2023年中考物理二轮考点专项练之浮力计算.docx

1、2023年中考物理考点专项练之浮力计算学校:_姓名：_班级：_考号：_一、计算题1如图所示，面积为1m2的水平桌面正中央放着一个圆形鱼缸。鱼缸重为600g，内外底面积均为100cm2，缸内装有质量为4kg的水和一条质量为60g的鱼，此时水的深度为20cm。（忽略鱼缸厚度，g取10N/kg，水=1.0103kg/m3）求：（1）水对鱼缸底产生的压力；（2）当鱼浮出水面呼吸的时候，鱼缸对桌面的压强。2底面积为400cm2的圆柱形水槽内盛有适量的水。现将质量为1kg、横截面积为100cm2的圆柱形物体A，用细线悬挂后让其浸入水中，当物体A露出其总体积的时，细线对物体A的拉力为F1，如图甲所示；向圆柱

2、形水槽内加水，水始终未溢出，当物体A完全浸没在水中时，细线对物体A的拉力为F2，如图乙所示。已知：F1：F2=2：1，g取10N/kg，求：（1）物体A的体积；（2）物体A的密度；3如图所示，弹簧测力计下面悬挂一个重10N的物体。当把物体浸没在水中时，弹簧测力计示数变为6N，此时圆柱形容器底面积为100（）。求：（1）物体受到水的浮力多大？（2）物体的密度是多少？（3）当物体浸没在水中后，容器底部对水平桌面增大的压强是多少？4如图所示，水平桌面上有一底面积为510-3m2，高30cm的圆柱形容器，容器中装有一定量的水，现将一个体积为510-5m3的物块（不吸水）放入容器中，物块漂浮在水面上，浸

3、入水中的体积为410-5m3；求：（1）物块受到的浮力；（2）物块的质量；（3）物块的密度。5如图所示，一质量为40g、体积为50cm3的铁制小球放入盛水的薄玻璃容器中，在玻璃容器下方有一已经接入电路的螺线管，小灯泡标有“6V 3W”字样，通过螺线管的电流I与螺线管对铁制小球的作用力F的关系如下表所示本题中，g=10N/kg，灯丝电阻保持不变，不考虑小球与螺线管距离的远近对力F的影响求：（1）断开开关，铁制小球静止时所受浮力是多大？_露出水面的体积是多少？_（2）闭合开关，调节滑动变阻器使铁制小球能够悬浮在水中，此时，电路中的电流是多少A？_此时小灯泡消耗的功率是多大？_6如图，一个柱形容器乙

4、放在水平桌面上，高为0.3米，底面积为0.02米2，里面装有0.2米深的水。（1）求乙容器中水对容器底部的压强；（2）将物体甲轻轻放入乙容器的水中，要使容器乙对桌面的压强变化量与水对容器底的压强变化量之比最小，求出甲物体的密度范围，并计算该最小比值。7建设中的珠澳大桥由桥和海道铅成。随道由一节一节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成，如图所示，建造隧道时先将沉管两端密封，如同一个巨大的长方体空心箱子，让其漂浮在海面上，然向其内部灌水使之沉入海底，假设某一节密封的长方体沉管的长、宽、高分别是180m、35m、10m，质量为6107kg，取海水的密度取1.0103kg/m3，g取10N/kg，求：(

5、1)漂浮在海面上的密封沉管，在灌水前受的浮力是多少N？(2)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时，沉管下表面受到海水的压强多少？(3)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中静止时，需要至少注入多少kg的海水？(4)当密封沉管灌水下沉到海底后，将其下部分埋入海底的混沙中，再将入其中的海水全部抽出，此时空心密封沉管并不会再上浮，请用浮力的知识来解释其原因。8如下图所示，水平地面上有一盛水的圆柱形容器，容器中水深40cm，一个体积为1dm3的正方体物块通过一根细线与容器底部相连，细线受到的拉力为4N。（g=10N/kg）求：（1）此时容器底受到水的压强；（2）此时物块受到的浮力和物块的质量；（3）细

6、线剪断后，物块静止时浸入水中的体积。9如图所示，烧杯内盛有某种液体，把一铝块用细线系在弹簧测力计下浸没在液体中，静止时测力计的示数为1.6 N，铝块的体积为110-4m3，铝块的密度为2.7103 kg/m3。求：（1）铝块在液体中受到的浮力大小；（2）液体的密度。102019年12月17日，我国第一艘国产航空母舰山东舰在海南三亚某军港交付海军，山东舰满载时吃水深度10.5m，排水量5万吨，舰上携带的声呐系统，可准确探测海底的深度（海底的密度取）。求：(1)到达某一海域时，舰上声呐向海底竖直向下发出超声波4s后收到回波信号，则该海域的深度是多少米？（超声波在海水中传播速度是1500m/s）(2

