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，薄壁轻质圆柱形容器甲和圆柱体乙置于水平地面上，甲中盛有水。甲高为3h，乙与甲内水面等高，均为2h。已知ρ液>ρ物时，物体漂浮。则： （1）若甲内水深0.2m，求水对容器底的压强； （2）若甲的底面积为200cm2，求（1）中水对容器底的压力； （3）若将质量为2kg、体积为3×103cm3的物体放入容器甲中，求物体静止时受到的浮力； （4）将乙浸没在容器甲的水中，水不溢出，甲对地面的压强恰为原来的4倍，求乙密度的最小值。 2．如图所示，将底面积为25cm2，高为5cm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0.1kg的水（g取10N/kg）。求： （1）木块受到的浮力； （2）木块的重力； （3）木块浸入水中的深度； （4）木块下底面受到水的压强。 3．如图，圆柱形木块漂浮在装有水的圆柱形容器中。已知木块的重力为2N、底面积为50cm2，容器的底面积为100cm2，容器中的水深40cm（图甲），求： （1）水对容器底部的压强； （2）水对容器底部的压力； （3）当用力F将木块向下压1cm后，木块刚好浸没，水未溢出（图乙），则F的大小为多少？ 4．有一金属球，在空气中称得重6.8N，将它浸没在盛满水的溢水杯中时，有 40mL水从溢水杯流入量筒，求：（g取10N/kg） （1）金属球所受浮力； （2）金属球在水中时弹簧测力计的示数。 5．如图甲所示，在弹簧测力计下挂一长方体实心物块，将其从水面上方某处匀速下放，在物块下放过程中弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示（该过程中物块未接触到容器底部），g取10N/kg，求： (1)物块浸没在水中时受到水的浮力； (2)物块的体积； (3)物块的密度。 6．如图所示，容器底部安装有压力传感器，可显示所受压力的大小。一重为2.5N的实心圆柱体，放在容器底部，缓慢向容器中加水，当圆柱体有一半浸在水中时，圆柱体对容器底面的压力为1.5N。若将容器内的水全部倒出，然后向容器中缓慢加入某未知液体，当圆柱体刚好完全浸没在该液体中时，圆柱体对容器底面的压力刚好为0。求：（） （1）圆柱体一半浸在水中时，所受的浮力大小； （2）未知液体的密度。 7．如图所示，将一个质量分布均匀、边长为10cm的物块（不吸水）放入盛有水的容器中，物块漂浮在水面上，它没入水中的体积为8.0×10-4m3。g取10N/kg，水的密度，求： (1)物块的密度； (2)物块底部受到的水的压强。 8．如图甲所示装置，是由2个圆柱形容器（容器足够高）连接而成，其下底面积为75cm2，上端开口面积为100cm2，容器中装有适量的水且置于水平地面上，用轻质足够长的细硬杆连接不吸水密度均匀的实心圆柱体A，使其缓慢浸入水中，直至圆柱体A下表面触碰容器底部，图乙是水对容器底部的压强与圆柱体A下表面浸入水中深度h的图像（g取10N/kg，ρ水＝1×103kg/m3），求： （1）未放入圆柱体A时，容器中水的深度： （2）未放入圆柱体A时，容器中水的质量； （3）圆柱体A下表面浸入水中深度为6cm时，受到的浮力； （4）水对容器底部的压强p1。 9．在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是2.7N。当把零件浸没在水中时，弹簧测力计的示数是1.7N。现把该零件浸没在某种液体中时，弹簧测力计的示数是1.9N，求：（，g取） （1）该零件浸没在水中时受到的浮力； （2）该零件的体积； （3）该液体的密度。 10．在实现登月“访吴刚、会嫦娥”千年夙愿的同时，我们一直在追寻着下海“闯龙宫、见龙王”的梦想。如图是我国第一台自行设计、自主研制的“蛟龙号”载人潜水器。（如图所示，其主要技术参数如下表）。 