资源简介

2024年中考物理专题训练——浮力的计算题
1．木块浸在水中，排开水的体积为1×103m3，求木块所受浮力F浮的大小。
2．一块冰块漂浮在水中，排开水的体积为5×10-3m3，求冰块受到的浮力F浮。
3．如图所示，一质量为0.15千克、底面积为2×10﹣3米2平底薄壁玻璃容器放在2米2的水平桌面中央，内装有体积为1.5×10﹣4米3的水，水面距容器底的深度为0.1米。求：
（1）水对杯底的压强；
（2）水对杯底的压力；
（3）若在容器中轻轻放下一块质量为0.1千克的木块，木块漂浮在水面上，求木块浸在水中的体积。
4．如图所示，小明同学利用一把标准的刻度尺、底面积为300cm2的大圆柱形容器、底面积为100cm2的平底烧杯、细线和水等器材测量出某金属块的质量及其密度。他的实验操作如下：
①在圆柱形容器中装有适量的水，将另一平底烧杯放入圆柱形容器的水中，烧杯静止时容器中水的深度H1为12cm，如图甲所示。此时，烧杯处于漂浮状态。
②将待测金属块用细线吊在烧杯底部（金属块与烧杯底部不接触且不计细线的质量与体积），当烧杯和金属块保持静止时，测此时烧杯露出水面的高度h1为5cm，容器中水的深度H2为18cm，如图乙所示。（g取10N/kg；ρ水=1.0×103kg/m3）
③将金属块轻放在烧杯中，烧杯再次保持静止时，其露出水面的高度h2为2cm，如图丙所示。
求：
（1）金属块的质量；
（2）金属块的密度大小。
5． 如图甲所示，水平桌面上有一底面积为的圆柱形容器，容器中装有的水，现将一个体积为的物块（不吸水）放入容器中，物块漂浮在水面上，浸入水中的体积为。求：
（1）物块受到的浮力；
（2）水对容器底部的压强；
（3）如图乙所示，用力缓慢向下压物块，使其恰好完全浸没在水中水未溢出。此时容器对桌面的压强比物块被下压前增加了多少？取
6．将底面积S＝3×10﹣3m2，高h＝0.1m的铝制圆柱体，轻轻地放入水槽中，使它静止于水槽底部，如图所示（圆柱体的底部与水槽的底部不密合），此时槽中水深h1＝0.05m（已知ρ铝＝2.7×103kg/m3，ρ水＝1.0×103kg/m3．g取10N/kg）。求：
（1）水对圆柱体底部的压强p1；
（2）圆柱体受到的浮力F浮；
（3）圆柱体对水槽底部的压强p2。
7．图甲是修建造码头时用刚缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以的速度匀速下降的情景。图乙是下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间变化的图象。求：
（1）长方体A浸没在水中后受到的浮力。
（2）长方体A的密度。
8．我国海军隶下的094型核动力弹道导弹潜艇是我国自行设计建造的第二代弹道导弹潜艇。该潜艇排水量为11000t，最大潜水深度为350m。海水的密度取1.0×103kg/m3。（g取10N/kg）求：
（1）该潜艇潜行时受到的浮力；
（2）该潜艇下潜到最大深度时受到海水的压强；
（3）该潜艇上有一个面积是400cm2的观察窗口，当下潜到最大深度时，观察窗口受到海水的压力。
9．如题图甲，神舟十三号航天员翟志刚成功完成出舱全部既定任务，出舱活动取得圆满成功。为了出舱一刻，航天员们都要在地面上经历“魔鬼式训练”。其中模拟失重水槽训练是其中的一项必修课，模拟失重训练水槽的原理是：通过增减配重和漂浮器，使宇航员悬浮在水中，模拟失重环境的操作效应。如题图乙所示，质量为75kg的宇航员，若所带配重及所着模拟宇航服质量为25kg。求：（，）
（1）宇航员悬浮在水中时，排开水的体积；
（2）宇航员服手腕处有一面小镜子，航天员可以通过它随时察看自己身上的各种开关。当小镜子处于水面以下5m处受到的压强为多大？
（3）宇航员在地面上能举起136N的物体，宇航员在水中能举起质量多大的实心铁球（铁球不露出水面）？
10．如题图所示，将边长为的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中，木块静止时，从杯中溢出水的质量为．求；
（1）木块受到的浮力的大小；
（2）木块的密度．
11． 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、重为的正方体物块，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。求：取
（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。
