期末复习----浮力计算练习----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

期末复习----浮力计算练习 1．一个不规则实心体，将它悬挂于弹簧测力计下，读出弹簧测力计的示数是3.6N；然后将它全部浸没于水中，不触及容器底部，读出弹簧测力计的示数是2.6N。这个实心体的密度是多少？ 2．用量程足够大的弹簧测力计拉着一个正方体物块，从空中某一高度慢慢放入盛水的容器中，如图甲所示，整个过程中水未溢出，弹簧测力计的示数F随物块下降的高度h变化的图像如图乙所示。水的密度。 (1)正方体物块浸入水中的过程中受到水的最大浮力是多少？ (2)正方体物块刚好浸没在水中时，其下表面受到水向上的压力是多少？ 3．如图甲所示，物体A是边长为0.1m的正方体，物体B是底面积为0.02m2、高为0.8m、质量为8kg的均匀长方体，现将A、B用细线连接（细线质量、体积不计），此时细线拉直但无拉力。已知ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg，求： (1)细线拉直但无拉力时，物体B受到的浮力； (2)若沿水平方向切物体B，切去的高度Δh与细线的拉力F拉的关系如图乙所示，当拉力增大为18N时，物体A对容器底的压力恰好为0，求物体A的密度； (3)从水平方向切物体B，当B剩下多少kg时刚好完全浸没。 4．为防止溺水事故的发生，研究人员研发出了如图所示的救生手环，并在游泳池进行了性能测试。他戴上该手环下潜到湖面下5m处（未接触湖底），打开手环开关，手环瞬间弹出一个体积为的气囊，随后气囊将他带出水面。已知研究员的质量为63kg，密度是，不计手环的质量和体积。（，）求： （1）研究员的体积； （2）气囊完全打开瞬间，研究员与气囊受到的总浮力； （3）为确保安全人浸入水中的体积不能超过总体积的五分之四，人漂浮时，气囊体积至少多大，才能确保研究人员的安全？ 5．黄旭华是中国的“核潜艇之父”，为我国核潜艇事业做出巨大的贡献。核潜艇是国家的战略重器，是维护国家安全的基石之一。如图是核潜艇的外观，其质量高达18000t。核潜艇从海面下潜水到到距离海面的3000m深的海底仅仅需要5min，核潜艇有一个面积为200㎝2观测玻璃窗，便于观察周边环境。（g取10N/kg，ρ海水=1.0×103kg/m3） (1)求核潜艇从海面下潜到3000m深的平均速度； (2)求核潜艇下潜到3000m深时海水对核潜艇的压强； (3)求核潜艇下潜到3000m深时海水对核潜艇观测玻璃窗的压力； (4)核潜艇匀速直线下潜过程中，忽略一切阻力，则核潜艇受到海水的浮力和重力的作用，请你判断浮力的方向，并说出判断的理由。 6．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。 7．如图所示，薄壁烧杯内装质量800g的水，烧杯的底面积是，将一个质量是200g、体积是的实心长方体A用细线吊着，然后将其体积的三分之一浸入烧杯内的水中。（杯内的水在实验过程中始终没有溢出。，）求： (1)长方体A受到的浮力； (2)细线对长方体A的拉力； (3)若剪断细线，待A静止后，水对烧杯底的压强变化量。 8．质量为0.2kg、底面积为0.01、容积为的薄壁容器内装入0.1m深的某液体后，刚好装满，此时容器对桌面的压力为11.76N。 (1)求该液体的质量。 (2)求该液体对容器底部的压强。 (3)若在容器内再放入质量为1.2kg、体积为的实心物块，且物块浸没。求物块静止后容器对桌面压强的增加量。 9．如图所示，一个实心半球体浸没于水中，半球体的体积为，下表面的面积为，下表面距离水面的距离h为0.2m，水的密度为。则半球体上表面所受的水向下的压力（g取） 10．一个质量为0.8kg的物块放到水平桌面上，它与桌面的受力面积为100cm2。小亮用数显推拉力计把该物块压入水中静止，如图所示，这时数显推拉力计的示数为2N，已知水的密度是1×103kg/m3，g=10N/kg，忽略推拉力计的推杆在水中受到的浮力。求： （1）物块对桌面的压强； （2）图中物块受到的水的浮力； （3）物块的密度。 11．杠杆的历史，如同一部波澜壮阔的史诗，诉说着人类智慧与技术的不断进步。