2012年6月24日，在太平洋马里亚纳海沟，“蛟龙” 号进行了第四次下潜，首次突破了7000米水深，并且在7020米的最大深度成功坐底，创造了世界同类潜水器下潜的纪录。“上九天揽月、下五洋捉鳖”成为现实。 规格：长8.2m  宽3.0m  高3.4m 空重：22t（不含乘员体重及压载铁重） 最大载荷：220kg（不包括乘员体重） 最大速度：25节（巡航1节） 目前最大下潜深度：7000m 乘员：3人（每名乘员的体重不超过80kg） （1）运用你学过的知识说明，潜水器“下五洋”最大的困难是什么？ （2）若“蛟龙号”到达7000m深的海底世界时，“蛟龙”号至少承受的压强是多大？如果潜水器的一个观测孔的面积约为300cm2，则海水对该观测孔的压力约为多大？ （3）“蛟龙”号采用“深潜器无动力下潜上浮技术”，其两侧配备4块相同的压载铁块（压载铁就挂在潜水器下腹部两侧的凹槽内）。当其到达设定深度时，可抛卸其中2块压载铁块，使其处于悬浮状态，从而实现各种实验作业。粗略计算（可忽略压载铁的体积对浮力的影响）压载铁块的体积为多大时，才能使“蛟龙”号最大负载时实现悬浮静止状态？（海水的密度取1.0×103kg/m3，铁的密度是7.9×103kg/m3，计算结果保留整数） 11．如图所示是我国自主研制的新型气垫两栖登陆艇。该艇满载后的总质量为2.0×105 kg.在一次测试中，登陆艇在水中匀速直线行驶1200m，所用的时间为40s，若受到的阻力始终为2.0×105 N（g取10N/kg，ρ水=1.0×103 kg/m3），求： （1）登陆艇在测试中的行驶速度； （2）若该艇底面积约为500m2，登陆艇满载静止在水平海滩上时，对海滩的压强； （3）登陆艇满载漂浮在水上时受到的浮力和排开水的体积。 12．在物理实验操作考核中，水平桌面上放置底面积为100cm2的圆柱形容器（不计容器壁厚度），内有12cm的水（如图甲），某考生用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体，从液面开始缓慢浸入水中，拉力F与圆柱体下表面到水面距离h的变化关系如图乙所示，当圆柱体下表面距液面为10cm时，系圆柱体的细线恰好松开，圆柱体沉入容器底部（水未溢出），如图丙所示，求： （1）圆柱体浸没在水中时所受到的浮力； （2）圆柱体的密度； （3）从圆柱体刚刚进入到沉入容器底部时，水对容器底部的压强变化量。 13．一个节日放飞的气球，充入氢气后，体积是600m3这个气球在地面附近受到的浮力有多大？（ρ空气=1.29kg/m3，ρ氢气=0.09kg/m3，g=10N/kg） 14．如图甲所示是某深海潜水器的简单构造图，其总体积为，潜水器和乘员的总质量为，高压气罐内气体的压强为。某次任务时潜水器向载水舱中灌入海水后，以恒定速度下潜，在即将到达目标位置时抛掉2块压载铁减速，最终在10909m深坐底，完成任务后再抛掉2块压载铁上浮。如图乙是下潜过程中潜水器的动力与下潜速度的关系图像。（海水密度约为，g取）    （1）潜水器在海水中受到的浮力是 N，下潜至最大下潜深度所用的时间是 ；（全程视为匀速下潜） （2）下潜至10000m时，的观察窗受到的压力是 N； （3）潜水器通过声呐完成环境探测以及与水上的信息交流，声呐使用的是 （选填“超声波”“次声波”或“电磁波”）； （4）可调压载水舱中的水需要利用高压气罐中的压缩气体才能排出。潜水器在最大深度时， （选填“能”或“不能”）利用排水的方式实现上浮。 15．如图所示，将底面半径为R、高为H的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上，把底面半径为r、高为h、重为G的实心圆柱体放在容器中，、。 （1）求圆柱体对容器底部的压强； （2）向容器内注水（密度为），当圆柱体对容器底压强最小时，注入水的质量至少为多少？ 16．一个不规则的实心物体，质量为52g。