5.1假期作业：浮力计算 专项训练 -2025-2026学年人教版物理八年级下学期

**基本信息** 聚焦浮力计算核心考点，通过生活情境应用题系统覆盖浮力公式、浮沉条件、压强计算等知识，注重知识逻辑与实际问题结合，培养物理观念和科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |浮力基础计算|第5、8(1)题|直接应用F浮=ρ液gV排、p=ρgh|从浮力定义到公式推导，建立压强与浮力的关联| |浮沉条件应用|第1、3、12题|漂浮/悬浮状态分析，结合排水量、载重变化|通过浮沉条件建立浮力与重力关系，体现运动和相互作用观念| |综合计算|第2、7、11题|多知识点融合（压力差法、密度测量、体积变化）|从单一公式应用到多原理综合，培养科学推理和模型建构能力|

2025-2026学年人教版初中物理八（下）5.1假期作业：《浮力计算》专项训练 一、计算题 1．如图甲所示，物理实践小组设计了一款水陆双栖的双浮筒飞机模型，浮筒可在竖直方向上下移动，使飞机在载重变化时保持机身吃水深度不变，增强稳定性。如图乙所示，每个浮筒可看作规则的实心长方体，长20cm、宽4cm、高6cm，飞机总质量（含浮筒）为，空载时浮筒浸入深度。（，）求： (1)飞机空载漂浮时，求浮筒底部受到水的压强； (2)飞机空载漂浮时，机身（不含浮筒）所受的浮力； (3)当浮筒下移至完全浸没时，飞机达到最大载重。现欲将最大载重增加至800g，且保持飞机机身吃水深度不变，浮筒的高度至少应增加多少；除了加高浮筒以外，请再提出一种增加飞机载重的浮筒改装方法（只描述方法，不计算）。 【答案】(1) 200Pa (2) 16.8N (3) 2cm；增大浮筒的长和宽（增大浮筒底面积），或换用密度更小的材料制作浮筒（合理即可） 【详解】（1）浮筒底部受到水的压强 （2）两个浮筒排开水的体积 浮筒受到的浮力 飞机空载漂浮，总浮力等于总重力 总浮力为浮筒浮力与机身浮力之和，因此机身浮力 （3）原两个浮筒总容积 浮筒完全浸没达到最大载重时，机身吃水深度不变，机身浮力不变，总浮力等于总重力 原最大载重 目标最大载重，增加的载重 设浮筒高度增加，增加的浮筒体积，增加的浮力需要平衡增加的浮筒重力和增加的载重重力，因此 整理得 因此浮筒最小增加高度 改装方法：增大浮筒的长和宽（增大浮筒底面积），增加浮筒排开水的体积；或换用密度更小的材料制作浮筒，减小浮筒自身重力，均可增加载重，合理即可。 2． 2025年8月13日，“中山大学”号海洋综合科考实习船搭载“海琴”号6000米深海遥控潜水器（ROV），从珠海启航赴南海海域开展25天海试与科学应用航次。如下左图所示为“中山大学”号在海面航行的情景，右图为释放“海琴”号的现场情景。“中山大学”号排水量6880吨，续航力15000海里，“海琴”号质量为3.6吨，已知“海琴”号的平均密度ρ=8g/cm3，海水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg。求： (1)航行过程中，“中山大学”号航行108公里耗时3小时，航行速度是多少m/s； (2)利用钢索缓慢释放“海琴”号，刚好完全浸没在海水中时，钢索的拉力； (3)“海琴”号脱离钢索后，下潜到海面以下4000m时，受到海水的压强； (4)如果“中山大学”号与海面接触处截面面积保持为1800m2不变，则完全释放“海琴”号后，“中山大学”号的吃水深度减少多少米。 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）“中山大学”号航行速度 （2）由题意，“海琴”号的体积 完全浸没在海水中时，受到海水的浮力 “海琴”号受到竖直向上的浮力和钢索拉力，竖直向下的重力，即，得钢索的拉力 （3）下潜到海面以下4000m时，受到海水的压强 （4）完全释放“海琴”号后，“中山大学”号受到的浮力减少G，排开海水的体积减少 “中山大学”号的吃水深度减少 3．