自从古希腊科学家阿基米德首次提出杠杆原理，这一简单机械便以其独特的魅力，引领着人类探索物理世界的奥秘。如图所示，AB是一根长为1.6m的不计质量的杠杆，可以绕O点转动，在距O点40cm的B端悬挂有一质量为12kg，边长为20cm的匀质正方体合金块M，杠杆恰好在水平位置平衡。求： (1)合金块M的密度； (2)A端施加的竖直向下的拉力多大； (3)若将M完全浸没在某种液体中，杠杆仍在水平位置平衡，此时A端施加的竖直向下拉力，求该液体的密度． 12．在一个足够高的底面积为S的柱形容器内盛有足量的水，在容器的底部固定一个滑轮，让细线绕过滑轮，一端和弹性较好的薄壁气球（均匀膨胀、厚度不计）相连接，气球内充有质量为m的气体，细线的另一端和弹簧测力计相连接，如图所示。用弹簧测力计竖直向上匀速把气球从水面上拉到刚好浸没，容器内液面上升了h（忽略细线的质量以及滑轮间的摩擦力，水的密度用ρ水表示，g为已知量）求： (1)此时容器底部受到水的压力增加多少? (2)请你回答：气球全部浸没水中后，继续匀速拉动弹簧测力计，其示数是增大还是减小?简要回答你的理由。 (3)气球浸没，当弹簧测力计示数为F时停止拉动，静止时气球内气体的密度是多少? 13．如图所示，底面积为100cm2的圆柱形容器内盛有一定量的水，将一重力为6N的木块A放入水中，再将另一重力为2N的合金块B放在木块A的上方，此时木块A恰好有的体积浸入水中（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。求： （1）此时木块A受到的浮力大小； （2）木块A的密度； （3）若取走合金块B，水对容器底部压强的变化量。 14．如图所示，094型战略核潜艇是我国自行设计建造的第二代弹道导弹核潜艇，是我国建造的排水量最大的潜艇，于2018年服役于中国人民解放军北海和南海舰队，其设计排水量约为，若在某次巡航过程中此核潜艇下潜到400米深处的海域航行，在10min内行驶过的路程为6km，，求： (1)核潜艇在这段时间的平均速度； (2)核潜艇处于400米深处时受到海水的压强； (3)核潜艇在400米深处时受到的浮力。 15．如图甲所示，某同学用弹簧测力计挂着实心圆柱体，将其从底面刚好与水面接触（未浸入水）逐渐放入水中，图乙所示是圆柱体下放过程中弹簧测力计示数随圆柱体下表面下降距离的变化情况。（ρ水=1×103kg/m3，g取10N/kg）求: （1）圆柱体受到的最大浮力？ （2）圆柱体的密度？ （3）圆柱体的底面积为多大？ 16．在底面积为S1的圆柱形容器中注入水，把一横截面积为S2、高为h、密度为ρ物的圆柱体放入水中，圆柱体静止后漂浮在水面上（图所示），此时容器中的水深为H。水的密度为ρ水。要求： （1）画出圆柱体漂浮在水中时竖直方向受力示意图； （2）求圆柱体在水中漂浮时受到的浮力； （3）求放入圆柱体前，水对容器底部的压力。 17．重力为2牛，底面积为2×10－2米2的圆柱形容器放在水平地面上，容器内水的深度为0.1米。求： (1)求水对容器底部的压强 和压力 ； (2)求容器对桌面的压力 和压强 ； (3)若将此容器放在面积为4×10－2米2的正方形木板中央，并置于水平地面上。现有物体A、B、C（其密度、体积的关系如表所示），请选择一个，当把物体浸没在容器内水中后（水不会溢出），可使水对容器底部压强的增加量Δp水与水平地面受到的压强增加量Δp地的比值最小： 物体 密度 体积 A ρ 2V B 3ρ V C 2ρ 1.5V ①选择 物体（选填“A”、“B”或“C”）； ②求Δp水与Δp地的最小比值 。 18．如图甲所示，一个不计外壁厚度且足够高的柱形容器放在水平桌面上，容器中立放着一个底面积为、高为、质量为均匀实心长方体木块A，A的底部与容器底用一根细绳连在一起。现慢设向容器中加水，当加入的水时，木块A对容器底部的压力刚好为0，如图乙所示，此时容器中水的深度为，求： （1）当木块A对容器底部的压力刚好为0时，A受到的浮力； （2）木块A的密度； （3）若继续缓慢向容器中加水，当容器中的水的总质量为时，停止加水，如图丙所示。此时将与A相连的细绳剪断，已知细绳剪断前后木块静止时，水对容器底部压强的变化量为。求细绳的长度。