放入装满水的烧杯中，沉入底部，排开0.5N的水，然后向烧杯中加盐并搅拌，直到物体悬浮为止，g取10N/kg、ρ水=1.0×103kg/m3。求： （1）物体在水中所受的浮力； （2）物体的体积； （3）物体悬浮时盐水的密度。 17．如图甲，水平地面上有一底面积为400cm2，重为2N的带阀门圆柱形容器（容器壁厚度不计），容器内盛有20cm深的水，一个量程选择合适的弹簧测力计下端用细线挂着一个边长为10cm的不吸水的正方体物块缓慢放入水中，物块的上表面与水面刚好相平，此时测力计示数为10N，如图乙。已知在一定范围内弹簧受到的拉力每减少1N，弹簧的长度就缩短0.6cm（g=10N/kg）求： （1）图甲中水对容器底部的压强是多少？ （2）物体的密度是多少？ （3）打开图乙中容器下端阀门缓慢放出2700cm3水后，此时容器对桌面的压强？ 18．如图甲所示，圆柱形木块A与薄壁圆柱形容器B（质量忽略不计）分别放置于水平桌面上，已知A的密度0.8×103kg/m3，高为20cm，底面积为100cm2，容器B内盛有4cm深的水。小吴从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱块，并将截取部分放入容器B后（假设木块不吸水、液体始终未溢出），木块A和容器B对桌面的压强随截取高度h的变化关系如图乙所示。求： （1）一开始，水对容器B底部的压强； （2）将截取高度h1=2cm的木块C放入B中，待木块C静止后所受的浮力； （3）容器B的底面积。    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）2000Pa；（2）40N；（3）20N；（4）6.0×103kg/m3 【详解】解：（1）若甲内水深0.2m，则水对容器底的压强 （2）由可得，水对容器底的压力为 （3）物体的密度为 因物体的密度 则物体静止时漂浮在水面上，此时受到浮力 （4）因容器是轻质容器，则原来甲容器对地面的压强 由将乙浸没在容器甲的水中后，水不溢出，甲对地面的压强恰为原来的4倍可得 此时甲对地面的压力 且受力面积不变，则有 整理可得 由重力公式和密度公式可得 所以乙物体的质量 由图可知，原来水的深度为容器高度的，由将乙浸没在容器甲的水中后，水不溢出可知，水面上升的高度最多为原来水的深度的，即 且原来容器中水的体积为 则乙物体的最大体积 所以，乙密度的最小值 答：（1）水对容器底的压强为2000Pa； （2）水对容器底的压力为40N； （3）物体静止时受到的浮力为20N； （4）乙密度的最小值为6.0×103kg/m3。 2．（1）1N；（2）1N；（3）0.04m；（4）400Pa 【详解】解：（1）根据阿基米德原理可知，木块受到的浮力 F浮=G排=m排g=0.1kg×10N/kg=1N （2）由图可知，木块漂浮在水面上，因此木块的重力等于木块受到的浮力 G木=F浮=1N （3）由F浮=ρ液V排g可知，木块排开水的体积为 木块浸入水中的深度 （4）木块下底面受到水的压强 p=ρgh浸=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa 答：（1）木块受到的浮力为1N； （2）木块的重力为1N； （3）木块浸入水中的深度为0.04m； （4）木块下底面受到水的压强400Pa。 3．（1）4000Pa；（2）40N；（3）1N 【详解】解：（1）水对容器底部的压强为 （2）水对容器底部的压力为 （3）甲图中木块处于漂浮状态，木块受到的浮力等于自身的重力，木块刚好浸没时，设水面上升的高度为，此时木块浸入水中的体积的变化量为 即 解得，则木块浸入水中的体积的变化量为 木块受到的浮力的变化量为 乙图中木块受到的压力F等于木块受到的浮力的变化量，所以 答：（1）水对容器底部的压强为4000Pa； （2）水对容器底部的压力为40N； （3）F的大小为1N。 