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．体积为 5×10-3 米 3 的石块，浸没在水中， 求：（1）石块排开液体的体积；（2）石块受到水的浮力 F 浮. 2．将体积为2×10-4m3的物体浸入水中，求：物体所受到的浮力F浮。 3．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。 4．如图甲所示为一款我国自主研制的“海洋气候检测浮标”，质量可达2×103kg。我国的这项技术处于国际领先水平，该种浮标可以用于检测海洋中的风速、风向、气温、海流、海水水质等，为我国海洋勘探工作提供准确的数据。（P海水＝1.03×I03kg/m3，g取10N/kg）求： (1)浮标在海面上正常工作时，受到的浮力为多少？ (2)浮标工作时，在海面以下0.8m处装有一个水质传感器，则该传感器探测到的海水压强为多少？ (3)如图乙所示，为我国南极科考队释放的一个海洋浮标的工作轨迹图。该浮标历时60天随海水漂流了近1800公里，则该浮标工作时移动的平均时速为多少？ (4)为了能够保证浮标能够在海面上长时间自主工作，该浮标需要较为持续的能源供给。请根据你所学知识，提出一个可行性较强的能源供给解决方案。 5．质量为316g的实心铁球，浸没在水中时受到的浮力是多大．(，取g=10Nkg) 6．有一个边长为3cm，密度为2×103kg/m3的一个立方体橡皮泥块。（g取10N/kg） （1）浸没在水中时，求出它受到的浮力是多大； （2）把这块橡皮泥捏成一只小船，使其漂浮在水面上小船受到的浮力是多少；求出此时的小船排开水的体积； （3）通过以上数据分析说明，用密度大于水的钢铁制造的轮船能够浮在水面上的道理。 7．一个奖牌挂在弹簧测力计下，示数为。当奖牌浸没在水中时，弹簧测力计的示数为。已知，取。求： （1）奖牌的质量； （2）奖牌的体积。 8．如图质量40kg的小船静止在水面上，它除了受到重力之外，还受到另一个力的作用。（g=10N/kg） (1)小船受到重力多大？ (2)另一个力的大小等于多少？方向是怎样的？ 9．边长为10cm的正方体木块，质量为0.9kg，g＝10Nkg，ρ酒精＝0.8×103kg/m3。求： (1)木块的重力； (2)木块静止在水平桌面上时对桌面的压强； (3)将木块投入酒精中，木块静止时受到的浮力。 10．如图甲是我国自主研制的全球最大的水陆两栖飞机，它能在陆地上起飞降落，又能在水面上起飞降落，是一艘会飞的“船”。两栖飞机空载质量为。如图乙是我国自主研制的“海斗号”无人潜水器，最大下潜深度可达10970m。（海水密度取，g取10N/kg）求： （1）两栖飞机空载静止在水面上时排开海水的体积为多少？ （2）当“海斗号”无人潜水器下潜到10000m深度时，受到的海水压强为多少？ （3）若“海斗号”无人潜水器的重力为，体积为，现用钢绳连着两栖飞机和潜水器，将潜水器缓慢放入海水中浸没并匀速下降，此时钢绳对潜水器的拉力为多大？ 11．如图所示，薄壁容器的质量为200g，下部分底面积为：，高为6cm，上部分底面积为，高为4cm，先将容器置于水平地面上并在容器内盛的水，然后用一自身体积忽略不计的细铁丝将一块体积为的物体完全浸没在该容器的水中（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。求： (1)求物体浸没在水中时受到的浮力； (2)此时水对容器底的压强； (3)若取掉细铁丝，仍将物体放入水中，待稳定后发现容器中液面相比于取前变化了1cm，求此时容器对水平地面的压强大小。 12．如图所示，将一块边长为10cm的实心正方体木块轻轻地放入装满水的溢水杯中，木块静止时，从杯中溢出0.7kg的水。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3。 （1）木块所受的浮力是多大？ （2）木块的密度是多少？ （3）现对木块施加一个竖直向下的压力F，使其恰好完全浸入水中，则所施加的压力F为多大？ 