（整个过程中无水溢出，细绳不可伸长） 19．起重船的工作就是将重物起吊移至指定位置。为了防止起重船吊装重物时发生倾斜，在起重船的船体两侧建造了由许多小舱室组成的水舱。起重船吊起重物后，就通过抽水机将一侧水舱里的水抽向另一侧水舱来保持起重船平衡，示意图如图乙所示。小海实际了一种用力传感器感知出水量的长方体水舱模型，其底面积为2m2，示意图如图丙所示，其中A是固定的力传感器，能够显示B对它的压力或拉力的大小；B是质量和即均可忽略的细直杆，B的上端固定在A上，下端固定在物体C上；物体C为质量20kg、高度为2m的圆柱体。水舱中装有4.2m3的水，抽水机将水抽出的过程中，力传感器示数F的大小随抽出水的体积V变化的图像如图丁所示，已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，取10N/kg，试求： (1)物体C的重力； (2)物体C的体积； (3)当力传感器示数为0时水舱中水的深度。 20．如图所示，一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在水中，上表面受到水的压力F1为5N，下表面受到水的压力F2为15N，两侧受到水的压力相等。求： （1）正方体受到的浮力； （2）正方体下表面受到水的压强。 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 《期末复习----浮力计算练习----2024-2025学年人教版物理八年级下学期》参考答案 1．3.6×103kg/m3 【详解】解：由题意可知，实心体的重力为G=3.6N，将它全部浸没于水中，不触及容器底部，读出弹簧测力计的示数是2.6N，由称重法可知，实心体受到的浮力为 F浮=G-F=3.6N-2.6N=1N 由可知，实心体排开水的体积为 实心体的体积 V物=V排=10-4m3 实心体的质量 这个实心体的密度是 答：这个实心体的密度是3.6×103kg/m3。 2．(1)80N (2)80N 【详解】（1）正方体物块浸入水中的过程中受到水的最大浮力是 （2）由浮力的产生原因得 刚浸没时，正方体物块上表面受到的压力为 此时正方体物块下表面受到水向上的压力是 3．(1)80N； (2)； (3)1.8kg 【详解】（1）细线拉直但无拉力时，物体B处于漂浮状态，浮力等于重力，所以物体B受到的浮力为 （2）物体A的体积 因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等， 所以，物体A受到的浮力 当拉力增大为18N时，物体A对容器底的压力恰好为0，此时物体A受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力以及竖直向上的拉力， 由平衡力的知识知，物体A的重力为 由G=mg知物体A的质量为 物体A的密度为 （3）B的密度为 当B物体刚好完全浸没时，设从物体B上水平切去一部分后，B剩余的体积为VB′。由图乙可知，当B截取到一定程度时，细绳的拉力为18N不变，当B截取到刚好完全浸没时，将A、B看作一个整体，这个整体处于悬浮状态，浮力等于重力，则有F浮′=GA+GB′，即 代入数据得 10N+1.0×103kg/m3×10N/kg×VB′=28N+0.5×103kg/m3×10N/kg×VB′ 解得VB′=3.6×10-3m3， 则B刚好完全浸没时剩下的质量为 4．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）研究员的体积为 （2）气囊完全打开瞬间，研究员和气囊浸没在水中受到总浮力为 （3）人漂浮时，受到的浮力等于自身重力，此时排开水的体积为 气囊的体积 答：（1）研究员的体积为； （2）气囊完全打开瞬间，研究员与气囊受到的总浮力为930N； （3）为确保安全人浸入水中的体积不能超过总体积的五分之四，人漂浮时，气囊体积至少为，才能确保研究人员的安全。 5．