12．桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具。如图所示，硬杆用细绳悬挂在树上，杆可绕点自由旋转且与树之间无作用力，用细绳将重力为20N、容积为的桶悬挂在端，在端重120N的拗石辅助下，人可轻松将一桶水从井中提起，；悬挂桶的绳子始终保持在竖直方向上，忽略杆和绳的重力。
（1）桶装满水时，求水的质量；
（2）空桶在井中漂浮时，求桶排开水的体积；
（3）一重力为480N的人用桔槔将装满水的桶提出水面后（忽略桶外壁沾水），桔槔处于平衡状态时，人与地面的受力面积为500cm2，求人对地面的压强。
13．“浮筒打捞法”打捞沉船，将空心金属筒灌满水沉到水底，由潜水员下水，用钢缆把浮筒与沉船栓住。启动打捞船上的压气机，把空气压进筒中排出水，这些浮筒就会带着沉船一起浮到水面上。有一个正方体空心铝合金浮筒模型，如图所示。已知模型重，总体积为，放入圆柱形容器中，漂浮于水面上。圆柱形容器底面积是模型底面积的2倍。求：
（1）模型受到的浮力多大？
（2）使模型悬浮在水中，需将容器中的水向空心部分注入多少N？
（3）模型充水悬浮时，容器底部受到水的压强比容器中只有水时所受水的压强变化了多少？
14．如图所示，有一个边长为10cm的塑料块，放入烧杯中静止时，有体积浸入水中，（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）求：
（1）塑料块受到的浮力F浮；
（2）塑料块的密度；
（3）将塑料块取出来擦干，放在水平桌面上，求它对桌面的压强。
15．在物理课外拓展活动中，力学兴趣小组的同学进行了如图甲的探究。用细线P将A、B两个不吸水的长方体连接起来，再用细线Q将A、B两物体悬挂放入圆柱形容器中，初始时B物体对容器底的压力恰好为零。从t＝0时开始向容器内匀速注水（水始终未溢出），细线Q的拉力FQ随时间t的变化关系如图乙所示。已知A、B两物体的底面积SA＝SB＝100cm2，细线P、Q不可伸长，细线P长l＝8cm，取g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3。求：
（1）t＝10s时，B物体受到水的浮力；
（2）每秒向容器内注入水的体积（单位用cm3）；
（3）当FQ＝3N时，水对容器底部的压力。
16． 如图，在盛水的水池侧面有一段斜面AB，长，高，质量为1kg的实心合金块在沿斜面向上的拉力作用下，以的速度匀速从底端拉到斜面B点，若斜面的机械效率为，合金块的密度为，求：
（1）合金块的浮力；
（2）拉力F的功率；
（3）合金块所受的阻力。
17．如图所示，底面积为，重为的薄壁柱形容器，放在水平桌面上，把边长为. 的实心正方体不吸水用细线悬挂固定在容器正上方静止时，绳子的拉力为，此时容器内水深，已知正方体的密度。求：
（1）水对容器底部的压强；
（2）正方体排开水的体积；
（3）容器对桌面的压强。
18．某实验小组在研究某种物质的属性时， 日常需将物体浸没在煤油中保存，将体积为1×10-3m3 、重6N的该物体用细线系在底面积为250cm2的圆柱形容器的底部，物体浸没在煤油中，如图所示，（g=10N/kg， ρ煤油=0.8×103kg/m3）
（1）细线受到的拉力是多大？
（2）若细线与物体脱落， 待物体静止后煤油对容器底的压强变化了多少？
答案解析部分
1．【答案】解：木块所受浮力F浮的大小
答：小球受到的浮力为9.8N。
2．【答案】解：根据阿基米德原理，冰块受到的浮力
答：冰块受到的浮力为49N。
3．【答案】（1）解：水对杯底的压强p水＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m＝980Pa；
答：水对杯底的压强为980Pa；
（2）解：水对杯底的压力F水＝p水S＝980Pa×2×10﹣3m2＝1.96N；
答：水对杯底的压力为1.96N；
（3）解：因为漂浮
所以F浮＝G木＝m木g＝0.1kg×9.8N/kg＝0.98N
木块浸在水中的体积就等于木块排开的水的体积
答：木块浸在水中的体积为1×10﹣4m3。
4．【答案】（1）解：比较分析甲、乙两图可知，两种情况下，烧杯都处于漂浮状态，受到的浮力都等于各自受到的重力，则甲、乙两图中烧杯受到的浮力的变化量等于金属块受到的重力。
甲、乙两图中浮力的变化量则该金属块受到的重力为
该金属块的质量
答：金属块的质量为；
（2）解：比较分析乙、丙可知，两种情况下，烧杯都处于漂浮状态，烧杯和金属块的总质量不变，则两种情况下烧杯和金属块所受的总浮力不变，那么乙图中金属块受到的浮力等于乙和丙图中两次烧杯受到的浮力之差。所以图乙中金属块受到的浮力为
再由公式
得金属块的体积
则金属块的密度为
答：金属块的密度为。
5．【答案】（1）解：已知 ，
物块受到的浮力为： ；
答：物块受到的浮力为 ；
（2）解：水的体积 ，
