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．如图所示，放置在水平桌面上的实心均匀物体A、B和薄壁容器C均为正方体，容器C内装有一定量的水，相关数据如表所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg。忽略物体吸附液体等次要因素，若计算结果除不尽保留一位小数。 正方体A 正方体B 正方体容器C 容器中的水 高度 10 20 30 质量 2 6.4 4.5 （1）最初容器中的水对容器底的压强； （2）先将B放入C中，B静止时水对容器底部的压强相比放入前增加了400Pa，请判断B在水中的状态并说明理由【提示：漂浮、悬浮或沉底（浸没、未浸没）等】； （3）再将A重叠静置在B上，A、B的重心始终在同一竖直直线上，继续向C中加水，继续注水质量为千克（取值不确定），求水对容器底部的压强随变化的函数关系式。    2．如图所示，足够大的容器放在水平桌面上，容器内盛有某种液体。用弹簧测力计通过细线提着棱长为10cm、重为20N的正方体物块，将物块缓慢浸入液体直至浸没的过程中（未触底），弹簧测力计的最小示数为8N。求：（g取10N/kg） （1）物块浸没在液体中时受到的浮力； （2）容器中液体的密度； （3）剪断细线，物块静止时对容器底的压强。      3．如图所示，底面积为100cm2的烧杯装水后的总质量为2kg．现将质量0.5kg的木块浸入水中．（g=10N/kg，木块的密度为0.5g/cm3）请你思考回答问题： （1）木块静止时，所受的浮力为多大？浸在水面下的体积为多少？ （2）烧杯对水平面的压强是多大？ 4．一带阀门的圆柱形容器，底面积是200cm2，装有12cm深的水，当把边长为10cm，重为20N的正方体M用细绳悬挂放入水中时，有的体积露出水面，如图所示．求： （1）正方体M受到的浮力； （2）水对容器底部的压强； （3）若从图示状态开始，通过阀门K缓慢放水，当容器中水面下降了3cm时，细绳刚好被拉断，则细绳能承受的最大拉力是多少？ 5．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？ 6．今年春，我省出现罕见旱情，部分河流出现极枯水位，赣江、抚河水位甚至突破历史最低值．响应政府号召，不少地方采取开挖机电井进行抗旱．某村在山脚下挖了一深20m的井，水深2m．村民们用如图所示的装置提取一桶水，已知金属桶的质量为1.5kg，容积为2L．在匀速提起桶的过程中，桶露出水面前的拉力为10N．（绳子与滑轮间的摩擦及绳重不计，g=10N/kg）． （1）水底受到水的压强多大？ （2）金属桶浸没在水中时受到的浮力多大？ （3）完全露出水面后，拉力变为多大？ 7．如图所示是我国制造的超大型集装箱船“中远海运室女座”号，型宽58.6m，最大吃水深度16m，满载时的排水量为20万吨，船的甲板面积接近4个标准足球场。而我国的辽宁舰航母的满载排水量为6.09万吨，也就是说“中远海运室女座”比3艘辽宁舰还大。（ρ水=1.0×103 kg/m3，g取10N/kg） （1）请计算“中远海运室女座”满载时船受到的浮力； （2）请计算最大吃水深度时“中远海运室女座”船底受到水的压强大小。    8．如图甲是放在水平桌面上的空腔“浮沉子”的示意图，“浮沉子”的底面积为5cm2，此时“浮沉子”对桌面的压强为3×103 Pa；图乙是一盛有水的薄壁柱形容器（容器足够高），底面积为50cm2，水深为52cm。将空腔“浮沉子”放入水中时恰好悬浮。（g取10N/kg；水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3）求： （1）“浮沉子”的质量； （2）“浮沉子”在水中悬浮时，水对容器底的压强； （3）用图乙容器中的水充满“浮沉子”的空腔后，将“浮沉子”再次置于水中，“浮沉子”下沉到容器底部，此时水的深度为54cm，求此时“浮沉子”对容器底的压力大小。    9．