103kg/m3。求:(g取10N/kg)
(1)核潜艇漂浮在海面上时所受的浮力;
(2)核潜艇潜入水下800m处,受到海水的压强;
(3)核潜艇通过什么途径实现下潜或上浮。
7.如图甲所示,均匀圆柱体A和薄壁圆柱形容器B置于水平地面上,容器B的底面积为2×10-2m2,其内部盛有0.2m深的水,g=10N/kg,ρ=1×103kg/m³。求:
(1)容器中水的重力;
(2)水对容器底部的压强;
(3)现将A浸没在容器B的水中(水未溢出),如图乙所示。水对容器底部压强的增加量为1000Pa,求水面上升的高度。
8.如图所示,一足够高的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器中装有适量的水。有一圆柱体A质量,体积,现将A沿竖直方向放入容器中,当A沉底时,A刚好浸没。求:
(1)A刚好浸没时受到的浮力为多少N?
(2)A对容器底部的压力为多少N?
9.浮式起重机又称起重船,它可以利用船体提供的浮力和船上的起重系统来完成起吊作业。如图甲是某起重船的图片,图乙是它的简化示意图。OB是起重臂,向上提升重物时,起重臂OB保持静止,通过固定在B点的绞车(图中未画出)回收钢缆,将重物吊起。(不计起重臂、绞车和钢缆的重力,不计摩擦,)
(1)某次模拟打捞作业时,密闭长方体实验模型底部嵌入海底淤泥中,顶部到海面的距离为100m。则海水对实验模型顶部的压强为多少Pa?
(2)该实验模型的长为5m,宽为4m,高为5m,总质量为600t。起吊前,先向船舱中注入适量的水,再将钢缆紧紧地连接到绞车上。接着逐渐排出船舱中的水并保持吃水深度不变,当钢缆刚好能拉动实验模型时,停止排水。问此时钢缆对实验模型的拉力为多少?
(3)为了使实验模型脱离淤泥,起重船至少需要向外排出多少的海水?
10.将一重为40N的木块放入水中,静止后木块露出水面的体积为2×10﹣3m3,求:
(1)木块受到的浮力为多少N?
(2)木块的体积多少m3?
11.如图所示,放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器底面积为,弹簧测力计的挂钩上挂着重为10N的物块,现将物块浸没水中,容器内水面由16cm上升到(取)。求:
(1)物块排开液体的重力;
(2)此时弹簧测力计的示数;
(3)此时液体对容器底的压力。
12.一个体积为1000 cm3实心正方体木块漂浮在水面上,如图甲所示,此时浸入水中的体积为600cm3,求:
(1)木块受到的浮力 ;
(2)木块的密度 ;
(3)在木块上放置一个铁块,物体仍然漂浮,且木块上表面刚好与水面相平,如图乙所示,求铁块的重量 .
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.市面上有一种防溺水手环,如图,将手环系在手臂上,紧急情况下打开手环,手环内气瓶的CO2会迅速充满气囊,最终使人漂浮于水面,气囊的最大充气体积为15L。小明质量为55kg,平均密度约为,水的密度ρ水=1.0×10³kg/m³,g取10N/kg,忽略手环体积和自重,问:
(1)小明浸没在水中时排开水的体积为多少?
(2)将气囊充入最多气体,小明将其完全压入水中静止后气囊受到的浮力是多少?
(3)当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四及以下时,人体是安全的。要确保安全,小明使用的气囊浸入水中的体积至少为多少?
15.中国人民解放军海军山东舰是中国首艘自主建造的国产航母,基于对前苏联库兹涅佐夫级航空母舰、中国辽宁号航空母舰的研究,由中国自行改进研发而成,是中国真正意义上的第一艘国产航空母舰。2019年12月17日,山东舰在海南三亚某军港交付海军。经中央军委批准,我国第一艘国产航母命名为“中国人民解放军海军山东舰”,舷号为“17”,山东舰在海南三亚某军港交付海军。我国的国产航母“山东号”于2017年4月26日正式下水,满载排水量为67000t,吃水深度约为10m(海面到舰底的距离),如图所示是航母训练时的图片,(ρ海水=1.0×103kg/m3),求:
(1)航母满载时的浮力为多大?
(2)舰底受到海水的压强为多大?
16.如图所示,一个实心正方体,体积为1.2×10﹣3m3,重24N,用细绳吊着浸入盛水的容器中,有的体积露出水面,此时容器中水面高度为30cm,求:
(1)物体受到的浮力;
(2)水对容器底部的压强;
(3)绳子的拉力;
(4)剪断绳子后,物体最终是沉在水底、悬浮在水中、还是漂浮在水面?
17.如图所示,将边长为0.1m的正方体木块放入水中,静止时木块有的体积露出水面(图甲);若将石块放到木块上方,静止时木块刚好全部浸入水中(图乙)。求:
(1)未放石块时木块受到的浮力?
(2)放上石块后水对木块下表面的压强?