13．弹簧测力计下挂一长方体物块，将物块从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐进入水中如图（甲），图（乙）是弹簧测力计示数F拉与物块下降高度h变化关系的图象，求： （1）物块受到的最大浮力； （2）物块的体积； （3）物块的密度； （4）物块刚浸没时下表面受到水的压力。 14．在一次“水中救人”的挑战游戏中，参赛选手所用器材是一张质量分布均匀的长方形泡沫床垫，其总体积为0.3m3。将床垫放入水中时，床垫有体积浸在水中漂浮，求： （1）此时床垫受到的浮力多大？ （2）床垫的重力是多少？ （3）床垫的密度是多少？ （4）若被救的人的平均质量为50kg，该床垫一次最多能救起多少个人？（注：人不浸入水中） 15．山东舰作为中国自行设计的航母，可以成果搭载歼-15 舰载机，下表是“山东舰”的部分参数。已知一架歼-15舰载机质量为17.5 吨，舰载机与水平甲板的总接触面积为0.5m2。求： （海水密度取1.0×103kg/m3，g 取 10N/kg） 长 305m 吃水深度 10m（满载） 宽 75m 排水量 60000t（满载） 最大功率 1.5×105kW 最大航速 54km/h (1)“山东舰”满载时，舰底受到海水的压强； (2)山东舰满载时受到海水的浮力； (3)我国某钢铁厂实现“超级钢”的技术突破，能承受5×105Pa的压强，请你分析该种型号的钢板能不能做山东舰的甲板。 16．“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？ 17．如图所示，漂浮在水面的正方体木块上方有一小铁块，木块上表面刚好和水面齐平，已知木块的边长为10cm，小铁块重为4N，ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg，求: （1）木块受到的浮力大小； （2）木块本身的重力大小； （3）若轻轻拿走铁块，木块重新静止时排开水的体积。    18．如图所示是一辆“都市蚂蚁”概念车，这款概念车小巧实用，有利于缓解城市交通拥堵。下表是该款概念车的部分主要参数。该车在水平地面上匀速行驶时受到的阻力为其总重的0.2倍，g取10N/kg。 质量m/kg 360 轮胎与地面的总接触面积S/cm2 200 总体积V/m3 0.8 （1）求该车空载停在水平路面上时对水平面的压力。 （2）当两人坐上该车时，车对水平地面的压强为2.5×105Pa，求车上两人的总质量。 （3）若该车载人后总质量为450kg，当其在水平路面上匀速行驶； ①求此过程中该车受到的牵引力； ②若此载人概念车不慎落入水中，假设该车密闭较好一直未进水，求载人概念车在水中静止时受到的浮力。 19．小明将边长为10 cm的正方体物块轻轻放入盛满水的烧杯中，静止后，溢出水的质量为0.9 kg．g取10 N/kg． （1）求物块受到的浮力． （2）判断物块的浮与沉． （3）求物块的质量． 20．如图甲所示，一个棱长为10cm、重为9N的正方体物块M，水平放置在一个长方形容器中，M与容器底部不密合。以恒定水流向容器内注水，容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示。（g＝10N/kg）。求： (1)物块M的密度； (2)图乙中a的值； (3)若在注水140秒时，水对容器底的压强为1350Pa，此时将M向下完全压入水中后，水对容器压强的变化量。 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）5×10−3m3 （2）49N 【详解】物体浸没在水中，则排开水的体积：V排＝V＝5×10−3m3＝5×10−3m3；物体所受浮力：F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×9.8N/kg×5×10−3m3＝49N． 