(完整版)中考物理浮力计算题专题训练及答案.pdf

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1、1 浮力计算题专题训练（四） 1 （ 2014 年汕尾市）（6 分）如题19 图所示为某种型号潜水艇，其体积为5103m3。 （海水密度近似取1.0103kg/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1.2m2的舱盖所受海水的压强和压力。 2（山东省烟台市2014）在马航 MH370失联后，由东海舰队导弹驱逐舰“长春”舰、导弹 护卫舰 “常州” 舰和综合补给舰 “巢湖” 舰组成的中国第17 批搜救编队参与了搜救工作如 图所示， “长春”舰满载时排水量为7.5 10 6kg， 吃水深度 6m （海水的密

2、度为1.0 10 3kg/m3， g 取 10N/kg） （1）搜救舰队通常采用“一”字编队形式前行，而不是“并排”前行，为什么？ （2）满载时，“长春”舰受到的浮力有多大？ （3） “长春”舰底受到海水的压强是多少？ （4） “长春”舰以36km/h 的速度匀速航行6h，海水平均 阻力为 1.0 10 6N，则这一过程中军舰所做的功至少为多 少？ 3 （黄冈市2014）2014 年 4 月 14 日，为寻找失联的MH370 航班，启用了“ 蓝鳍金枪鱼 -” （简称 “金枪鱼 ” ）自主水下航行器进行深海搜寻。其外形与潜艇相似（如下图甲所示） ，相 关标准参数为：体积1m3、质量750kg，最

3、大潜水深度4500m，最大航速7.4km/h（不考虑 题 19 图 2 海水密度变化 ，密度 取 1.0 103kg/m3，g 取 10N/kg） 。 （1）假设 “ 金枪鱼 ” 上有面积为20cm2的探测窗口，当它由海水中 2000m 处下潜至最大潜 水深度处，问该探测窗口承受海水的压力增加了多少？ （2）“ 金枪鱼” 搜寻任务完成后，变为自重时恰能静止漂浮在海面上，此时露出海面体积为多 大？ （3）若上述漂浮在海面的“ 金枪鱼 ” ，由起重装置将其匀速竖直吊离海面。起重装置拉力的 功率随时间变化的图象如上图乙所示，图中P3=3P1。求 t1时刻起重装置对 “ 金枪鱼 ” 的 拉力（ 不考虑

4、水的阻力） 。 4 （ 2014 年北京市）用如图20 甲所示的滑轮组提升水中的物体M1，动滑轮A 所受重力为 G1，物体 M1完全在水面下以速度v 匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力 为 F1，拉力 F1做功的功率为 P1，滑轮组的机械效率为 1；为了提高滑轮组的机械效率，用 所受重力为G2的动滑轮 B 替换动滑轮A，如图 20 乙所示，用替换动滑轮后的滑轮组提升 水中的物体M2，物体 M2完全在水面下以相同的速度v 匀速竖直上升的过程中，卷扬机加 在绳子自由端的拉力为F2，拉力 F2做功的功率 为 P2，滑轮组的机械效率为 2。已知： G1 G2=30N， 21=5% ， 1

5、5 16 2 1 P P ，M1、M2两 物体的质量相等，体积V 均为 4 10-2m3， g 取 10N/kg ，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可 忽略不计。 世纪教育网 求： （1）物体 M1受到的浮力 F 浮； （2）拉力 F1与 F2之比； 来源 世纪教育网 （3）物体 M1受到的重力 G。 5 （4 分） （2014?广安）如图所示， 一个圆柱形容器的底面积是10dm2，装入一定量的水 现 将一个方木块放入容器中，木块漂浮在水面上，水未溢出，木块浸入水中的体积是6dm3， 这时水的深度为8dm （g 取 10N/kg，p 水=1.0 10 3kg/m3）求： （1）木块受到的浮力是多

6、大？ 甲 A 甲 卷扬机 F1 B 乙 卷扬机 F2 图 20 M1 M2 3 （2）放入木块后，容器底部受到水的压力是多大？ 6 （昆明市 2014年）(6 分) 如图 l5 所示，一个半径为r的实心球体处于某种液体中，球体最上 端距离液面的距离为h，求液体对球体向下的压力。( 已知液体的密度为 ，球体的体积 为 3 3 4 r) 7 （ 3 分） （2014?呼和浩特）如图所示，有一实心长方体，悬浮在水和水银的界面上，浸在 水中 和水银中的体积之比为3： 1，已知水的密度为1.0 103kg/m3 ，水银的密度为 13.6 103kg/m3 求： （1）该物体在水中和水银中所受到浮力之比；