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。（ρ海水=1.03×103kg/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0.5m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30天随海水漂流了近400公里，则该浮标工作时移动的平均时速为多少？（保留两位小数） (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。 10．物体A的体积是2×10﹣3m3，将它放入水中，露出水面的体积是整个体积的四分之一，物体下表面距液面0.15m，如图所示．（g取10N/kg）求： （1）物体A所受的浮力是多少？     （2）物体A的密度是多大？     （3）物体下表面受到的液体压强有多大？     （4）在A上放一个多重的物体可以使A刚好全部浸入水中？ 11．如图所示，薄壁圆柱形容器放在水平台上，容器的底面积，高。边长的正方体A置于容器内。底面积，高的长方体B通过一轻质不可伸长的细线悬挂于容器上方。向容器中缓慢注水，细绳的拉力大小与图中水的体积的关系图像如图所示。A、B质量均匀，，常数g取。 （1）求注水前A的上表面到B的下表面的距离L。 （2）剪断图丙中细线，待A、B静止后，请分析A平衡时的状态，并求出这个过程中水对容器底部压强的变化量。 （3）平衡时A与B的接触面水平，求A对B的支持力。 12．如图所示，盛满水的轻质薄塑料杯放置在水平桌面上．塑料杯容积为 3×10-4m3、底面积为 2×10-3m2，高为 0.1m．将体积为 8×10-6m3、重为 0.04N 的正方体物块放入水中．水的密度为 1×103kg/m3，g 取 10N/kg，忽略杯重．求: （1）画出物块在水中静止时的受力分析图； （2）放入物块后，水对杯底的压强； （3）物块静止在水中时，杯子对桌面的压力． 13．底面积为 100 cm²的柱形容器内盛有适量的水，现将含有石块的冰块投入其中，恰好悬浮（如图所示），此时水位上升了5.4cm；当水中冰块全部熔化后，相比熔化前水对容器底部的压强改变了 50 Pa。（ρ水=0.9×103kg/m3）求： (1)冰块悬浮在水中时所受的浮力； (2)石块的密度。 14．2020年4月22日，我国第二艘075型两栖攻击舰在上海某造船厂下水，该舰舰长250 m，宽30 m，具有4个直升机起降点，满载排水量40000 t。（海水密度取l×103kg/m3，g取10 N/kg）问： (1)当075型两栖攻击舰行驶到某海域时，舰底受到的海水压强为7. 2×104Pa，此时舰底所处的深度为少? ( ) (2)当075型两栖攻击舰满载行驶在海面上时，其所受的浮力为多少? ( ) (3)当一架质量为13 t的舰载直升机从075型两栖攻击舰的甲板上起飞后，两栖攻击舰所受的浮力将 （选填“变大”或“变小”）。两栖攻击舰排开水的体积变化了多少？ ( ) 15．如图所示，一个底面积为200cm2的盛水柱形容器放在水平桌面上，容器内有一个底面积为20cm2，高为25cm的长方体木块浸没在水中，木块通过细线与容器底部相连，细线对木块的拉力为2N，若细线的质量和体积不计，求： （1）木块在水中浸没时受到水的浮力为多大？ （2）木块的密度为多大？ （3）若剪断细线待木块静止后，木块下表面受到水的压强是多大？ （4）若剪断细线待木块静止后，容器内水面会降低多少？    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&amp;#xA;》参考答案 1．