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．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。 2．如图所示，甲图中足够高的圆柱形容器底面积是1000cm2，内有5.5cm深的水，另有一木块重60N，高15cm，如图乙所示。（ρ水=1.0×103kg/cm3）求： （1）如图甲，容器中水对容器底的压力。 （2）如图丙，将木块浸入水中弹簧测力计的示数是10N，求木块的密度。 （3）现把细线剪断，木块落入水中，请通过计算判断木块能否漂浮在水中；若能漂浮，请说明理由；若不能漂浮，请计算在木块上方中央至少挖去多少质量，木块恰好对容器底的压力为零。 3．如图，在阿基米德解开皇冠之谜的故事中，若皇冠在空气中称量时重5N，浸没在水中称量时重4.7N。求： （1）皇冠的质量； （2）皇冠浸没在水中所受的浮力； （3）皇冠的体积。      4．将一盛有水的圆柱形容器置于水平桌面上，把一个体积为10-3m3的小球用细线拴好放入水中，小球在水中静止时液面高度为12cm，g取10N/kg。求： （1）液体对容器底的压强； （2）小球完全浸没在水中时，所受浮力。    5．将物块竖直挂在弹簧测力计下，在空气中静止时弹簧测力计的示数=2.6N，将物块的一部分浸在水中，静止时弹簧测力计的示数=1.8N，如图所示，已知水的密,g取10N/kg求： （1）物块受到的浮力 （2）物块浸在水中的体积． 6．在水平桌面上的盛水容器中，木块漂浮在水面，且有2/5的体积露出水面，已知木块的体积为100cm3,如图所示．求：木块的密度和重力各是多少? （g取10N/kg） 7．新中国六十周年国庆阅兵式上的各种新武器、新装备，展示了我国人民军队的高科技成果．其中的某型号的两栖步兵战车如图所示，战车质量为22t，履带着地总面积为4m2．（g=10N/kg，ρ海水=1.03×103kg/m3） （1）该战车在天安门长安街上接受检阅时，对水平地面的压强为多少？（不计战车上人的质量） （2）该战车具有水上打击目标和运送的功能，在一次海上演习中，战车排开海水的体积为23m3,则战车受到海水的浮力为多大？ （3）在这次海上演习中，战车某处受到水的压强为1.545×104Pa，则该处的深度为多少？ 8．小邢在疯狂物理栏目中演示实验，他将重2N，底面积为5×10-3m2的圆柱形容器放在水平面上，用细线把体积为5×10-4m3的长方体冰块拴在容器底部，往容器中加水至水深为30cm，如图所示，冰块的密度为0.9×103kg/m3（容器足够高，不计细线质量）。求： （1）此时冰块受到水的浮力； （2）此时容器对水平面的压强； （3）当冰块完全熔化变成水后，水对容器底的压强。 9．如图，在阿基米德解开皇冠之谜的故事中，若皇冠在空气中称量时重5N，浸没在水中称量时重4.7N。求： （1）皇冠的质量； （2）皇冠浸没在水中所受的浮力。 10．如图所示，将底面积为的长方体实心铝块放在刻度面板已改装好的台秤上稳定时，台秤示数为，已知铝的密度为。求： (1)铝块对水平台秤的压强。 (2)如果再把铝块完全浸没在水中静止时，受到的浮力。 11．如图所示，一个质量分布均匀、重力为18N的实心圆柱体，从池底A位置以0.4m/s的速度沿竖直方向匀速上浮，经4s圆柱体上浮到B位置，此时圆柱体上表面与水面恰好相平。若圆柱体上浮过程中，受到池水的阻力始终为12N不变，圆柱体高度为0.4m，池水密度为1×103kg/m3。求： （1）池水对池底的压强； （2）圆柱体受到池水浮力的大小； （3）圆柱体的密度。    12．2020年11月10日，我国“奋斗者”号（如图所示）载人潜水器在马里亚纳海沟10909米深处成功坐底：“奋斗者”体积约30m3，空载时重约2.4×105 N；此次科学考察中，科研人员在潜水器外侧加挂了8块压舱铁（每块压舱铁重，体积忽略不计），保证潜水器顺利下潜开展工作，求：（海水密度取，g取） （1）“奋斗者”号在海面下104m深处受到的海水压强是多少？ （2）在海面下深处时它底部一个表面积为的观察窗受到的海水压力是多少？ （3）“奋斗者”号在成功坐底后，海底岩石对它的支持力是多少？（忽略科研人员重力）    13．翠湖，位于岳池县花园镇境内，被誉为“川东西子湖”，是川东北土地上的一颗璀璨的明珠．如图所示，小明和同学乘快艇在翠湖中游玩，已知快艇质量为180kg，求：    （1）空载时，该快艇受到的重力大小； （2）若空载快艇在水平地面时，与地面的接触面积为2m2，求它对水平地面的压强； （3）该快艇的排水量是1.2t，表示它满载时排开水的质量是1.2×103kg，求该快艇满载时受到的浮力大小． 14．纪录片《远方的家》，其中一集介绍了古代宫庭贡品龙池砚，小明同学观看节目后，想估测制作龙池砚的岩石的密度，他找到小块体积为40cm3的岩石，并利用自制“浮筒质量仪”测其质量（如图1所示），从浮筒上标注的刻度可直接读出浮筒浸入水中的深度 h 、浮筒和被测物体的总质量m。 h 随 m 的变化图像如图2所示，空浮筒在水中漂浮时 h 为6cm，放入岩石后浮筒在水中漂浮时 h 为9cm。 （1）求岩石的质量是多少克？ （2）求岩石的密度是多少克/厘米？ （3）试计算浮筒底面积约是多少平方厘米？（ g 取10N/ kg） 15．如题图所示，小明用弹簧测力计称量同一合金块，实验中保持合金块处于静止状态，请根据图中的信息，求：（ρ水＝1×103kg/m3；g取10N/kg） （1）合金块浸没在水中受到的浮力； （2）合金块的体积； （3）某液体的密度。 16．如图所示，将边长为10cm的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中。木块静止时，从杯中溢出水的质量为0.6kg，求： （1）木块受到的浮力； （2）木块的密度。 17．浮在海面上的冰山，水上部分的体积为1000m3，求冰山的总体积？ （ρ冰=0.9×103kg/m3，ρ海水=1.03×103kg/m3） 18．如图所示，体积为V＝300cm3的木块在绳子拉力F＝1.5N的作用下完全浸没在水中，g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3，绳子重力不计，求： （1）此时木块受到浮力； （2）木块的重力； （3）剪断绳子，木块静止时露出水面的体积。 19．如图所示，盛有水的杯子静止在水平桌面上．杯子重1N，底面积为40cm2；杯内水重5N；体积为100cm3、重为2N的物体M浸没在水中，此时水深10cm．（水的密度ρ=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求： （1）物体M在水中所受的浮力； （2）水对杯底的压力； （3）杯子对水平桌面的压强． 20．如图所示，一个底面积为300cm2的薄壁柱形容器静止放在水平桌面上，将一个边长为10cm，密度为0.6g/cm3的正方体木块放在圆柱形容器底部，木块A与容器底部不密合，已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。 （1）求木块对容器底部的压强？ （2）若沿侧壁向容器中缓慢注入水，且水始终未溢出，往容器里加入2厘米水深，求木块对容器底部的压强？木块受到的浮力的大小？ （3）若沿侧壁向容器中缓慢注入水，且水始终未溢出，如果容器里水深10厘米，求加水的质量？木块受到的浮力的大小？    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) 2×104N；(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。 2．（1）55N；（2）；（3）0.5kg 【详解】解：(1)柱形容器中液体对容器底的压力等于液体的重力，有 F压=G=ρShg=1.0×103kg/m3×0.1m2×0.055m×10N/kg=55N (2)提着木块浸在保持静止，物体受三力平衡，有 F浮=G-F拉=60N-10N=50N 所以，木块的体积为 V===7.5 木块的密度为 ===0.8kg/ (3)若木块漂浮，根据漂浮条件F浮=G，有 ρ水gV排=ρ木gV木 = 故木块在液面以下的深度为0.12m；而此时的液面以下的体积 V=V水+V排 其中 V水=0.0055m3 V排=0.006m3 故木块在液面以下的实际深度为 h===0.115m0.12m 木块不会漂浮。 