7、)满载时舰底受到海水的压强是多少？(3)山东舰满载时受到的浮力是多少？11解放军报报道：2014年某日，南海舰队372潜艇急速坠入伸手不见五指的海底深渊，主机舱管路破损进水，官兵精确完成一项项操作，险情成功化解372潜艇的脱困被认为是创造了中国乃至世界潜艇史上的奇迹！372潜艇潜航排水量约3000吨，任务潜航深度约240m，最大潜航深度约300m（海水密度近似取1.010 3 kg/m 3 , g 取10N / kg）求：（1）它在潜入到水下执行任务时所受浮力；（2）当它潜入到水下200m 时，它的一个面积为1.2m 2的舱盖所受海水的压力12如图，将边长为5cm的实心正方体木块轻轻放入装满水

8、的溢水杯中，木块静止时，从杯中溢出水重1N，溢水杯中水的深度为0.3m，水=1.0103kg/m3，g取10N/kg。求：（1）木块受到的浮力；（2）木块排开水的体积；（3）木块的密度。13横截面积均为S1cm2的物体A与塑料B粘合成一个粘合体，全长为L50cm粘合体放入水中时漂浮在水面，浸入水中的长度为，如图所示现将浮出水面部分切去，以后每浮出水面一部分，稳定后就把它切掉已知水1.0103kg/m3、B0.4103kg/m3，g10N/kg求：（1）粘合体未被切前的总质量；（2）第一次切掉后，稳定时浸入水中的长度；（3）第四次切掉后，稳定时浮出水面部分的长度14将一盛有水的薄壁容器放在面积为

9、水平桌面上，容器的底面积为，容器的质量忽略不计，容器中水的重力，水面距容器底的距离现将一实心金属球用细线吊着浸没在水中，静止时容器中的水未溢出，金属球未碰触容器底和容器壁，如图所示，金属球浸没在水中静止时，受到细线的拉力为，金属球体积，求：（1）以浸没水中后的金属球为研究对象进行受力分析，并画出受力分析图；（2）金属球未浸入时，水对容器底的压强；（3）金属球未浸入时，容器对桌面的压强；（4）金属球浸没在水中时，受到的浮力；（5）金属球的密度。15边长为20cm的薄壁正方形容器（质量不计）放在水平桌面上，将质地均匀的实心圆柱体竖直放在容器底部，其横截面积为，高度为10cm。如图甲所示。然后向容器

10、内缓慢注入某种液体，圆柱体始终直立，圆柱体对容器底部的压力与注入液体质量的关系如图乙所示。(1)圆柱体的密度；(2)当注入液体质量为2.4kg时，圆柱体受到的浮力；(3)当注入液体质量为2.4kg时，继续缓慢注入该种液体，当液体对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为时，则此时容器对桌面的压强为多少?参考答案：1（1）20N；（2）4.66103Pa【详解】解：（1）鱼缸中水的深度为20cm，水对鱼缸底的压强p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.2m=2103Pa水对鱼缸底的压力F=pS=2103Pa0.01m2=20N（2）鱼缸重为600g，缸内装有质量为4kg的水和一条质量为60

11、g的鱼， 鱼缸的总质量m=m水+m鱼+m缸=4kg+6010-3kg+60010-3kg=4.66kg鱼缸对桌面的压力F=G=mg=4.66kg10N/kg=46.6N鱼缸对桌面的压强答：（1）水对鱼缸底产生的压力是20N；（2）鱼缸对桌面的压强是4.66103Pa。2（1）；（2）【详解】解：（1）已知F1：F2=2：1则有带入数据解得。（2）物体A的密度答：（1）物体A的体积是；（2）物体A的密度是。3（1）4N；（2）2.5103 kg/m3；（3）400Pa【详解】解：（1）物体受到的浮力为（2）物体浸没在水中，由得，物体的体积由得，物体的质量为物体的密度为(3)由于物体对水的压力等于

12、水对物体的浮力，故增加的压强答：（1）物体受到水的浮力为4N；（2）物体的密度是2.5103 kg/m3；（3）当物体浸没在水中后，容器底部对水平桌面增大的压强是400Pa。4（1）0.4N；（2）0.04kg；（3）0.8103kg/m3【详解】解：（1）已知物体浸入水中排开水的体积为4.010-5m，则物块受到的浮力为F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg410-5m3=0.4N（2）由于物块漂浮在水面上，则物块的重力为G=F浮=0.4N物块的质量为（3）物块的密度为答：（1）物块受到的浮力为0.4N；（2）物块的质量为0.04kg；（3）物块的密度为0.8103kg/m3。5