【点睛】知道物体的体积（浸没时排开水的体积），利用阿基米德原理求物体受到的浮力大小． 2．1.96N 【详解】物体浸没在水中，则排开水的体积 物体所受的浮力 3．①9.8N；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。 4．(1) 2×104N；(2) 8240Pa；(3) 1.25km/h；(4)可采取太阳能发电供给能源 【详解】(1)浮标在海面上正常工作时处于漂浮状态，则受到的浮力为 (2)在海面以下0.8m处装有一个水质传感器，则该传感器探测到的海水压强为 (3)该浮标工作时移动的平均时速为 (4)可采取太阳能发电供给能源。 答：(1)浮标在海面上正常工作时，受到的浮力为2×104N； (2)该传感器探测到的海水压强为8240Pa； (3)该浮标工作时移动的平均时速为1.25km/h； (4)可采取太阳能发电供给能源。 5．0.4N 【详解】由知道，实心铁球的体积是： 由于物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，铁球浸没在水中时受到的浮力是： F浮 =ρ水 gV=1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×4×10-5 m3 =0.4N； 答：浸没在水中时受到的浮力是0.4N． 6．（1）0.27N；（2）0.54N，5.4×10﹣5m3；（3）见解析 【详解】解：（1）因为橡皮泥浸没在水中 由阿基米德原理得，它受到的浮力是 （2）把橡皮泥捏成小船，质量不变，重力不变，橡皮泥漂浮时，根据二力平衡的条件 此时的小船排开水的体积 （3）通过以上数据分析得，橡皮泥排开水的体积小于橡皮泥捏成小船排开水的体积，橡皮泥所受浮力小于橡皮泥捏成小船所受浮力；采用“空心”的办法能增大可以利用的浮力，所以人们用密度大于水的钢铁制作成了可以漂浮在水面上的船。 答：（1）浸没在水中时，它受到的浮力是0.27N； （2）把这块橡皮泥捏成一只小船，使其漂浮在水面上小船受到的浮力是0.54N； 此时的小船排开水的体积为5.4×10﹣5m3； （3）采用“空心”的办法能增大可以利用的浮力，所以人们用密度大于水的钢铁制作成了可以漂浮在水面上的船。 7．（1）0.18 kg；（2） 【详解】解：（1）奖牌挂在弹簧测力计下，示数为。则奖牌所受的重力为。根据可得，奖牌的质量 （2）奖牌浸没在水中时，弹簧测力计的示数为，则奖牌在水中受到的浮力 根据阿基米德原理可知 则奖牌的体积 答：（1）奖牌的质量为0.18 kg； （2）奖牌的体积是 2×10﹣5m3。 8．(1)400N；(2)400N，竖直向上 【详解】解：(1)小船受到重力 G=mg=40kg×10N/kg=400N (2)因为小船受重力和浮力作用静止在水面上，受到的是平衡力，浮力大小等于重力为400N，方向与重力方向相反，即方向是竖直向上。 答：(1)小船受到重力是400N； (2)另一个力的大小等于400N，方向竖直向上。 9．(1)9N；(2)900Pa；(3)8N 【详解】(1)根据重力与质量的关系，可知木块的重力为 (2)木块静止在水平桌面上时对桌面的压力为自身重力，受力面积为 则对桌面的压强为 (3)木块的密度为 由于木块的密度大于酒精，则将木块投入酒精中会下沉，木块静止时受到的浮力为 答：(1)木块的重力为9N； (2)木块静止在水平桌面上时对桌面的压强为900Pa； (3)将木块投入酒精中，木块静止时受到的浮力为8N。 10．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）两栖飞机空载时在水面上处于漂浮状态，受到浮力等于空载时的重力，则两栖飞机收到的浮力 据阿基米德原理可知，排开海水的体积为 （2）当“海斗号”无人潜水器下潜到10000m深度时，受到的海水压强为 （3）潜水器完全浸没时受到的浮力为 潜水器匀速下降过程中，海水对其向上的浮力与钢绳对其向上的拉力之和等于其自身向下的重力，所以钢绳对潜水器的拉力为 答：（1）两栖飞机空载静止在水面上时排开海水的体积为41.5m3； （2）当“海斗号”无人潜水器下潜到10000m深度时，受到的海水压强为1.0×108Pa； （3）此时钢绳对潜水器的拉力为8×103N。 