2024年6月8日，福建舰圆满完成为期8天的首次航行实验任务、福建舰是中国第三艘航母，也是首艘完全自主设计建造的弹射型航母，舰长320m，最大宽度7.8m，高度70m，排开海水的体积（满载）约8000m3，抗风力大于12级，除极区外任何海区均可安全航行。（，海水的密度取）求： (1)满载时福建舰所受的浮力约为多大？ (2)某次航行中福建舰吃水深度为4m，则在舰底0.5m2的面积上受到海水的压力为多大？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）满载时福建舰所受的浮力约为 （2）福建舰吃水深度为4m时，舰底处海水的压强为 在舰底0.5m2的面积上受到海水的压力为 4．同学们用塑料吸管和铜丝制作密度计，将吸管底部密封后缠绕铜丝，如图（a）所示。已知吸管为均质细杆，其直径为d，截面积为；吸管及铜丝的总质量为mg。 (1)盛有水的容器置于水平地面上，将自制密度计放入容器中，如图（b）所示 ①若容器中水的质量为1.5kg，求水的体积V水； ②若密度计的排水体积为5×10-6 m3，求密度计所受浮力F浮的大小； ③求水对密度计底部的压强p水。（用字母表示） (2)如图（c）所示，将密度计放入盛有酒精的小瓶，发现酒精溢出。为避免溢出，是改变吸管直径，还是改变铜丝的质量，请通过计算说明可行方案。 【答案】(1)①；②0.05N；③ (2)减少铜丝的质量 【详解】（1）①由可知，水的体积 ②密度计所受浮力 ③密度计没入水中的深度 水对密度计底部的压强 （2）自制密度计漂浮在不同密度的酒精中时，浮力不变，根据可知，酒精溢出是由于偏大，由于密度计漂浮，浮力等于密度计受到的重力，所以在质量不变的情况只改变吸管的直径不能减少；减少铜丝的质量，使浮力变小，这样排开的液体体积减小，可防止酒精溢出。 5．将一质量为200g的木块缓慢放入盛满水的溢水杯中，如图，取g=10N/kg，通过计算求出： (1)木块受到的浮力是多少？ (2)从溢水杯中溢出的水的重力是多少？ 【答案】(1)2N (2)2N 【详解】（1）木块的重力为 由图可知木块静止后漂浮在水面，所受浮力等于自身重力，木块受到的浮力为 （2）溢水杯原本盛满水，木块排开的水全部溢出，根据阿基米德原理，浸在液体中的物体所受浮力等于排开液体的重力，因此溢出的水的重力 6．学校物理实验小组要测量一实心圆柱体（不吸水且不溶于水）的密度，进行了如下操作：如图甲所示，在水平桌面上放置一个盛水的薄壁溢水杯，溢水口距离杯底高度，溢水杯重力是4N。溢水杯中水深。现将一实心圆柱体轻轻放入水中，如图乙，圆柱体静止后漂浮在水面上，测得水面上升了3cm，已知圆柱体高，底面积是，溢水杯底面积是圆柱体底面积的2倍。。 (1)求圆柱体漂浮时所受的浮力。 (2)求圆柱体的密度。 (3)若在圆柱体的正上方放置一个金属块（图未画出），使圆柱体刚刚浸没入水中，求此时溢水杯对水平桌面的压强。 【答案】(1)6N (2) (3) 【分析】第3问先判断水面是否达到溢水杯口，然后求出水对杯底的压强和压力，再根据受力平衡得到溢水杯受到桌面的支持力，根据相互作用力的关系，得到溢水杯对桌面的压力，最后根据压强定义式求出溢水杯对水平桌面的压强。 【小题1】溢水杯底面积 排开水的体积 根据阿基米德原理，圆柱体漂浮时所受的浮力 【小题2】由于圆柱体漂浮，所以重力等于浮力 由可得，圆柱体的质量 圆柱体密度 【小题3】圆柱体完全浸没时排开水的体积 溢水杯还能容纳的体积 所以有水溢出，水面到达溢水杯口。，圆柱体浸没时，因为，所以圆柱体未接触溢水杯底。