13、 0.4N 110-5m3 0.2A 0.48W【详解】 (1)小球受到的重力Gmg40103kg10N/kg0.4N，S断开后,小球上浮最终漂浮,此时F浮G0.4N，根据阿基米德原理 V排4105m3，所以小球露出体积V露VV排5105m34105m31105m3；(2)浸没在水中静止时,小球所受浮力F浮水gV排1.01031050106N0.5N，此时由受力分析可知：GFF浮 ，代入数据解出F0.1N，查表可知，此时电路中的电流I0.2A，根据灯的铭牌可知 RL12此时灯泡消耗的功率是PLI2RL (0.2A)212W0.48W.点睛：（1）S断开后，小球上浮最终漂浮，此时F浮G，由浮力算

14、出 V排再由小球体积减去 V排就是露出水面的体积（2）先算出小球悬浮在水中，螺线管对小球的力，再从表中找出对应的电流由小灯泡标有“6V 3W”字样，算出电阻，就可算出小灯泡消耗的功率6（1）2103Pa；（2）当时，最小比值为1【详解】解：（1）乙容器中水对容器底的压强（2）由于容器对桌面的压力等于物体的总重力，容器乙对桌面的压力变化量等于甲的重力；由力的相互作用可知，水对容器底的压力变化量等于水对甲的浮力，在受力面积都等于容器的底面积时，由公式可知由与之比有最小值，说明物体的重力不可能小于物体受到的浮力，所以当F浮G甲时，容器乙对桌面的压强变化量与水对容器底的压强变化量的比值最小，由物态的沉

15、浮条件可知，当时，最小比值为1。答：（1）乙容器中水对容器底部的压强为2103Pa；（2）当时，容器乙对桌面的压强变化量与水对容器底的压强变化量 的比值最小，最小值为1。7(1)；(2)；(3)；(4)沉管下半部分埋入海底的泥沙中，下表面不受海水的压力。根据浮力的产生原因，沉管不再受海水的浮力，此时，空心密封沉管不会再上浮。【详解】(1)因密封沉管漂浮于海面上，其所受的浮力等于其所受的重力，即(2)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时，沉管下表面受到海水的压强为(3)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中静止时，沉管受重力、注入水对其产生的压力和海水的浮力的作用而处于平衡状态，则有因沉管浸没，

16、故排开海水的体积等于沉管的体积即沉管浸没时所受的浮力为则注入水的质量为(4)沉管下半部分埋入海底的泥沙中，下表面不受海水的压力。根据浮力的产生原因，沉管不再受海水的浮力，此时，空心密封沉管不会再上浮。答：(1)漂浮在海面上的密封沉管，在灌水前受的浮力为；(2)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时，沉管下表面受到海水的压强为；(3)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中静止时，需要至少注入的海水；8（1）4103Pa；（2）10N，0.6kg；（3）610-4m3【详解】解：（1）根据公式p=gh可知，容器底受到水的压强p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.4m=4103Pa（2）由题

17、意可知物块处于浸没状态，所以物块排开水的体积V排=V木=1dm3=110-3m3由阿基米德原理原理可知，物块受到的浮力F浮=水V排g=1.0103kg/m3110-3m310N/kg=10N分析物块受力情况可知，物块受竖直向下的重力、细线对它竖直向下的拉力和竖直向上的浮力，故有F浮=G+F拉则G=F浮-F拉=10N-4N=6N物块的质量（3）细线剪断后，由于物块此时的浮力大于重力，所以物块会上浮，最终漂浮于水面，静止时物块所受浮力大小等于它的重力，即F浮=G=6N根据阿基米德原理F浮=水V排g可得答：（1）容器底受到水的压强为4103Pa；（2）物块受到的浮力为10N，物块的质量为0.6kg；

18、（3）细线剪断后，物块静止时浸入水中的体积为610-4m3。9（1）1.1N；（2）1.1103kg/m3【详解】解：（1）根据G=mg以及可得铝块的重力铝块浸没在液体中，静止时测力计的示数为1.6 N，根据称重法可得铝块在液体中受到的浮力（2）铝块浸没在液体中，排开液体的体积等于铝块的体积，则根据可得液体的密度答：（1）铝块在液体中受到的浮力大小是1.1N；（2）液体的密度是1.1103kg/m3。10(1)3000m；(2)1.05105Pa；(3) 5108N【详解】(1)超声波从海面到海底用的时间t=4s=2s海洋中该处的深度s=vt=1500m/s2s=3000m(2)满载时舰底受到

19、海水的压强p=gh=1103kg/m310N/kg10.5m=1.05105Pa(3)由阿基米德原理可得，该航母满载时受到的浮力F浮=G排=m排g=50000103kg10N/kg=5108N答：(1)该海域的深度是3000m；(2)满载时舰底受到海水的压强是1.05105Pa；(3)山东舰满载时受到的浮力是5108N。11（1）3107N；（2）2.4106N【详解】试题分析：（1）它在潜入到水下执行任务时所受浮力：；（2）当它潜入到水下200m 时，舱盖所受海水的压强：；它的一个面积为1.2m 2的舱盖所受海水的压力：考点：浮沉条件的应用；液体压强公式的应用；压力的计算12（1）1N；（2