（1）500Pa；（2），所以B未浸没在水中；（3）见解析 【详解】解：（1）容器里水的重力为 由于容器C是正方体容器，则水对容器底的压力为 容器C的底面积为 水对容器底的压强为 （2）根据得到，B放入C中后，水面上升的高度为 C中水的体积为 水的深度为 B的边长为，B的体积为 水面升高，说明B排开水的体积为 由于，所以B未浸没在水中；此时B受到的浮力为 已知，则B的重力为 由于，以B沉底，但未浸没在水中； （3）由于将A重叠静置在B上之前B沉底水的深度为 A的边长为，A的体积为 AB总的体积为 AB总的重力为 假设AB漂浮时，则 排开水的体积为 因，所以物体AB必漂浮；此时B浸没在水中，A浸入的深度为 此时C中水的深度为 由上分析知道，水的深度 时B沉底没有漂浮， AB开始漂浮，则 ①时，则水的深度 则水对容器底部的压强 ②时，则水的深度 ③将A重叠静置在B上之后，当水的深度小于时，此时水对容器底部的压强为 当向C中添加质量为的水时，增加水的体积为，增加的深度 增加的水的压强为 此时水对容器底部的压强 C中能够容纳的水的最大质量 否则水将溢出。 当时，继续加水，水将溢出，水的深度始终保持30cm，则水对容器底部的压强 故当时，水对容器底部的压强 当时，水对容器底部的压强 答：（1）最初容器中的水对容器底的压强为500Pa； （2）由于GB＞FB浮，所以B沉底，由于VB＞VB排，所以B未浸没在水中； （3）当0≤mx≤12.4kg时，水对容器底部的压强；当时，水对容器底部的压强3000Pa。 2．（1）12N；（2）；（3）800Pa 【详解】解：（1）由称重法知物块浸没在液体中时受到的浮力为 （2）正方体物块的体积为 由于正方体完全浸没，所以排开液体的体积等于正方体的体积， 根据阿基米德原理知，液体的密度为 （3）剪断细线时，由于物块的重力大于浮力，所以物体会下沉直至沉底，物块静止时受竖直向下的重力、竖直向上的浮力和竖直向上的支持力，所以支持力为 由于容器底对物块的支持力与物块对容器底的压力是一对相互作用力，大小相等，所以物块对容器底的压力为 物块静止时对容器底的压强为 答：（1）物块浸没在液体中时受到的浮力为12N； （2）容器中液体的密度为； （3）剪断细线，物块静止时对容器底的压强为800Pa。 3．略 【详解】（1）木块静止时，受竖直向下的重力G，竖直向上的浮力F浮，则它们是一对平衡力，由平衡条件，得：F浮=G=mg=0.5kg×10N/kg=5N；由阿基米德原理知，木块受的浮力F浮=ρ水gV排，则木块浸在水面下的体积V=V=F浮/ρ水g=5N/1×103kg/m3×10N/kg=5×10-4m3=500cm3；（2）木块浸入水中后，烧杯受竖直向下的重力G'，竖直向上的支持力FN而处于平衡状态，由平衡条件得：FN=G'=（m+m木）g=（2kg+0.5kg）×10N/kg=25N，FN与烧杯对水平面的压力F'N是作用力与反作用力，所以F'N=FN=25N，烧杯与水平面的接触面积S=100cm2=0.01m2，烧杯对水平面的压强P=F′N/S=25N/0.01m2=2.5×103Pa． 4．（1）8N；（2）1600Pa；（3）15N 【详解】解：（1）由题意知，正方体M用细绳悬挂放入水中时，有的体积露出水面，则排开水的体积为 则正方体M受到的浮力 F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×8×10-4m3×10N/kg=8N （2）设M放入水中后水深为h'，则有 Sh'=Sh+V排1 则 此时水对容器底部的压强 p=ρg h'=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa （3）原来石块M浸入水中深度为 水面下降3cm时正方体M浸入水中深度为 h2=h1-3cm=8cm-3cm=5cm 则 V排1=h2L2=5cm×(10cm)2=500cm3=5×10-4m3 此时受到的浮力 F浮1=ρ水V排1g=1.0×103kg/m3×5×10-4m3×10N/kg=5N 则细绳能承受的最大拉力是 Fmax=G-F浮1=20N-5N=15N 答：（1）正方体M受到的浮力为8N； （2）水对容器底部的压强为1600Pa； （3）细绳能承受的最大拉力是15N。 5．（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。 