7、 （2）该物体在水中所受到浮力与物体重力之比； （3）该物体的密度 4 8 （ 2014 年广东省广州市） （10 分） （2014?广州）悬浮在海水中的潜艇排开海水的质量为 3 10 6kg（g 取 10N/kg，海水的密度取 1 10 3kg/m3） （1）在如图上面画出潜艇的受力示意图（以点代替潜艇） （2）潜艇排开海水的体积是多少？ （3）潜艇所受浮力多大？ （4）潜艇所受重力多大？ 9.(6 分)建设中的港珠澳大桥由桥梁和海底隧道组成，隧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23 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，然后让其漂浮在海面

8、上，再用船将密封沉管拖到预定海面上，向其内部灌水 使之沉入海底。 5 设某一节密封长方形沉管的长、宽、高分别是180m，35m，10m，总质量为6107kg（海 水密度取1.0103kg/m 3,g 取 10N/kg）2-1-c-n-j-y (1) 漂浮在海面上的密封沉管，在灌水前受到的浮力F浮=_ N (2) 在对密封沉管灌水使其下沉过程中，其下表面受到海水的压强大小将_, 当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时，注入的海水至少为_kg,此时其下 表面受到海水的压力等于_N (3) 当密封沉管灌水下沉到海底后，将其下半部分埋入海底的泥沙中，再将灌入其中的海水 全部抽出，此时空心密封沉管不会再

9、上浮，请用浮力的知识来解释其原因。 答： _ 10 （6 分） （2014?湖北）一个底面积为10m2的圆柱状容器，装有适量的水，现在将一个体 积为 20m3、密度为0.8 103kg/m 3 的物体 A 放入其中，最终物体A 漂浮于水面上 则： （1）物体 A 所受到的浮力是多少？ （2）如图所示， 若将画斜线部分截取下来并取出（其体积为浸入水中体积的一半），则取出 的那部分物体的质量是多少？ （3）待剩余部分再次静止后，容器底部受到压强减小了多少？（g=10N/kg ） 6 11 （6 分） （2014?衡阳）在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是7.4N，当把零件浸没 在密度为0.8 1

10、03kg/m 3 的油中时，弹簧测力计的示数是6.6N，求： （1）金属零件所受浮力为多少？ （2）金属零件的体积为多少？ （3）金属零件的密度为多少？ 12 （10 分） （2014?广西）如图甲所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上端连有一边长 为 0.1m 的正方体物块A，当容器中水的深度为20cm 时，物块A 有的体积露出水面，此时 弹簧恰好处于自然伸长状态（水=1.0 103kg/m 3，g 取 10N/kg ） 求： （1）物块 A 受到的浮力； （2）物块 A 的密度； （3）往容器缓慢加水 （水未溢出） 至物块 A 恰好浸没时水对容器底部压强的增加量p （整 个过程中弹簧受到的

11、拉力跟弹簧的伸长量关系如图乙所示） 7 13 （6 分） （2014?黔东南州）如图甲所示，石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的 速度下降，直至全部没入水中，如图乙所示是钢绳拉力随时间t 变化的图象，若不计水的阻 力（ g=10N/kg ，水=1.0 103kg/m 3） ，求： （1）石料全部没入水中时受到的浮力是多少？ （2）石料的体积是多少？ （3）石料的密度是多少？ 14 （6 分） （2014?绥化）如图所示，将边长为10cm 的正方形物块，放盛有水的水槽内，待 物块静止时，其下表面距水面 6cm 求： （1）物块受到水的浮力大小； （2）取出物块，把一冰块放入水中，冰块也漂浮在