水对杯底的压强为 水对杯底的压力为 溢水杯受到水平桌面的支持力为 根据相互作用力的关系，溢水杯对桌面的压力为，桌面受到的压强 7．如图所示，底面积为的圆柱形容器置于水平桌面上，柱形实心物体被细线拉住静止在水中，该物体下表面受到的压力为22N，上表面受到的压力为12N；剪断细线，物体静止后，液体对容器底部的压强比剪断细线前减少了200Pa。求： (1)该物体的体积； (2)剪断细线物体静止后，该物体浮力的减少量； (3)该物体的密度。 【答案】(1) (2)2N (3) 【详解】（1）根据浮力产生的原因，浮力为 物体浸没时，物体体积等于排开水的体积，可得物体的体积为 （2）容器底面积 压强减少量为200Pa，液体对容器底的压力减少量等于浮力的减少量，因此 （3）剪断细线后物体漂浮，此时物体受到的浮力为 物体漂浮时重力等于浮力，因此物体受到的浮力为 物体质量为 物体密度为 8．某小组为解释浮力产生的原因，用乒乓球、饮料瓶和水槽等进行实验。如图（a）所示将饮料瓶底部和瓶口剪去。瓶口倒置后放入乒乓球，如图（b）所示，再缓慢向瓶内注水，直到瓶内注满水，乒乓球始终未上浮。将图（b）所示装置浸入水槽，如图（c）所示，当浸入水槽一定深度时乒乓球上浮。 (1)图（b）中，若乒乓球顶部与水面距离h为0.1 m，求水对乒乓球顶部的压强p水。 (2)将图（c）所示装置简化为图（d）所示模型，其中乒乓球简化为密度均匀的圆柱体a，且不计瓶口与圆柱体a的摩擦。已知圆柱体a的密度800 kg/m3，圆柱体a的高度为0.1 m，求瓶内外水面高度差Δh为多大时，圆柱体a恰好上浮。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由题意得，乒乓球顶部所处深度，水对乒乓球顶部的压强 （2）设圆柱体的底面积为，圆柱体上表面到水槽外侧水面的距离为，根据液体压强公式分别计算上下表面压强： 圆柱体上表面压强 圆柱体下表面压强 根据浮力产生的原因，浮力等于上下表面的压力差，推导浮力大小： 计算圆柱体的重力 圆柱体恰好上浮时，根据二力平衡条件，浮力等于重力，即，代入得： 约去公共项后整理得： 9．图甲所示“中国天眼”（FAST）是世界上最大的单口径射电望远镜。实际作业时，其反射面板能承受的最大压强约为1960Pa。工程团队研制了一个有效体积约为200m3的氦气球，用于工作人员对反射面板进行日常维护，如图乙所示。 (1)“天眼”周围空气的密度约为1.2kg/m³，氦气球内氦气的密度为0.18kg/m3，求该氦气球受到的浮力F浮； (2)为了不压坏反射面板，工作人员绑缚该氦气球，并在肘部、膝关节等处佩戴缓冲垫，采用爬行的方式进行维护作业。若他和氦气球的总质量约为250kg，工作时与反射面板的接触面积为0.1m2，通过计算判断他最多还可携带的设备质量m。 【答案】(1)2352N (2)10kg 【详解】（1）氦气球完全浸没在空气中，排开空气的体积等于氦气球的体积，即 氦气球受到的浮力 （2）反射面板能承受的最大压力 由题意知，携带最大质量为m的设备时，向下的总重力与向上的浮力、面板的最大支持力平衡，则有，代入数据得，解得。 10．如图所示是某大型货运轮船，需从长江出海，通过海运到达目的地，其满载时在长江上航行时的排水量可达。（水的密度取，海水的密度取，g取10N/kg）求： (1)若甲板上一排货物质量为，底面积为，这排货物对甲板的压强多大？ (2)满载时货轮受到的浮力多大？ (3)该货轮在满载的情况下，从长江驶入大海，其排开水的体积变化多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）货物放在水平甲板上，对甲板的压力等于货物自身重力，压力 这排货物对甲板的压强 （2）满载排水量 满载时货轮受到的浮力 （3）货轮从长江驶入大海始终漂浮，浮力等于货轮总重力，总重力不变，因此浮力大小不变。