由V=sh，可求得木块的底面积为 S==500cm2 此时木块受到的浮力为 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0055m3=55N 木块要刚好漂浮，需要木块的重力为 G木=F浮=55N 故需要切去 G切=60N-55N=5N 切去的质量为 m=0.5kg 答：(1)容器中水对容器底的压力是55N； (2)木块的密度为0.8kg/； (3)在木块上方中央至少挖去0.5kg质量，木块恰好对容器底的压力为零。 3．（1）0.5kg；（2）0.3N；（3）3×10－5m3 【详解】解：（1）依题意G=5N，F=4.7N，由G=mg得 则皇冠质量为0.5kg （2）皇冠浸没在水中所受的浮力为 F浮＝G－F==5N-4.7N = 0.3N （3）皇冠的体积为 答：（1）皇冠的质量为0.5kg； （2）皇冠浸没在水中所受的浮力为0.3N； （3）皇冠的体积为。 4．（1）1200Pa；（2）10N 【详解】解：（1）水的深度为 由得，容器底部受到水的压为强为 （2）由于小球完全浸没，所以排开水的体积为 由得，小球受到的浮力为 答：（1）液体对容器底的压强为1200Pa。 （2）小球完全浸没在水中时，所受浮力为10N。 5．（1）0.8N（2）8×10-5m3 【详解】（1）根据称重法，物块受到的浮力：F浮=F1-F2=2.6N-1.8N=0.8N； （2）由 可得物块浸在水中的体积：. 6．0.6×l03kg/m3；0.6N 【详解】因为木块漂浮，所以木块的重力：； 木块的密度：. 7．（1）5.5×104Pa；（2）2.369×105N；（3）1.5m 【详解】（1）．该战车在天安门长安街上接受检阅时，对水平地面的压力为： F=G=mg=22000kg×10N/kg=220000N， 战车对水平地面的压强为： p===5.5×104Pa． （2）．战车排开海水的体积为23m3，则战车受到海水的浮力为： ==2.369×105N． （3）．战车某处受到水的压强为1.545×104Pa，根据得，该处的深度为： h===1.5m． 答：（1）．该战车在天安门长安街上接受检阅时，对水平地面的压强为5.5×104Pa； （2）．战车受到海水的浮力为2.369×105N； （3）．战车某处受到水的压强为1.545×104Pa，则该处的深度为1.5m． 8．（1）5N；（2）3.3×103Pa；（3）2.9×103Pa 【详解】解：（1）冰块的体积为5×10-4m3，则冰块受到水的浮力 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N （2）水深为30cm，则容器中水的体积 V水=Sh-V冰=5×10-3m2×30×10-2m-5×10-4m3=1×10-3m3 容器中水的重力为 G水=m水g=ρ水V水g=1.0×103kg/m3×1×10-3m2×10N/kg=10N 冰的重力 G冰=m冰g=ρ冰V冰g=0.9×103kg/m3×5×10-4m3×10N/kg=4.5N 则容器对水平面的压力 F=G水+G冰+G容=10N+4.5N+2N=16.5N 容器对水平面的压强 （3）冰完全熔化后质量不变，则冰完全熔化后的体积 则容器中水的高度 水对容器底的压强 p'=ρ水gh'=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.29m=2.9×103Pa 答：（1）冰块受到水的浮力5N； （2）容器对水平面的压强3.3×103Pa； （3）水对容器底的压强是2.9×103Pa。 9．（1）0.5kg；（2）0.3N 【详解】解：（1）皇冠在空气中称量时重5N，则皇冠质量为 （2）皇冠浸没在水中所受的浮力为 答：（1）皇冠的质量为0.5kg； （2）皇冠浸没在水中所受的浮力为0.3N。 