水的深度 ，
水对容器底部的压强 ；
答：水对容器底部的压强为 ；
（3）解：物块的重力 ；
如图乙所示，物块所受的浮力 ；
压力 ；
此时容器对桌面的压强比物块被下压前增加 。
答：此时容器对桌面的压强比物块被下压前增加了 。
6．【答案】（1）解：水的深度h1＝0.05m，
则水对圆柱体底部的压强：p1＝ρ水gh1＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m＝500Pa；
答：水对圆柱体底部的压强p1＝500Pa；
（2）解：由图可知，圆柱体浸在水中的体积：V排＝Sh1＝3×10﹣3m2×0.05m＝1.5×10﹣4m3，
根据阿基米德原理可得，圆柱体所受的浮力：F浮＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣4m3×10N/kg＝1.5N；
答：圆柱体受到的浮力F浮＝1.5N；
（3）解：圆柱体的重力：G铝＝m铝g＝ρ铝V铝g＝ρ铝Shg＝2.7×103kg/m3×3×10﹣3m2×0.1m×10N/kg＝8.1N；
圆柱体静止于水槽底部，由力的平衡条件可知圆柱体对水槽底部的压力：F压＝G铝﹣F浮＝8.1N﹣1.5N＝6.6N，
则圆柱体对水槽底部的压强：p＝ ＝ ＝2.2×103Pa。
答：圆柱体对水槽底部的压强p2＝2.2×103Pa。
7．【答案】（1）解：由图乙可知，前钢绳的拉力不变，长方体位于水面以上，
由二力平衡条件可知，长方体的重力：，
以后，钢绳的拉力不变，此时物体浸没在水中，
则长方体浸没在水中后受到的浮力：；
答：长方体浸没在水中后受到的浮力为；
（2）解：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，长方体的体积：，
由可得，长方体的质量：，
则长方体的密度：。
答：长方体的密度为。
8．【答案】（1）解：该潜艇排水量，
潜艇受到的浮力；
答：该潜艇潜行时受到的浮力是；
（2）解：潜艇下潜到最大深度时受到的压强；
答：该潜艇下潜到最大深度时受到海水的压强是；
（3）解：由可得，观察窗口受到海水的压力。
答：观察窗口受到海水的压力是1.4×105N。
9．【答案】（1）解：因为宇航员悬浮，所以
由可得，
（2）解：镜子在水面以下5m深时受到水的压强：
（3）解：根据力的平衡可得
，
，且
将数据代入可得，
解得…
铁球的质量
10．【答案】（1）解：木块受到的浮力为：
（2）解：木块的重力和质量
木块的体积和密度
11．【答案】（1）解：由称重法知物块浸没在液体中时受到的浮力为：；
答：物块浸没在液体中时受到的浮力为；
（2）解：正方体的棱长为：，
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，即，
根据阿基米德原理知液体的密度为：；
答：容器中液体的密度为；
（3）解：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：剪断细线，物块静止时对容器底的压强为。
12．【答案】（1）解：因为通的容积为容积为2.8×10 2m3，则桶装满水的质量为
答：桶装满水时，水的质量为；
（2）解：漂浮在水面的桶受到的浮力等于重力为
则排开水的体积为
答：空桶在井中漂浮时，桶排开水的体积为2000cm3；
（3）解：桔槔平衡时，根据杠杆平衡条件可求，B端施加的拉力为
人对绳子的拉力为
人对地面的压强为
答：人对地面的压强1.2×104Pa。
13．【答案】（1）解：因为模型漂浮，所以模型受到的浮力等于重力，即
答：模型受到的浮力为8N；
（2）解：模型悬浮时受到的浮力
则模型悬浮在水中，需将容器中的水向空心部分注入水的重力
答：使模型悬浮在水中，需将容器中的水向空心部分注入2N；
（3）解：因为模型为正方体，并且体积为1000cm3，所以正方体的棱长为10cm，其底面积为
因为圆柱形容器底面积是模型底面积的2倍，因此圆柱形容器的底面积为
容器为圆柱形容器，则容器中只有水时容器底所受水的压力等于水的重力，模型充水悬浮时，容器底部受到水的压力等于水和模型的总重力，模型充水前后整个容器中水的重力不变，所以容器底部增加的压力等于模型的重力，则容器底部受到水的压强的变化量为
答：模型充水悬浮时，容器底部受到水的压强比容器中只有水时所受水的压强变化了400Pa。
14．【答案】（1）解：塑料块的体积为a3＝（0.1m）3＝10﹣3m3，
塑料块排开水的体积为，
塑料块受到的浮力为F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.75×10﹣3m3＝7.5N；