根据阿基米德原理变形公式，体积变化量 排开水的体积变化量为 11．如图甲所示，薄壁圆柱形容器放在水平台上，容器的底面积为，容器内装有30cm深的水。质量均匀且不吸水的正方体物块A，上表面中央与足够长的细杆相连，连接处安装有力感应装置，用于记录物块A逐渐浸入水中直到下表面刚好触到容器底过程中细杆上力的变化过程。细杆受到的力F与物块浸入深度的关系图像如图乙所示（忽略细杆重力、液体扰动等其它次要因素）。求： (1)物块A未浸入水中时，水对容器底的压强； (2)当细杆上拉力为0时，物块A受到的浮力； (3)物块A浸没后，水对容器底增加的压强。 【答案】(1) 3000Pa (2) 6N (3) 500Pa 【详解】（1）由题意得，物块A未浸入水中时，水的深度 根据液体压强公式计算水对容器底的压强： （2）由图乙可知，物块浸入深度为0时，细杆的拉力等于物块重力，即；当细杆拉力为0时，物块竖直方向受力平衡，浮力等于重力，因此物块受到的浮力： （3）物块完全浸没后，细杆受到向上的力为，说明细杆对物块有向下的压力，此时物块受力平衡，总浮力为： 根据阿基米德原理，物块浸没时排开水的体积： 容器底面积 水面上升的高度： 计算水对容器底增加的压强 12．市面上有一种防溺水手环，如图所示，将手环系在手臂上，紧急情况下打开手环，手环内气瓶的二氧化碳气体会迅速充满气囊，最终使人漂浮于水面。为确保安全，人体浸入水中的体积不能超过人体总体积的五分之四；已知测试人员质量为70kg，人体平均密度约等于水的密度，，取10N/kg，忽略手环体积和自重。 (1)该测试人员浸没时排开水的体积是多少？ (2)当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时，该测试人员受到水的浮力是多少？ (3)人漂浮时，气囊完全充气后体积至少为多大才能确保测试人员的安全？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）测试人员浸没时，排开水的体积等于自身体积，即 （2）此时排开水的体积为 根据阿基米德原理 （3）人的重力为 人漂浮时，总浮力等于总重力，即 因此气囊需要提供的浮力 由得气囊最小体积为 13．如图所示，如图甲所示的浮空艇被称为飘浮在空气中的一艘大型“舰艇”。浮空艇表皮很薄的气囊体积为，内部充有氦气和空气的混合气体，其密度为，表皮及外壁仪器舱总质量为，周围空气的密度为。如图乙所示，将浮空艇用缆绳系在一辆锚泊车上，锚泊车的总质量为7t，车轮与地面接触的总面积为，缆绳的重力不计，仪器舱体积忽略不计，不考虑锚泊车所受浮力。（阿基米德原理也适用于气体，）求： (1)浮空艇受到的浮力； (2)浮空艇受到的重力； (3)锚泊车对地面的压强。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由题意，阿基米德原理适用于气体，浮空艇排开空气的体积等于自身体积，即 根据阿基米德原理公式得 （2）浮空艇总重力为内部混合气体重力与表皮、仪器舱总重力之和。 混合气体的质量 浮空艇总质量 根据重力公式得总重力 （3）对静止的浮空艇受力分析，浮力等于总重力与缆绳拉力之和，因此缆绳对浮空艇的拉力 根据力的作用是相互的，浮空艇对锚泊车的拉力大小为，方向向上。 锚泊车重力 锚泊车对地面的压力 根据压强公式得 试卷第12页，共12页 试卷第11页，共12页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年人教版初中物理八（下）5.1假期作业：《浮力计算》专项训练 一、计算题 1．