18.一个质量为 0.1kg 的小铁块,挂在弹簧测力计的挂钩上,当小铁块浸没在水中静止时弹簧测力计的示数是 0.8N,如图所示,取 g=10N/kg,求:
(1)这个小铁块受到的重力大小;
(2)这个小铁块受到水的浮力大小。(画出此时小铁块的受力示意图)
19.将重2.2N的物块浸没在水中称量时,弹簧测力计的示数为1.2N,则物块受到的浮力为多少牛?物块的体积为多少立方米?
20.如图所示,薄壁圆柱形容器置于水平桌面上。容器的底面积为2×10-2米2,装有4千克水。
(1)求容器中水的体积V水;
(2)求容器底部受到水的压强p水;
(3)将一金属块放入容器的水中并完全浸没(水没有溢出),测得容器底部受到水的压强和容器对水平桌面的压强分别增加了392帕、980帕。求金属块的密度ρ金属。
试卷第1页,共3页
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《2025年中考物理二轮复习提升训练:浮力计算题》参考答案
1.9.8牛
【详解】由阿基米德定律可求所受浮力为
答:此物体受到的浮力为9.8N。
2.(1)5×107N;(2)5×103m3
【详解】(1)轮船漂浮在水上,故所受浮力等于自身重力,而排水量是指轮船工作时排开水的质量,则
F浮=G排=m排g=5×106kg×10N/kg=5×107N
(2)根据阿式米德原理
则轮船排开江水的体积为
答:(1)轮船受到的浮力为5×107N;
(2)轮船排开江水的体积为5×103m3。
3.(1);(2)
【详解】解:(1)水舱未充水时,潜水艇漂浮,根据物体漂浮条件可得
(2)完全浸没于水中,潜水艇所受浮力
所以根据物体漂浮条件可的
则水的重力
答:(1)潜水艇水舱未充水时的重力;
(2)潜水艇刚好浸没在水中时,水舱内水的重力。
4.9.8N
【详解】木块所受浮力F浮的大小
答:小球受到的浮力为9.8N。
5.(1)500Pa;(2)5N;(3)5×10﹣4m3
【详解】解:(1)木块的体积
正方体木块的边长
木块的底面积
木块的重力
木块放在水平地面上时对地面的压强
(2)木块漂浮时,木块受到的浮力
(3)木块漂浮时,浸在水中的体积
答:(1)木块放在水平地面上时对地面的压强为500Pa;
(2)木块漂浮时,木块受到的浮力为5N;
(3)木块漂浮时,浸在水中的体积为5×10﹣4m3。
6.(1);(2);(3)核潜艇改变自身重力来实现下潜成上浮
【详解】解:(1)核潜艇漂浮在海面上时所受的浮力等于自身重力,大小为
(2)潜入水下800m时,核潜艇受到海水的压强为
(3)核潜艇有储水仓,通过改变自身重力来实现下潜成上浮;要下潜时,将水仓中充满水,增大自身重力,使重力大于浮力,实现下潜;要上浮时,将水仓中的水排出,使浮力大于重力,实现上浮。
答:(1)核潜艇漂浮在海面上时所受的浮力;
(2)核潜艇潜入水下800m处,受到海水的压强;
(3)核潜艇改变自身重力来实现下潜成上浮。
7.(1)40N;(2)2×103Pa;(3)0.1m
【详解】解:(1)容器中水的体积
容器中水的重力
(2)水对容器底部的压强
(3)圆柱体A放入水中后,容器B中水面升高量
答:(1)容器中水的重力为40N;
(2)水对容器底部的压强为2×103Pa;
(3)水面上升的高度为0.1m。
8.(1)8N;(2)4N。
【详解】解:
(1)圆柱体A刚好浸没
根据,A物体受到的浮力为
(2)圆柱体A沉底,对物体进行受力分析,圆柱体A会受到向下的重力,向上的支持力,以及向上的浮力
圆柱体A受到容器底部的支持力,根据力的作用是相互的可知,同样的容器底部也会受到来自圆柱体A的压力,两个力大小相等,方向相反,所以A对容器底部的压力为
答:(1)A刚好浸没时受到的浮力为8N;
(2)A对容器底部的压力为4N。
9.(1);(2);(3)
【详解】解:(1)密闭长方体实验模型顶部到海面的距离为100m,则海水对实验模型顶部的压强为
(2)模型顶部的面积
受到海水的压力
模型总质量
则重力
当钢缆刚好能拉动实验模型时,模型受力平衡,由于模型陷入淤泥中,所以不受浮力作用,即钢缆对模型的拉力为
(3)由于起重船的船身稳定且吃水深度保持不变,则起重船受到浮力不变,则排出船舱中水的重力等于钢缆的拉力,所以
则
由密度公式可知,排开的水的体积为
答:(1)海水对实验模型顶部的压强为;
(2)此时钢缆对实验模型的拉力为;
(3)为了使实验模型脱离淤泥,起重船至少需要向外排出的海水。
10.(1)40N;(2)0.006m3
【详解】解:(1)由于木块漂浮,所以木块受到的浮力为
F浮=G木=40N
(2)根据F浮=ρ水V排g得木块排开水的体积为
又静止后木块露出水面的体积为2×10﹣3m3,则木块的体积为
答:(1)木块受到的浮力为40N。
(2)木块的体积0.006m3。
11.(1)4N;(2)6N;(3)20N
【详解】解:(1)物块的体积
则物块排开液体的重力为
(2)此时弹簧测力计的示数为
(3)物块放入水中时容器底受到的水的压强
则此时液体对容器底的压力为
答:(1)物块排开液体的重力为4N;
(2)此时弹簧测力计的示数为6N;
(3)此时液体对容器底的压力为20N。
12. 6N 0.6×103kg/m3 4N
【详解】 (1)由题知,木块排开水的体积:V排=600cm3=600×10−6m3,木块受到水的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×600×10−6m3=6N,(2)木块漂浮在水面上∴木块受到的重力:G=F浮=6N,木块的质量:m= =0.6kg,木块的密度:ρ木==0.6×103kg/m3;(2)木块完全进入水中,F′浮=ρ水gV′排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1000×10−6m3=10N,∵F′浮=G木G铁,∴铁块重:G铁=F′浮−G木=10N−6N=4N.