11．(1) (2) (3) 【详解】（1）物体浸没在水中时排开水的体积等于物体的体积，由阿基米德原理可得物体浸没在水中时受到的浮力为 （2）由题意可知，薄壁容器的容积为 物体完全浸没在该容器的水中，物体与水的总体积为 ，说明有水溢出容器，水的深度等于容器的高度，即 此时水对容器底的压强 （3）若取掉细铁丝，仍将物体放入水中，待稳定后，发现容器中液面相比于取前变化了1cm，说明水面下降了1cm，物体漂浮，此时容器对水平地面的压力等于容器、物体和容器中剩余水的总重力，薄壁容器的重力为 物体完全浸没在该容器的水中，溢出水的体积为 则容器中剩余水的体积为 容器内剩余水的重力为 由于水面下降了1cm，物体漂浮，则物体漂浮时露出水面的体积为 则物体漂浮时排开水的体积为 此时物体受到的浮力为 由漂浮条件可知，物体的重力等于浮力，即 此时容器对水平地面的压力为 此时容器对水平地面的压强 12．（1）7N；（2）0.7×103kg/m3；（3）3N 【详解】解：（1）根据阿基米德原理可得木块所受的浮力 F浮=G排=m排g=0.7kg×10N/kg=7N （2）因为木块在水中漂浮，所以木块的重力 G木=F浮=7N 则木块的质量 木块为正方体，所以木块的体积 V木=(10cm)3=1000cm3=10-3m3 则木块的密度 （3）木块浸没在水中时，排开水的体积 V排'=V木=10-3m3 此时木块受到的浮力 F浮'=ρ水gV排'=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N 木块恰好浸没时受到竖直向下的重力、压力和竖直向上的浮力，由力的平衡条件可知，所施加的压力 F=F浮'-G=10N-7N=3N 答：（1）木块所受的浮力是7N； （2）木块的密度是0.7×103kg/m3； （3）所施加的压力F为3N。 13．（1）F浮=4N；（2）V物=4×10-4m3；（3）ρ物=2.25×103kg/m3；（4）F向上=4N 【详解】（1）由图像可知，当物体下降高度h<4cm时，弹簧测力计示数F=9N不变，此时物体在空气中，由二力平衡条件可知，物体重力 当h>8cm时，弹簧测力计示数为F'=5N不变，此时物体浸没在水中，则物体浸没时受到的浮力，即最大浮力 （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水gV排得，物体的体积 （3）物块的质量 物块的密度 （4）物体刚浸没时上表面受到水的压力为零，由浮力产生的原因F浮=F向上-F向下知道，下表面受到水的压力 答：（1）物块受到的最大浮力为4N； （2）物块的体积为4×10-4m3； （3）物块的密度为2.25×103kg/m3； （4）物块刚浸没时下表面受到水的压力为4N。 14．（1）600N；（2）600N；（3）0.2×103kg/m3；（4）4 【详解】解：（1）床垫放入水中飘浮，排出水的体积为 根据阿基米德原理，此时床垫受到的浮力 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m3=600N （2）床垫放入水中飘浮，浮力和重力是一对平衡力，大小相等 G垫=F浮=600N （3）因为床垫的重力 G垫=m垫g= ρ垫gV垫 所以 （4）床垫刚好浸没水中时，受到的浮力 F浮′=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m3=3000N 床垫上人的总重为 G=F浮′-G垫=3000N-600N=2400N 一个人所受的重力为 G人=mg=50kg×10N/kg=500N 所以最多能承载的人数为 故一次最多承载4人。 