4．（1）0.4N；（2）6.4N 【详解】解：（1）金属球排开水的体积 V=V排= 40mL= 40cm3 金属球所受浮力 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×40×10-6 m3=0.4 N （2）由F浮=G-F拉得，金属球在水中时弹簧测力计的示数 F 拉=G-F浮=6.8N-0.4 N=6.4N 答：（1）金属球所受浮力为0.4 N； （2）金属球在水中时弹簧测力计的示数为6.4N。 5．(1)20N (2)2×10-3m3 (3)1.5×103kg/m3 【详解】（1）由图乙可知，弹簧测力计的最大示数F最大=30N，此时物块未浸入水中，则物块重力 G=F最大=30N 物块浸没时弹簧测力计的示数F示=10N，所以物块浸没水中时受到的浮力 F浮=G-F示=30N-10N=20N （2）物块的体积 （3）物块的密度 6．（1）1N；（2）1.25×103kg/m3 【详解】解：（1）圆柱体一半浸没水中，圆柱体对容器底面的压力 F压=F支=G-F浮 受到水的浮力 F浮=G-F压=2.5N-1.5N=1N （2）排开水的体积 圆柱体的体积 V=2V排=2×1×10-4m3=2×10-4m3 圆柱体刚好浸没未知液体中，圆柱体对容器底面的压力刚好为0，受到液体的浮力 F浮′=G=2.5N 排开未知液体的体积 V排′=V=2×10-4m3 未知液体的密度 答：（1）圆柱体一半浸在水中时，所受的浮力大小是1N； （2）未知液体的密度是1.25×103kg/m3。 7．(1) (2)800Pa 【详解】（1）物块漂浮在水面上，它的受到的重力 由得，物块的质量 物块的密度 （2）解法一：由浮力产生的原因 可知物块底部受到的压力 物块底部受到的水的压强 解法二：物块漂浮在水面上时，物块底部浸在水中的深度 物块底部受到的水的压强 8．（1）0.06m；（2）450g；（3）3N；（4）1200 Pa 【详解】解：（1）由图乙知，圆柱体A没有浸入水时，水对容器底的压强是600Pa，根据液体压强公式得，此时容器中水的深度 （2）圆柱形容器下底面积为75cm2，所以水的体积 V水=S1h1'=75cm2×6cm=450cm3 由密度公式得，则未放入圆柱体A时，容器中水的质量 m=ρ水V水=1.0g/cm3×450cm3=450g （3）由图乙知，当圆柱体A下表面浸入水中深度为hA1=6cm时，水对容器底的压强是1000Pa，水刚好充满容器底面积较小的部分，说明圆柱体A排开水的体积正好把容器较小的部分填满，根据液体压强公式得，此时容器中水的深度 则圆柱体A排开水的体积为 V排=S1(h2-h1′)=75cm2×(10cm-6cm)=300cm3 设圆柱体A的底面积是S'，圆柱体A排开水的体积 V排=S'hA1=S'×6cm=300cm3 所以圆柱体A的底面积 S'=50cm2 故当圆柱体A下表面浸入水中深度为6cm时，排开水的体积为 V'排=50×10-4m2×0.06m=3×10-4m3 受到的浮力 F浮=ρ水gV'排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-4m3=3N （4）当圆柱体A下表面浸入水中深度为hA2=10cm时，圆柱体A刚好浸没在水中，可以判断圆柱体A的高度是10cm，当圆柱体A刚好浸没在水中时，设容器的上部分的横截面积是S2，容器上部分水的深度是h3，则有 S1h2+S2h3=V水+V 75cm2×10cm+100cm2×h3=450cm3+500cm3 容器的上部分水的深度是 h3=2cm 则容器中水的深度 h=h2+h3=10cm+2cm=12cm=0.12m 水对容器底部的压强 p1=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa 答：（1）未放入圆柱体A时，容器中水的深度为0.06m； （2）未放入圆柱体A时，容器中水的质量为450g； （3）圆柱体A下表面浸入水中深度为6cm时，受到的浮力为3N； （4）水对容器底部的压强p1为1200 Pa。 