6．（1）2×104Pa；（2）5N；（3）35N． 【详解】(1)水底受到水的压强：p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2m＝2×104Pa，(2) 桶的重力：G桶＝mg＝1.5kg×10N/kg＝15N∵全露出水面后,拉力为10N,所以金属桶受到的浮力：F浮＝G桶−F1＝15N−10N＝5N(3)水桶中水的重力G水＝gV水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10−3m3,＝20N, 完全露出水面后，拉力F＝15N+20N＝35N 7．（1）2×109 N；（2）1.6×105 Pa 【详解】解：（1）根据阿基米德原理，“中远海运室女座”满载时船受到的浮力为 （2）最大吃水深度时“中远海运室女座”船底受到水的压强大小为 答：（1）“中远海运室女座”满载时船受到的浮力为； （2）最大吃水深度时“中远海运室女座”船底部受到水的压强大小为。 8．（1）0.15kg；（2）5.5×103 Pa；（3）1N 【详解】解：（1）由得，“浮沉子”放在水平桌面上时，对桌面的压力为 因“浮沉子”静止在水平桌面上，则“浮沉子”的重力 由得，“浮沉子”的质量 （2）因为“浮沉子”在水中悬浮，则有 根据阿基米德原理可知，“浮沉子”排开水的体积为 水面升高的高度为 水面的高度为 水对容器的压强为 （3） “浮沉子”充满水后，所受浮力减小，根据阿基米德原理可知，此时受到的浮力为 “浮沉子”处于静止状态，容器底部对“浮沉子”的支持力 浮沉子对容器的压力大小为 答：（1） “浮沉子”的质量为； （2） “浮沉子”在水中悬浮时，水对容器底的压强为； （3） “浮沉子”对容器底的压力大小为1N。 9．(1)；(2)；(3)；（4)可采取太阳能发电供给能源 【详解】(1) 浮标受到的浮力 (2) 传感器探测到的海水压强为 (3) 400公里等于400km 浮标工作时移动的平均时速为 (4)太阳能是清洁能源，基本每天可持续12小时照射。 答：(1) 浮标受到的浮力。 (2) 传感器探测到的海水压强为。 (3) 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。 10．（1）15N； （2）0.75×103kg/m3； （3）1.5×103Pa； （4）5N； 【详解】解：（1）物体排开水的体积： V排=V浸=V球﹣V露=v球=×2×10﹣3m3=1.5×10﹣3m3， 物体受到的浮力： F浮=ρ水V排g =1×103kg/m3×1.5×10﹣3m3×10N/kg =15N； （2）∵物体漂浮在水面上， ∴F浮=G， 即： ρ水gV=ρ物gV， ∴ρ物=ρ水=×1×103kg/m3=0.75×103kg/m3； （3）物体下表面受到的压强： p=ρgh =1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m =1.5×103Pa； （4）物体刚全浸入水排开水的体积： V排′=V=2×10﹣3m3， 此时物体受到的浮力： F浮′=ρ水V排′g =1×103kg/m3×2×10﹣3m3×10N/kg =20N； ∵F浮′=G+GA， ∴物体A的重： GA=F浮′﹣G=20N﹣15N=5N． 答：（1）物体A所受的浮力是15N； （2）物体A的密度是0.75×103kg/m3； （3）物体下表面受到的液体压强有1.5×103Pa； （4）在A上放一个5N重的物体可以使A刚好全部浸入水中． 11．