如图甲所示，物理实践小组设计了一款水陆双栖的双浮筒飞机模型，浮筒可在竖直方向上下移动，使飞机在载重变化时保持机身吃水深度不变，增强稳定性。如图乙所示，每个浮筒可看作规则的实心长方体，长20cm、宽4cm、高6cm，飞机总质量（含浮筒）为，空载时浮筒浸入深度。（，）求： (1)飞机空载漂浮时，求浮筒底部受到水的压强； (2)飞机空载漂浮时，机身（不含浮筒）所受的浮力； (3)当浮筒下移至完全浸没时，飞机达到最大载重。现欲将最大载重增加至800g，且保持飞机机身吃水深度不变，浮筒的高度至少应增加多少；除了加高浮筒以外，请再提出一种增加飞机载重的浮筒改装方法（只描述方法，不计算）。 2． 2025年8月13日，“中山大学”号海洋综合科考实习船搭载“海琴”号6000米深海遥控潜水器（ROV），从珠海启航赴南海海域开展25天海试与科学应用航次。如下左图所示为“中山大学”号在海面航行的情景，右图为释放“海琴”号的现场情景。“中山大学”号排水量6880吨，续航力15000海里，“海琴”号质量为3.6吨，已知“海琴”号的平均密度ρ=8g/cm3，海水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg。求： (1)航行过程中，“中山大学”号航行108公里耗时3小时，航行速度是多少m/s； (2)利用钢索缓慢释放“海琴”号，刚好完全浸没在海水中时，钢索的拉力； (3)“海琴”号脱离钢索后，下潜到海面以下4000m时，受到海水的压强； (4)如果“中山大学”号与海面接触处截面面积保持为1800m2不变，则完全释放“海琴”号后，“中山大学”号的吃水深度减少多少米。 3．2024年6月8日，福建舰圆满完成为期8天的首次航行实验任务、福建舰是中国第三艘航母，也是首艘完全自主设计建造的弹射型航母，舰长320m，最大宽度7.8m，高度70m，排开海水的体积（满载）约8000m3，抗风力大于12级，除极区外任何海区均可安全航行。（，海水的密度取）求： (1)满载时福建舰所受的浮力约为多大？ (2)某次航行中福建舰吃水深度为4m，则在舰底0.5m2的面积上受到海水的压力为多大？ 4．同学们用塑料吸管和铜丝制作密度计，将吸管底部密封后缠绕铜丝，如图（a）所示。已知吸管为均质细杆，其直径为d，截面积为；吸管及铜丝的总质量为mg。 (1)盛有水的容器置于水平地面上，将自制密度计放入容器中，如图（b）所示 ①若容器中水的质量为1.5kg，求水的体积V水； ②若密度计的排水体积为5×10-6 m3，求密度计所受浮力F浮的大小； ③求水对密度计底部的压强p水。（用字母表示） (2)如图（c）所示，将密度计放入盛有酒精的小瓶，发现酒精溢出。为避免溢出，是改变吸管直径，还是改变铜丝的质量，请通过计算说明可行方案。 5．将一质量为200g的木块缓慢放入盛满水的溢水杯中，如图，取g=10N/kg，通过计算求出： (1)木块受到的浮力是多少？ (2)从溢水杯中溢出的水的重力是多少？ 6．学校物理实验小组要测量一实心圆柱体（不吸水且不溶于水）的密度，进行了如下操作：如图甲所示，在水平桌面上放置一个盛水的薄壁溢水杯，溢水口距离杯底高度，溢水杯重力是4N。溢水杯中水深。现将一实心圆柱体轻轻放入水中，如图乙，圆柱体静止后漂浮在水面上，测得水面上升了3cm，已知圆柱体高，底面积是，溢水杯底面积是圆柱体底面积的2倍。。 (1)求圆柱体漂浮时所受的浮力。 (2)求圆柱体的密度。 (3)若在圆柱体的正上方放置一个金属块（图未画出），使圆柱体刚刚浸没入水中，求此时溢水杯对水平桌面的压强。 7．如图所示，底面积为的圆柱形容器置于水平桌面上，柱形实心物体被细线拉住静止在水中，该物体下表面受到的压力为22N，上表面受到的压力为12N；剪断细线，物体静止后，液体对容器底部的压强比剪断细线前减少了200Pa。