(1) (2) (3) (4)见解析 【详解】（1）核潜艇从海面下潜水到到距离海面的3000m深的海底仅仅需要5min，核潜艇从海面下潜到3000m深的平均速度为 （2）核潜艇下潜到3000m深时海水对核潜艇的压强 （3）根据压强公式，核潜艇下潜到3000m深时海水对核潜艇观测玻璃窗的压力 （4）浮力的方向是竖直向上的，因为潜艇做匀速直线运动，在忽略其他阻力的条件下，潜艇处于平衡状态，受到的浮力和重力是一对平衡力，大小相等，方向相反，因重力的方向竖直向下，所以浮力的方向是竖直向上的。 6．(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。 7．(1)1N (2)1N (3)100Pa 【详解】（1）实心长方体A的体积浸入烧杯内的水中时排开水的体积为 长方体A受到的浮力为 （2）长方体A的重力为 对物体A受力分析可知，物体A受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力以及绳子对物体A的拉力，根据力的平衡条件可知，细线对物体A的拉力 （3）若剪断细线，由于长方体全部浸没时受到的浮力为 根据物体的浮沉条件可知，长方体会先上浮，待A静止后，长方体A处于漂浮状态，长方体A漂浮时受到的浮力 根据阿基米德原理可知，漂浮时排开水的体积 与A体积浸没时相比排开水的体积增加量 由可知，烧杯内水面上升的高度 水对烧杯底的压强增大量 8．(1)1kg (2)784Pa (3)392Pa 【详解】（1）液体的重力为 液体的质量为 （2）液体的密度为 液体对容器底部的压强为 （3）放入实心物块后，溢出液体的体积等于实心物块的体积，为，则溢出液体的重力为 则物块静止后容器对桌面增加的压力为 容器对桌面压强的增加量为 9．28 【详解】半球体浸没于水中，半球体所受的浮力 下表面受到的水的压强 下表面受到的水的向上压力 根据浮力产生的原因可知半球体上表面所受的水的向下的压力 10．（1）800Pa；（2）10N；（3）0.8×103kg/m3。 【详解】解：(1)物块对水平桌面的压力为 所以物块对桌面的压强为 小亮用数显推拉力计把该物块压入水中静止时，物块受到的水的浮力为 由阿基米德原理可知，物块的体积为 所以物块的密度为 答：(1）物块对桌面的压强为800Pa； (2）图中物块受到的水的浮力为10N； (3）物块的密度为0.8×103kg/m3。 11．(1) (2)40N (3) 【详解】（1）合金块M的密度为 （2）由杠杆平衡条件可知 则 （3）若将M完全浸没在某种液体中，杠杆仍在水平位置平衡，此时A端施加的竖直向下的拉力，则 即 解得。将M完全浸没在某种液体中，M排开液体的体积等于自身体积，由公式可知，该液体的密度为 12．(1)ρ水ghS (2)变小 (3) 【详解】（1）容器内液面上升了h，容器底部受到水的压强增加，容器底部受到水的压力增加为 （2）减小，因为气球受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和拉力的作用，当匀速拉动时受到平衡力的关系，即F拉=F浮－G，在拉动过程中，气球所处的深度变大，气球受到水的压强变大，体积会变小，浮力会变小，而重力一定，拉力就会减小。 （3）当弹簧测力计示数为F时，气球所受浮力为 由阿基米德原理可知气球内气体的体积为 气球内气体的密度是 13．（1）8N；（2）0.6×103kg/m3；（3）200Pa 【详解】解：（1）由图可知，A物体的重力为，B物体的重力为，A、B整体漂浮在水面上，则此时木块A受到的浮力为 （2）由阿基米德原理可知，此时木块A排开水的体积为 所以木块A的体积为VA满足 故 根据公式 可知木块A的密度为 （3）容器底部面积为 因为容器为柱形容器，A、B整体漂浮在水面上，所以水对容器底的压力等于A、B及水的重力之和，若取走B，水对容器底部压力减小量为 所以取走B，水对容器底部压强的减小量为 答：（1）此时木块A受到的浮力大小为8N； （2）木块A的密度为0.6×103kg/m3； （3）若取走合金块B，水对容器底部压强的变化量为200Pa。 14．(1)10m/s (2) (3) 【详解】（1）核潜艇在这段时间的平均速度为 （2）核潜艇在400米深处时受到海水的压强为 （3）核潜艇在400米深处时受到的浮力为 15．