答：塑料块受到的浮力F浮＝7.5N；
（2）解：因为塑料块漂浮，所以G塑料块＝F浮，
因为G＝mg、，
所以，ρ塑料块gV塑料块＝7.5N，
即ρ塑料块×10N/kg×1×10﹣3m3＝7.5N，
解得：ρ塑料块＝0.75×103kg/m3；
答：塑料块的密度为0.75×103kg/m3；
（3）解：料块与水平面的接触面积：S＝a2＝（0.1m）2＝10﹣2m2，
水平面上的塑料块对水平面的压力：F＝G塑料块＝7.5N，
塑料块对桌面的压强：。
答：将塑料块取出来擦干，放在水平桌面上，它对桌面的压强为750Pa。
15．【答案】（1）解：根据称重法可得，B浸没时受到浮力为：F浮B＝F0﹣F10＝18N﹣12N＝6N
答：t＝10s时，B物体受到水的浮力是6N；
（2）解：t＝10s时，B物体排开水的体积V排B＝＝＝6×10﹣4m3＝600cm3；
Ⅰ、若B物体的密度大于水的密度，则由图像信息可知，t＝10s时B物体刚好浸没，物体B的体积和排开液体体积相等，即B的体积为：VB＝V排B＝600cm3；
B的高度为：hB＝＝＝6cm；
0～10s，B排开液体体积增大，所受浮力增大，则B始终接触容器底面，这段时间注水体积为：V水10＝（S﹣SB）hB；，
10～30s，20秒内注入的水体积V水30＝Sl＝2V水10；
联立方程可得：2×（S﹣100cm2）×6cm＝S×8cm，解得S＝300cm2；
注水速度为：v＝120cm3/s，即：每秒向容器内注入水的体积是120cm3；
Ⅱ、若B物体的密度小于水的密度，则由图像信息可知，t＝10s时B物体刚好漂浮，10s﹣20s内匀速注水时，B物体会缓慢上升（仍然漂浮），且浸入水中的深度始终为hB浸＝＝＝6cm，此过程中相当于在B物体下方注水，则注水的横截面积等于容器的底面积，注水的深度等于细线P的长度8cm（即B物体会上升8cm），故方法、结果与前面相同，则每秒向容器内注入水的体积仍然是120cm3
答：每秒向容器内注入水的体积是120cm3；
（3）解：当FQ＝3N时，根据称重法有：F浮总＝F1﹣FQ′，即：F浮总＝18N﹣3N＝15N，
此时A和B排开水的总体积为：V排总＝＝＝1.5×10﹣3m3＝1500cm3；
物体A和B浸入水中的总深度为：h浸总＝＝＝15cm；
若B始终沉底，则此时水的深度h＝h浸总+l＝15cm+8cm＝23cm＝0.23m，
若t＝10s时B物体刚好漂浮，则整个过程中B物体会上升8cm，即最终B物体下表面到容器底的距离等于8cm，则此时水的深度仍然为23cm＝0.23m，
所以，水对容器底部的压强为：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.09m+0.06m+0.08m）＝2.3×103Pa；
水对容器底部的压力为：F＝pS＝2.3×103Pa×300×10﹣4m2＝69N
答：当FQ＝3N时，水对容器底部的压力是69N。
16．【答案】（1）解：根据可得，实心合金块的体积：，
合金块浸没在水中，则，
则合金块受到的浮力：。
答：合金块的浮力为2N；
（2）解：实心铁块所受重力：；
斜面高：；
拉力所做的有用功：；
由可得，拉力所做的总功：；
由得拉力：；
则拉力的功率：；
答：拉力F的功率为1W；
（3）解：因为，
所以；
额外功是克服合金块所受阻力所做的功；
由可得，合金块受到的阻力：。
答：合金块受到的阻力是。
17．【答案】（1）解：此时容器内水的深度，
则水对容器底部的压强：
答：水对容器底部的压强；
（2）解：正方体的的体积：，
正方体的质量：，
正方体的重力：，
则用细线悬挂固定在容器正上方静止时，正方体. 受到的浮力大小：；
根据可得正方体排开水的体积：
答：正方体排开水的体积为；
（3）解：水的体积：，
水的重力：，
用细线悬挂固定在容器正上方静止时，；
则容器对桌面的压力：，
容器对桌面的压强：。
答：容器对桌面的压强为。
18．【答案】（1）解：由题知，物体浸没煤油中，V=V排=1.0×10-3 m3
受到的浮力：
F浮=ρ煤油gV排=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×1.0×10﹣3 m3=8 N
因为G+F拉=F浮
物体受到的拉力：
F拉=F浮-G=8N-6N=2N
（2）解：漂浮时，F浮′=G =6 N
由F浮′=ρ煤油gV排′得：V排′===7.5×10﹣4 m3
△V排=1×10﹣3 m3﹣7.5×10﹣4 m3=2.5×10﹣4 m3
煤油深度变化：
△p=ρ煤油g△h=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m=80Pa

展开更多......

收起↑