求： (1)该物体的体积； (2)剪断细线物体静止后，该物体浮力的减少量； (3)该物体的密度。 8．某小组为解释浮力产生的原因，用乒乓球、饮料瓶和水槽等进行实验。如图（a）所示将饮料瓶底部和瓶口剪去。瓶口倒置后放入乒乓球，如图（b）所示，再缓慢向瓶内注水，直到瓶内注满水，乒乓球始终未上浮。将图（b）所示装置浸入水槽，如图（c）所示，当浸入水槽一定深度时乒乓球上浮。 (1)图（b）中，若乒乓球顶部与水面距离h为0.1 m，求水对乒乓球顶部的压强p水。 (2)将图（c）所示装置简化为图（d）所示模型，其中乒乓球简化为密度均匀的圆柱体a，且不计瓶口与圆柱体a的摩擦。已知圆柱体a的密度800 kg/m3，圆柱体a的高度为0.1 m，求瓶内外水面高度差Δh为多大时，圆柱体a恰好上浮。 9．图甲所示“中国天眼”（FAST）是世界上最大的单口径射电望远镜。实际作业时，其反射面板能承受的最大压强约为1960Pa。工程团队研制了一个有效体积约为200m3的氦气球，用于工作人员对反射面板进行日常维护，如图乙所示。 (1)“天眼”周围空气的密度约为1.2kg/m³，氦气球内氦气的密度为0.18kg/m3，求该氦气球受到的浮力F浮； (2)为了不压坏反射面板，工作人员绑缚该氦气球，并在肘部、膝关节等处佩戴缓冲垫，采用爬行的方式进行维护作业。若他和氦气球的总质量约为250kg，工作时与反射面板的接触面积为0.1m2，通过计算判断他最多还可携带的设备质量m。 10．如图所示是某大型货运轮船，需从长江出海，通过海运到达目的地，其满载时在长江上航行时的排水量可达。（水的密度取，海水的密度取，g取10N/kg）求： (1)若甲板上一排货物质量为，底面积为，这排货物对甲板的压强多大？ (2)满载时货轮受到的浮力多大？ (3)该货轮在满载的情况下，从长江驶入大海，其排开水的体积变化多少？ 11．如图甲所示，薄壁圆柱形容器放在水平台上，容器的底面积为，容器内装有30cm深的水。质量均匀且不吸水的正方体物块A，上表面中央与足够长的细杆相连，连接处安装有力感应装置，用于记录物块A逐渐浸入水中直到下表面刚好触到容器底过程中细杆上力的变化过程。细杆受到的力F与物块浸入深度的关系图像如图乙所示（忽略细杆重力、液体扰动等其它次要因素）。求： (1)物块A未浸入水中时，水对容器底的压强； (2)当细杆上拉力为0时，物块A受到的浮力； (3)物块A浸没后，水对容器底增加的压强。 12．市面上有一种防溺水手环，如图所示，将手环系在手臂上，紧急情况下打开手环，手环内气瓶的二氧化碳气体会迅速充满气囊，最终使人漂浮于水面。为确保安全，人体浸入水中的体积不能超过人体总体积的五分之四；已知测试人员质量为70kg，人体平均密度约等于水的密度，，取10N/kg，忽略手环体积和自重。 (1)该测试人员浸没时排开水的体积是多少？ (2)当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时，该测试人员受到水的浮力是多少？ (3)人漂浮时，气囊完全充气后体积至少为多大才能确保测试人员的安全？ 13．如图所示，如图甲所示的浮空艇被称为飘浮在空气中的一艘大型“舰艇”。浮空艇表皮很薄的气囊体积为，内部充有氦气和空气的混合气体，其密度为，表皮及外壁仪器舱总质量为，周围空气的密度为。如图乙所示，将浮空艇用缆绳系在一辆锚泊车上，锚泊车的总质量为7t，车轮与地面接触的总面积为，缆绳的重力不计，仪器舱体积忽略不计，不考虑锚泊车所受浮力。（阿基米德原理也适用于气体，）求： (1)浮空艇受到的浮力； (2)浮空艇受到的重力； (3)锚泊车对地面的压强。 试卷第6页，共6页 试卷第5页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 $