10．(1) ；(2) 【详解】(1)由题意可知铝块的重力为 铝块对水平台秤的压力 铝块对水平台秤的压强 (2)由得，铝块的质量 根据可得，实心铝块的体积 铝块完全浸没在水中静止时受到的浮力 答：(1)铝块对水平台秤的压强为； (2)如果再把铝块完全浸没在水中静止时，受到的浮力为。 11．（1）2×104Pa；（2）30N；（3）0.6×103kg/m3 【详解】解：（1）圆柱体上升的高度 池水的深度 池水对池底的压强 （2）圆柱体在池水中匀速上升时受到池水的浮力、重力、池水的阻力的作用，处于平衡状态，所以圆柱体受到的浮力 （3）圆柱体浸没在池水中，排开池水的体积 圆柱体的体积 圆柱体的质量 圆柱体的密度 答：（1）池水对池底的压强是2×104Pa； （2）圆柱体受到的浮力是30N； （3）圆柱体的密度是0.6×103kg/m3。 12．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）“奋斗者”号在海面下104m深处受到的海水压强 （2）由可知，在海面下深处时它底部一个表面积为的观察窗受到的海水压力 （3）由于压舱铁体积忽略不计，“奋斗者”号在成功坐底后排开海水的体积 “奋斗者”号在成功坐底后受到的浮力 对“奋斗者”号受力分析可知，“奋斗者”号受到竖直向下的总重力、海水对“奋斗者”号竖直向上的浮力和海底岩石对它竖直向上的支持力作用，“奋斗者”号在这三个力的作用下保持静止，“奋斗者”号受到竖直向下的总重力 则海底岩石对“奋斗者”号的支持力 答：（1）“奋斗者”号在海面下104m深处受到的海水压强是； （2）在海面下深处时它底部一个表面积为的观察窗受到的海水压力是； （3）“奋斗者”号在成功坐底后，海底岩石对它的支持力是。 13．（1）1800N （2） 900Pa （3）1.2×104N 【详解】解;（1）空载时，该快艇受到的重力G=mg=180kg×10N/kg=1800N． （2）若空载快艇在水平地面时，它对水平地面的压力F=G=1800N， 所以它对水平地面的压强 （3）由F浮=G排可得， 该快艇满载时受到的浮力 ． 答：（1）空载时，该快艇受到的重力为1800N． （2）空载时，它对水平地面的压强为900Pa．该快艇满载时受到的浮力为． 14．（1）100g；（2）；（3）33.3cm2 【详解】解：（1）空浮筒在水中漂浮时 h 为6cm，根据图象可知，空浮筒的质量为m筒=200g，放入岩石后浮筒在水中漂浮时 h 为9cm，浮筒和岩石的总质量 m总=300g 故岩石的质量为 m岩=m总-m筒=300g-200g=100g （2）岩石的密度 （3）放入岩石后浮筒在水中漂浮时 h 为9cm，浮筒和被测物体的总质量为300克，根据漂浮的特点，此时浮筒受到的浮力为 F=G=m总g=0.3kg×10N/kg=3N 根据阿基米德原理，浮筒排开水的体积为 浮筒底面积约是 答：（1）岩石的质量是100g； （2）岩石的密度是； （3）浮筒底面积约是33.3cm2。 15．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）合金块浸没在水中受到的浮力为 （2）合金块的体积为 （3）合金块在某液体中受到的浮力为 某液体的密度为 答：（1）合金块浸没在水中受到的浮力为； （2）合金块的体积为； （3）某液体的密度为。 16．（1）6N；（2）0.6×103kg/m3 【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=0.6kg×10N/kg=6N （2）因为木块在水中漂浮，所以，木块的重力 G=F浮=6N 则木块的质量 木块为正方体，所以木块的体积 V=(0.1m)3=10-3m3 则木块的密度 ρ木= 答：（1）木块受到的浮力是6N； （2）木块的密度为0.6×103kg/m3。 17．7923m3 【详解】解：冰山在水中漂浮，浮力等于重力 化简成 因为 所以 解得 答：冰山的总体积为7923m3。 18．