9．（1）1N；（2）；（3） 【详解】解：（1）由题意可知，金属零件的重力G=2.7N，把零件浸没在水中时，弹簧测力计的示数F=1.7N，根据称重法，则该零件浸没在水中时受到的浮力为 （2）因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，由可得，该零件的体积为 （3）该零件浸没在某种液体中时，弹簧测力计的示数为1.9N，此时零件受到的浮力为 则该液体的密度为 答：（1）该零件浸没在水中时受到的浮力为1N； （2）该零件的体积为； （3）该液体的密度为。 10．（1）克服深海水产生的巨大压强；（2）7×107Pa， 2.1×106N；（3）4m3 【详解】（1）因为潜水器要到深海处，而深海处的海水压强非常大，所以潜水器的外壳必须能够承受所处位置处的海水所产生的压力，因此“下五洋”最大的困难是潜水艇能否承受巨大的水的压强。 （2）“蛟龙”号至少承受的压强是 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa 海水对该观测孔的压力 F=ps孔=7×107Pa×300×10-4m2=2.1×106N （3）“蛟龙”号受到的浮力 F浮=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×8.2m×3m ×3.4m=836400N “蛟龙号”悬浮时，所受浮力和重力是平衡力，“蛟龙”号最大负载时总重 G=F浮=836400N 由G=mg得总的质量为 所以铁块的质量 铁块的体积为 答：（1）克服深海水产生的巨大压强； （2）海水对“蛟龙号”外壳的压强是7×107Pa，海水对该观察窗口的压力是2.1×106N； （3）压载铁块的体积约为4m3时，才能使“蛟龙”号最大负载时实现悬浮静止状态。 11．（1）30m/s；（2）4000Pa；（3）2.0×106N，200m3 【详解】解：（1）由可得，登陆艇在测试中的行驶速度为 （2）登陆艇满载静止在水平海滩上时，对沙滩的压力等于其受到的重力，即 由可得，登陆艇对海滩的压强为 （3）由题意知，登陆艇满载漂浮在水上时，其受到的浮力等于其自身重力，即 由F浮=ρ液gV排可得，登陆艇此时排开水的体积为 答：（1）登陆艇在测试中的行驶速度30m/s； （2）若该艇底面积约为500m2，登陆艇满载静止在水平海滩上时，对海滩的压强为4000Pa； （3）登陆艇满载漂浮在水上时受到的浮力为2.0×106N和排开水的体积为200m3。 12．（1）1N；（2）3×103kg/m3；（3）100Pa 【详解】解：（1）由图乙可知，圆柱体未浸入水中时弹簧测力计读数即圆柱体的重力 G=F1=3N 圆柱体浸没在水中后弹簧测力计读数F2=2N，由称重法可得，圆柱体浸没在水中时所受到的浮力 F浮=G-F2=3N-2N=1N （2）由F浮=ρ水gV排可得圆柱体浸没时排开水的体积 则圆柱体的体积 V=V排=100cm3 圆柱体的密度 （3）圆柱体沉入水底后水增加的深度为 此时水对容器底部的压强的变化量 p=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m=100Pa 答：（1）圆柱体浸没在水中时所受到的浮力为1N； （2）圆柱体的密度为3×103kg/m3； （3）圆柱体沉入底部时，水对容器底部的压强增加100Pa。 13．7740N 【详解】解：气球在地面附近受到的浮力为 答：这个气球在地面附近所受到的浮力是7740N。 14． 