点睛:(1)知道木块排开水的体积,利用阿基米德原理求木块受到水的浮力;求出了木块受到水的浮力;(2)利用漂浮条件求木块受到的重力,再利用重力公式求木块的质量,又知道木块的体积,利用密度公式求木块的密度;(3)若在木块顶部放一个金属块,恰好能使木块全部浸没在水中,求出此时木块受到水的浮力;因为木块和金属块漂浮,利用F浮′=G木+G铁求金属块重.
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)0.055m3;(2)150N;(3)0.011m3
【详解】解:(1)小明浸没在水中时排开水的体积为自身的体积,即
(2)将气囊充入最多气体,小明将其完全压入水中静止后气囊受到的浮力等于排开水的重力,即
(3)人漂浮时,受到的浮力为
此时排开水的体积
气囊体积为
答:(1)小明浸没在水中时排开水的体积为0.055m3;
(2)将气囊充入最多气体,小明将其完全压入水中静止后气囊受到的浮力是150N;
(3)要确保安全,小明使用的气囊浸入水中的体积至少为0.011m3。
15.(1)6.7×108N;(2)1.0×105Pa
【详解】(1)因为航母漂浮在水面上,所以航母满载静止时受到的浮力
F浮=G=mg=67000×103kg×10N/kg=6.7×108N
(2)舰底受到海水的压强为
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m=1.0×105Pa
答:(1)航母满载时的浮力为6.7×108N;
(2)舰底受到海水的压强为1.0×105Pa。
16.(1)8N;(2)3000Pa; (3)16N; (4)沉在水底
【详解】解:(1)此时正方体排开水的体积
物体此时所受的浮力
(2)水对容器底部的压强
(3)绳子的拉力
(4)当物体全部浸没水中时所受浮力
根据物体浮沉条件知,物体会下沉,最终沉在水底。
答:(1)物体受的浮力为8N;
(2)水对容器底部的压强为3000Pa;
(3)绳子的拉力为16N;
(4)剪断绳子后,物体最终最终沉在水底。
17.(1)8N;(2)1000Pa
【详解】解:(1)未放石块时木块受到的浮力为
(2)若将石块放到木块上方,静止时木块刚好全部浸入水中,木块下表面距离水面0.1m,水对木块下表面的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
答:(1)未放石块时木块受到的浮力是8N;
(2)放上石块后水对木块下表面的压强是1000Pa。
18.(1)1N;(2)0.2N,
【详解】解:(1)小铁块的重力
G铁=m铁g=0.1kg×10N/kg=1N
(2)小铁块浸没在水中受到的浮力
F浮=G铁-F示=1N-0.8N=0.2N
小铁块浸没在水中受到竖直向下的重力和竖直向上弹簧测力计的拉力和浮力的作用,处于静止状态。作用点在小铁块的重心,作图如下:
答:(1)这个小铁块受到的重力大小为1N;
(2)这个小铁块受到水的浮力大小为0.2N,受力示意图略。
19.,
【详解】解:物块受到的浮力为
物块的体积为
答:物块受到的浮力为1N,物块的体积为。
20.(1);(2);(3)
【详解】解:(1)容器中水的体积V水
(2)水的深度为
容器底部受到水的压强p水
(3)当将金属块放入容器中时,增加的压力为
即
金属块完全浸没,故金属块的体积为
加入金属块后,水没有溢出,与没有放金属块之前,增加的压力为金属块的重力,故金属块的重力为
则金属的质量为
那么金属块的密度为
答:(1)容器中水的体积V水为;
(2)容器底部受到水的压强p水为;
(3)金属块的密度为。
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