（1）3N；（2）1.5N；（3）1.5×10﹣4m3 【详解】解：（1）因木块完全浸没在水中，所以排水的体积就是物体的体积 根据阿基米德原理计算，则木块此时受到的浮力： （2）木块浸没在水中时受三个力作用，即竖直向下的重力G、竖直向下的拉力F、竖直向上的浮力F浮，因木块静止，所以木块受力平衡 则木块的重力 （3）因木块浸没在水中时，，所以，剪断绳子后木块最终会漂浮在水面上，则静止时受到的浮力 由可得，木块静止时排开水的体积 答：（1）此时木块受到浮力为3N； （2）木块的重力为1.5N； （3）剪断绳子，木块静止时露出水面的体积为。 19．（1）1N；（2）4N；（3）2000 Pa 【详解】（1）100cm3=100×10-6m3=10-4m3， 物体M在水中所受的浮力为：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-4m3=1N． （2）10cm=0.1m， 水对杯底的压强为：p1=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=103Pa， 水对杯底的压力为：F1=p1S=103Pa×40×10-4m2=4N． （3）杯子对水平桌面的压力为：F2=1N+5N+2N=8N， 杯子对水平桌面的压强为：p2===2000Pa． 20．（1）600Pa；（2）400Pa，2N；（3）2.4kg，6N 【详解】解：（1）木块体积 V木块=0.1m×0.1m×0.1m=1×10-3m3 木块重力 G木块=mg=ρ木V木g=0.6×103kg/m3×1×10-3m3×10N/kg=6N 木块对容器底部的压强 （2）当沿侧壁向容器中缓慢注入2cm深的水时，水始终未溢出，由于 ρ木<ρ水 故加水后，木块可能上浮至表面，处于漂浮状态，也可能由于水太少，浮力小于重力仍然沉底。这时就要判断木块的状态。先假设木块仍然沉底，它的浮力 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m×0.1m×0.02m=2N 木块重力6N大于浮力2N，所以木块A不会上浮仍然沉在底部。此时木块对容器底部的压力 F=G木块-F浮=6N-2N=4N 此时木块对容器底部的压强 （3）当沿侧壁向容器中缓慢注入10cm深的水时，水始终未溢出，这时也要判断木块的状态是漂浮还是沉底。先假设木块沉底，木块受到的浮力 F′浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m×0.1m×0.1m=10N 此时木块受到的浮力10N大于木块的重力6N，所以木块会上浮到表面，处于漂浮状态。根据二力平衡，木块受到的浮力 F′′浮=G木块=6N 加入10cm深的水的质量要分二部分来计算， ①设加入水的体积为V加时，木块正好漂浮，此时木块受到的浮力 F′′浮=G木块=6N 根据阿基米德原理 F′′浮=ρ水gV排1=6N 1.0×103kg/m3×10N/kg×V排1=6N 得出V排1=6×10-4m3，浸没木块的深度 也就是说加入6cm的水时，木块是正好漂浮，此时对应的加入的6cm的水的体积 V加=(S容器-S木块)×h1=(0.03m2-0.01m2)×0.06m=0.0012m3 ②接着加入4cm的水，使容器中的水面高度达到10cm。此时对应加入的4cm的水体积 V水2=S容器h2=0.03m2×0.04m=0.0012m3 所以加入水的总质量 m总=ρ水×(V水1+V水2)=1.0×103kg/m3×(0.0012m3+0.0012m3)=2.4kg 答：（1）木块对容器底部的压强是600Pa； （2）若沿侧壁向容器中缓慢注入水，且水始终未溢出，往容器里加入2厘米水深，木块对容器底部的压强是400Pa，木块受到的浮力的大小是2N； （3）若沿侧壁向容器中缓慢注入水，且水始终未溢出，如果容器里水深10厘米，加水的质量是2.4kg，木块受到的浮力的大小是6N。 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 $$