超声波 不能 【详解】（1）[1] [2]潜水器在海水中受到的浮力为 则注入的水的质量为 潜水器受到的总重力为 潜水器下潜的动力为 由图乙可知：下潜速度速度为 得下潜至最大下潜深度所用的时间为 （2）[3]下潜至10000m时，受到的海水压强为 观察窗受到的海水压力为 （3）[4]声呐是利用超声波传递信息的。 （4）[5]潜水器在最大深度处时，受到的压强为 即潜水器在最大深度处时，受到的压强大于高压气罐内气体的最大压强，所以不能利用排水的方式实现上浮。 15．（1）；（2）见解析 【详解】解：（1）圆柱体对容器底部的压强 （2）圆柱体的密度 ①若 ρ<ρ水 向容器内注水，圆柱体刚漂浮，圆柱体对容器底部的压强为零，此时浮力 F浮=G 木块排开水的体积为 木块浸入水中的深度 注入水的体积 注入水的质量 ②若 ρ>ρ水 加水至圆柱体完全浸没，此时浮力最大，圆柱体对底部压强最小，注水质量至少为 m水1=ρ水V柱=ρ水π(R2-r2)h 答：（1）圆柱体对容器底部的压强是； （2）见解析。 16．（1）0.5N；（2）5×10-5m3；（3）1.04×103kg/m3 【详解】解：（1）根据阿基米德原理可知，物体受到的浮力 F浮=G排=0.5N （2）根据F浮=ρ液gV排可得，物体排开的水的体积 因为物体浸没在水中，所以物体的体积 V物=V排=5×10-5m3 （3）因为物体悬浮，所以盐水的密度与物体的密度相等，则盐水的密度 答：（1）物体在水中所受的浮力为0.5N； （2）物体的体积为5×10-5m3； （3）物体悬浮时盐水的密度为1.04×103kg/m3。 17．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）图甲中水对容器底部的压强为 （2）如图乙，物体浸没在水中，排开水的体积等于物体的体积为 物体受到的浮力为 如图乙物体静止，受到平衡力，在竖直方向上物体受到的重力为 则物体的质量为 物体的密度为 （3）由题得，容器中原有水的体积为 如图乙，没有放水前水面的高度为 缓慢放出2700cm3水后，容器中剩下水的体积为 设放水后，弹簧伸长了L1cm，则由题意知，弹簧测力计现在的拉力为 物体此时受到的浮力为 物体此时排开水的体积为 则物体在水下部分的高度为 物体在水面以上的高度为 此时水面的高度为 则水面下降的高度为 即 求得，则此时水面的高度为 此时容器底部受到的水的压力为 则水平桌面受到的压力为 水平桌面受到的压强为 答：（1）图甲中水对容器底部的压强是； （2）物体的密度是； （3）缓慢放出2700cm3水后，此时容器对桌面的压强。 18．（1）400Pa；（2）1.6N；（3）0.02m2 【详解】解：（1）从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱块，并将截取部分放入容器B中，木块A的重力减小，对桌面的压力减小，对桌面的压强减小，同理可知容器B对桌面的压强增大，则下图中a是容器B对桌面的压强随截取高度h的变化图像，b是木块A对桌面的压强随截取高度h的变化图像    当h=0时，容器内水的高度 h水=4cm=0.04m 容器B对桌面的压强为p0，水的体积为V水=SBh水，容器内水的质量为 因薄壁圆柱形容器B的质量不计，所以，容器B对桌面的压力为 容器B对桌面的压强为 （2）从A截取hC=2cm时，截取部分的木块C质量为 木块放入水中处于漂浮状态，木块受到的浮力等于自身的重力为 （3）圆柱形木块A的质量为 木块放入水中处于漂浮状态，木块受到的浮力等于自身重力为 则木块浸入水中的体积为 由图可知当木块A漂浮在水面上时，容器B对桌面的压强为1200Pa，容器B对桌面增加的压强为 则水面上升的高度为 则容器B的底面积为 答：（1）图乙中p0的值为400Pa； （2）将截取高度h1=2cm的木块C放入B中，待木块C静止后所受的浮力为1.6N； （3）容器B的底面积0.02m2。 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 $$