答：（1）此时床垫受到的浮力为600N； （2）床垫的重力是600N； （3）床垫的密度是0.2×103kg/m3； （4）若被救的人的平均质量为50kg，该床垫一次最多能救起4个人。 15．(1)1.0×105Pa (2)6×108N (3)见解析 【详解】（1）“山东舰”满载时，舰底受到海水的压强为 （2）山东舰满载时受到海水的浮力为 （3）歼-15舰载机压强 故不能做甲板。 16．（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。 17．（1）10N；（2）6N；（3）6×10-4m3 【详解】解：（1）木块的体积为 因为木块完全浸没，排开液体的体积等于木块的体积，则物块受到的浮力为 （2）对此时的木块进行受力分析，受到竖直向下的重力、铁块给木块竖直向下的压力，竖直向上的浮力，因为木块静止，则 可求木块的重力为 （3）若轻轻拿走铁块，木块受到的重力小于完全浸没时受到的浮力，所以木块最终会漂浮，浮力等于木块自身的重力为 此时木块排开水的体积为 答：（1）木块受到的浮力为10N； （2）木块本身的重力为6N； （3）若轻轻拿走铁块，木块重新静止时排开水的体积为6×10-4m3。 18．（1）3600N；（2）140kg；（3）①900N；②4500N 【详解】解：（1）该车空载停在水平路面上时对水平面的压力 （2）当两人坐上该车时，车对水平地面的压强为2.5×105Pa，根据可知车对水平地面的压力 则人和车的总重力 车上两人的总重力 车上两人的总质量 （3）①若该车载人后总质量为450kg，则总重力 当其在水平路面上匀速行驶时，处于平衡状态，所受牵引力 ②若此载人概念车不慎落入水中，假设该车密闭较好一直未进水，若载人概念车在水中浸没时排开水得体积为 受到的浮力 ＞ G总所以，载人车会漂浮在水面，浮力等于重力等于4500N。 答：（1）该车空载停在水平路面上时对水平面的压力为3600N； （2）车上两人的总质量为140kg； （3）①此过程中该车受到的牵引力为900N； ②载人概念车在水中静止时受到的浮力为4500N。 19．（1） （2）是漂浮的．（3）0.9kg 【详解】（1）木块排出水的重力：G排 =m排 g=0.9kg×10N/kg=9N， 木块受到的浮力：F浮 =G排 =9N； （2）物块的体积V物 =10cm×10cm×10cm=1000cm3 =1×103 m3 ， 由ρ=m/V可得，排开水的体积V排 =m排/ρ水=0.9kg/1.0×103kg/m3=9×10-4 m3 ， 因为V排 ＜V物 ，所以物块漂浮， （3）已知物块漂浮，则G=F浮 =9N，物块的质量：m=G/g=9N/10N/kg=0.9kg． 20．(1) (2)9cm (3)80Pa 【详解】（1）物块M的体积为 根据可得，物块M的密度为 （2）由（1）可知，物块M的密度小于水的密度，物块M在水中最终会漂浮，由图像可知，0~40s过程中，随着水的深度逐渐增加，物块M排开水的体积也变大，则物块M所受到水的浮力也变大，当t=40s时，水的深度变化变慢，说明此时物块M刚好处于漂浮状态；当t=40s时，物块M刚好处于漂浮状态，根据物体的浮沉条件可知，此时受到的浮力为 根据阿基米德原理可得，此时物块M排开水的体积为 此时水的深度为 即图乙中a的值为9cm。 （3）根据题意可知，M一直处于漂浮状态，若在注水140秒时，水对容器底的压强为1350Pa，根据p=ρgh可知，此时水的深度为 此时M底部距离容器底部的深度为 由于物块M露出水面的高度为 10cm-9cm=1cm<4.5cm 当将M向下完全压入水中后，M不会触碰容器底。假设容器底的面积为S容，当注水40秒时，注入容器的水的体积为 在40秒至140秒内，注入的水的体积为 由于向容器内注水的水流是恒定的，则有 即 即 解得，在注水140秒时，将M向下完全压入水中后，水面上升的高度为 所以，水对容器压强的变化量为 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 $$