20、）110-4m3；（3）0.8g/cm3【详解】解：（1）根据阿基米德原理可得，木块受到的浮力为（2）根据可得，排开水的体积为（3）木块的体积为因为，所以木块静止时漂浮在水面上，则木块的重力为则木块质量为木块密度为答：（1）木块受到的浮力为1N；（2）木块排开水的体积为110-4m3；（3）木块的密度为0.8g/cm3。13（1）40g；（2）36cm；（3）0.256cm【详解】（1）粘合体未被切前，浸入水中的长度，粘合体未被切前，排开水的体积，由于物体处于漂浮，根据漂浮条件可知：，所以；（2）由图可知：粘合体未被切前，塑料B露出水面的体积：，第一次切掉后粘合体减小的重力；第一次切掉后剩余的

21、粘合体的重力，由于切掉后剩余的粘合体仍处于漂浮，根据漂浮条件可知：，由得知：；稳定时浸入水中的长度；（3）第一次切掉后塑料B露出水面的体积；粘合体减小的重力；第二次切掉后剩余的粘合体的重力，由于切掉后剩余的粘合体仍处于漂浮，根据漂浮条件可知：，由得知：；稳定时浸入水中的长度；第二次切掉后塑料B露出水面的体积；粘合体减小的重力；第三次切掉后剩余的粘合体的重力，由于切掉后剩余的粘合体仍处于漂浮，根据漂浮条件可知：，由得知：；稳定时浸入水中的长度；第三次切掉后塑料B露出水面的体积；粘合体减小的重力；第四次切掉后剩余的粘合体的重力，由于切掉后剩余的粘合体仍处于漂浮，根据漂浮条件可知：，由得知：；稳定时

22、浸入水中的长度；所以露出的长度为：14(1)(2)600Pa；(3)750Pa；(4)0.2N；(5)3103kg/m3【详解】解：(1)金属球浸没在水中后，受到三个力的作用：竖直向下的重力、竖直向上的浮力和竖直向上的拉力的作用，处于静止，则这三个力是平衡力，那么金属球所受的重力等于所受的浮力与拉力之和，所以受力分析图如下：(2)金属球未浸入时，水对容器底的压强p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.06m=600Pa(3)金属球未浸入时，忽略容器的质量，则容器对桌面的压强(4)金属球浸没在水中时，排开水的体积V排=V=210-5m3则金属球受到的浮力F浮=gV排=1.0103kg/m

23、310N/kg210-5m3=0.2N(5)那么，金属球所受的重力G=F浮+F拉=0.2N+0.4N=0.6N金属球的密度答：(1)以浸没水中后的金属球为研究对象进行受力分析，其受力分析图如下：；(2)金属球未浸入时，水对容器底的压强为600Pa；(3)金属球未浸入时，容器对桌面的压强为750Pa；(4)金属球浸没在水中时，受到的浮力为0.2N；(5)金属球的密度为3103kg/m3。15(1)；(2)24N；(3)【详解】解：(1)由图乙可知，容器内未注入液体时，圆柱体对容器底部的压力为140N，即圆柱体的重力为140N，根据可知得(2)由题意知，圆柱体的底面积为其高为h10cm0.1m则圆

24、柱体的体积为正方体容器的底面积圆柱体刚好浸没时，液体的体积为由图乙可知，圆柱体刚好浸没时，注入液体的质量为2.4kg，则液体的密度为根据阿基米德原理可得，当圆柱体刚被浸没时，它受到的浮力为(3)由(2)知，圆柱体刚好浸没时注入液体的质量为2.4kg；当注入液体质量m1小于或等于2.4kg时，液体的底面积为由=mV可得，容器内液体的深度为液体对容器底部的压强为由图乙可知，当没有注入液体时圆柱体对容器底的压力为140N，即圆柱体的重力为140N，则注入液体后，容器对桌面的压力为容器对桌面的压强已知将代入解得得：解得m12.8kg因为m12.8kg2.4kg故应舍去。当注入液体的质量大于2.4kg时，即注入液体的深度大于10cm，因液体体积与圆柱体体积之和等于容器底面积乘以液体的深度，即且根据可得液体的体积为所以有则此时液体的深度此时液体对容器底部的压强为容器对桌面的压强为因为所以代入数据可得m4kg，则容器对桌面的压强答：(1)圆柱体的密度是；(2)当注入液体质量为2.4kg时，圆柱体受到的浮力为24N；(3)当注入液体质量为2.4kg时，继续缓慢注入该种液体，当液体对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为时，则此时容器对桌面的压强为。16