（1）；（2）A将沉底，；（3）5N 【详解】解：（1）根据题中信息，由体积关系得 即 解得 （2）分析甲图和图像可得，分析乙、丙图和图像，由体积关系可得，乙图中液面到B下表面的距离为 在甲、乙图中，A没入水中的深度为 由乙和图像可知，A刚好漂浮，则A受到的重力 剪断细线后，A、B一起下沉，将A、B当做一个整体，假设沉底，B没入水中的深度为，由体积关系得 即 解得 则B此时排开水的体积为 A、B整体受到的浮力 所以假设成立，故剪断细线后，A将沉底；分析可得，水面上升的距离 水面上升过程中水对容器底压强的变化量为 （3）B受到的浮力 所以A对B的支持力 答：（1）求注水前A的上表面到B的下表面的距离L为； （2）剪断图丙中细线，待A、B静止后，A将沉底，这个过程中水对容器底部压强的变化量为； （3）平衡时A与B的接触面水平，求A对B的支持力。 12．（1）（2）1000Pa（3）3N 【详解】（1）物块重力为G= 0.04N，则其质量为m===0.004kg，则物块的密度为ρ物===0.5×103kg/m3．因ρ物<ρ水，所以将此物块放入杯中水里后，其最终是处于漂浮的．则物块静止时受到重力和浮力两个力作用，且浮力大小等于重力大小．示意图如图： （2）因塑料杯原来是盛满水的，所以当放入物块后，杯中水会溢出，水面高度仍然与杯口相平，即水的深度等于杯子的高度h=0.1m，则水对杯底的压强为p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa． （3）放入物块前，杯中水的重力为G水=m水g=ρ水V水g=ρ水V容g=1×103kg/m3×3×10-4m3×10N /kg=3N，则此时杯子对水平桌面的压力为F= G水=3N．放入物块后，由于物块是漂浮的，则物块受到水的浮力等于物块的重力，即F浮= G物；再根据阿基米德原理，F浮= G排，则证明G物= G排，即将物块放入水中后，溢出水的重力刚好等于物块的重力，所以放入物块后杯子对水平桌面的压力为F’= G水+ G物- G排= G水=3N，即放入物块前后杯子对水平桌面的压力是相等的． 13．(1) ；(2) 【详解】解：(1)根据阿基米德原理得冰块悬浮在水中时所受的浮力 (2)由悬浮条件可得石块和冰块受到的浮力 冰熔化后，水位下降的高度 水位下降就是由于等质量的冰化成水，体积减小引起的，即 石块的质量 石块的体积 石块的密度 答：(1)冰块悬浮在水中时所受的浮力是； (2)石块的密度是。 14． 7.2m 4×108N 变小 13m3 【详解】(1)[1]舰底所处的深度 =7.2m (2)[2]由阿基米德原理可知 F浮=G排=m排g=40000×103kg×10N/kg=4×108N (3)[3]两栖攻击舰始终漂浮，当直升机飞离甲板时，总重力减小，而物体漂浮时，浮力等于重力，因此两栖攻击舰所受的浮力变小。 [4]由二力平衡可知 ΔF浮=ΔG=Δmg=13×103kg×10 N/kg=1.3×105N 由F浮=ρgV排可得，两栖攻击舰排开水的体积变化量 ΔV==13m3 15．（1）5N；（2）0.6g/cm3；（3）1500Pa；（4）0.01m 【详解】解：（1）木块浸没在水中时排开水的体积 V排=V木=20cm2×25cm=500cm3=5×10-4m3 此时木块受到的浮力 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N （2）图中，木块的重力加上细线的拉力等于木块受到的浮力，即 G+F拉=F浮 木块重力 G木=F浮-F拉=5N-2N=3N 木块质量 木块的密度 （3）因为木块密度小于水的密度，所以剪断细线，待木块静止后处于漂浮状态，此时木块受到的浮力 F浮′=G木=3N 木块下表面受到的压力 F压=F浮′=3N 木块下表面受到的压强 （4）剪断细线，待木块静止后受到的浮力F浮′=5N，由F浮=ρ水gV排得木块漂浮时排开水的体积 排开水的体积减小值 ΔV排=V排-V排′=5×10-4m3-3×10-4m3=2×10-4m3 液面下降的深度 答：（1）木块在水中浸没时受到水的浮力为5N； （2）木块的密度为0.6g/cm3； （3）若剪断细线待木块静止后，木块下表面受到水的压强是1500Pa； （4）若剪断细线特木块静止后，容器内水面会降低0.01m。 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 $$