（1）1N；（2）；（3） 【详解】解：（1）由乙图可知，当圆柱体未浸入水中时，圆柱体受到弹簧测力计的拉力等于重力，所以圆柱体的重力为3N；当圆柱体完全浸没在水中时，弹簧测力计对圆柱体的拉力为2N，此时圆柱体受到的浮力最大，由称重法可知，圆柱体受到的最大浮力为 （2）当圆柱体完全浸没在水中时，圆柱体排开水的体积等于圆柱体的体积，圆柱体的体积为 圆柱体的质量为 圆柱体的密度为 （3）由乙图可知，圆柱体从刚碰到水面到完全浸没，下沉了5cm，说明圆柱体的高为 由可知，圆柱体的底面积为 答：（1）圆柱体受到的最大浮力为1N； （2）圆柱体的密度为； （3）圆柱体的底面积为。 16．（1） （2）ρ物S2hg；（3）ρ水S1Hg-ρ物S2hg 【详解】解：（1）圆柱体漂浮在水面上，受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力的作用，处于平衡状态，这两个力是一对平衡力，大小相等，作用点在圆柱体的重心。作图如下：    （2）圆柱体的重力 G=mg=ρ物S2hg 圆柱体漂浮时，所受的浮力等于本身的重力，所以 F浮 = G=ρ物S2hg （3）圆柱体漂浮时，排开水的体积 容器中水的深度为H时，水及浸入水中的圆柱体的总体积 V水总=S1H 放入圆柱体前，水的体积 容器是圆柱形，此时，水对容器底部的压力 答：（1）略； （2）圆柱体在水中漂浮时受到的浮力为ρ物S2hg； （3）放入圆柱体前，水对容器底部的压力为ρ水S1Hg-ρ物S2hg。 17．(1) 980帕 19.6牛 (2) 21.6牛 1080帕 (3) B 2ρ水：3ρ 【解析】【小题1】[1]水对容器底部的压强为 [2]水对容器底部的压力为 【小题2】[1]容器对桌面的压力为 [2]容器对桌面的压强为 【小题3】[1]将物体浸没在水中，物体会受到浮力的作用，力的作用是相互的，物体对液体会施加一个等大的压力，此时液体对容器底部增加的压强和木板对地面增加的压强原因是因为物体施加的压力，且物体受到的浮力越大，压力越大，若要使水对容器底部压强的增加量Δp水与水平地面受到的压强增加量Δp地的比值最小，则需要使物体受到的浮力小，由可知，物体的体积越小，则浮力越小，因此应选用B物体。 [2]Δp水与Δp地的最小比值为 18．（1）9N；（2）；（3）6cm 【详解】解：（1）当木块A对容器底部的压力刚好为0时，木块受到的浮力等于木块的重力，即 （2）木块的体积 木块的密度 （3）剪断细绳后，A漂浮，所受的浮力等于自身的重力为9N。排开水的体积 细绳剪断后，木块静止时，水对容器底部压强变化量为150Pa，则水的深度变化量 剪断细绳时，木块排开水体积的变化量 剪断细绳前，木块排开水的体积 木块在水下面的深度 若木块浸入水中部分加入水，加入的水的质量 杯中水与加入水的总质量 m总=m水1+m1=4500g+1350g=5850g 则杯中水的深度 细绳的长度 答：（1）当木块A对容器底部的压力刚好为0时，A受到的浮力为9N。 （2）木块A的密度； （3）细绳的长度为6cm。 19．(1)200N (2) (3)0.9m 【详解】（1）物体C的重力 （2）由图丁得，力传感器的最大示数为300N，此时C浸没在水中，此时C受到的浮力最大为 此时C排开水的体积等于C的体积，为 （3）由图丁得，当抽出的水位为4m3后，力传感器的示数一直保持不变，说明抽出的水位为4m3时，C的下表面露出水面，此时力传感器的示数等于C的重力200N，C下表面与水舱底部的深度为 当力传感器示数为0时，C受到的浮力等于重力，即 由得，此时C排开水的体积为 C的横截面积为 此时C进入水中的深度为 则当力传感器示数为0时水舱中水的深度 20．（1）10N；（2）1.5×103Pa 【详解】解：（1）由浮力产生的原因可知，正方体受到的浮力 F浮=F2-F1=15N-5N=10N （2）正方体下表面离水面深度 h=10cm+5cm=15cm=0.15m 正方体下表面受到的压强 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa 答：（1）正方体受到的浮力为10N； （2）正方体下表面受到水的压强1.5×103Pa。 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 $$