12、水面上，待冰块全部熔化后，水面高度 会发生怎样的变化？说明理由 15 （6 分） （2014?巴中）一边长为10cm，密度为0.6g/m3的正方体木块，用细线置于容器 的水中，如图所示，求： （1）木块所受的浮力大小？ （2）细线的拉力大小？ （3）细线剪断后，木块静止时，木块下方所受到水的压强是多大？ 8 16 （7 分） （2014?赤峰）如图所示，一艘排水量100 吨的货船，船上装有质量为8 吨的货 物 A，货物 A 的底面积为5m2（货物 A 地面与船完全接触） 求： （1）该船满载时受到的浮力； （2）货物 A 对船的压强； （3） 将货物 A 从船上卸下后， 船排开水的体积减少多少

13、？（水=1.0 103kg/m3 g=10N/kg ） 答案： 9 1.（ 1）5 10 7N； （2）2 106Pa； （3） 2.4 106N。 2. 3 （1）海面下2000m 处的压强为：p1 gh11.0103kg/m 310N/kg2000m=2107Pa 下潜至最大潜水深度处压强为：p2 gh21.0103kg/m 310N/kg 4500m=4.5107Pa 增加的压强为： pp2p14.5107Pa2107Pa2.5107Pa 由 FpS得探测窗口承受海水的压力增加： F= pS=2.5107Pa2010-4m2 =5104N （2）由于 “ 金枪鱼 ” 搜寻任务完成后，静止

14、漂浮在海面上，所以有F 浮G。 又由 F浮V排g，Gmg ，得 V排g mg 33kg/m 101 kg750m V排 0.75m3 露出海面体积为：V 露=VV排=1m30.75m3 =0.25m 3 （ 3）由于起重装置吊起“金枪鱼”是匀速竖直离海面，所以速度保持不变即v1v3，由 PFv，得 P1F1v1， P3F3v3，又 P3 3P1 ，所以有F3=3F1， 3 3 1 F F 在 t3时刻 “ 金枪鱼 ” 离开水面，由图像分析知，此时起重装置对 “ 金枪鱼 ” 的拉力等于 “ 金 枪鱼 ” 的重力，即F3=mg 所以 t1时刻起重装置对 “ 金枪鱼 ” 的拉力： F1 3 mg 3

15、 10N/kg750kg =2500N 题 19 图 乙 1 0 4解：（1） F 浮=水gV排 =1103kg/m 310N/kg 410-2m3=400N （2）P=FP1= F1绳=2 F1 P2= F2绳=2 F2 2 1 F F = 2 1 P P = 15 16 （3）在匀速提升水中物体M1的过程中，以动滑轮A 和物体 M1为研究对 象，受力分析如图4 甲所示； 在匀速提升水中物体M2的过程中，以动滑轮 B 和物体M2为研究对 象，受力分析如图4 乙所示。 由图 4 可知： 2F1+ F 浮=G+G1 2F2+ F 浮=G+G2 G1G2=30N 由得： F1F2=15N 由解得：

16、 F1=240N F2=225N = 总 有 W W 2-1=5% 2 2F FG浮 1 2F FG浮 =5% N2252 N400G N2402 N400G =5% G=760N 6. 7 5 解： （ 1） V排=V=6dm 3=6 103m3， F浮=水gV排=1000kg/m 3 10N/kg 6 103m3=60N （2） h=8dm=0.8m，则水对容器底的压强： p= gh=1000kg/m 3 10N/kg 0.8m=8 103Pa F=pS=8 103Pa 10 10 2m2 =800N； 答： （ 1）木块受到的浮力是 60N； （2）放入木块后， 容器底部受 到水的压力是

17、800N 图 4 2F1 F 浮 G1 G 甲 2F2 F 浮 G2 G 乙 1 1 7. 解： （1）根 据阿基米德原理，该物体在水中和水银中所受到浮力之比为： = = = 1 2 ； （2）该物体受到重力和在水中和水银中受到的浮力的作用： F1+F2=G； = 1 3 在水中所受到浮力与物体重力之比为： = ； 1 4 （3） F1+F2=G + = 物 gV 物； 该物体的密度为： 物= 103kg/m3+13.6 103kg/m3=4.15103kg/m3 ； 答 ：（ 1 ） 该 物 体 在 水 中 和 水 银 中 所 受 到 浮 力 之 比 为 1 5 ； （ 2 ） 该 物 体

18、在 水 中 所 受 到 浮 力 与 物 体 重 力 之 比 为 ； （3）该物体的密度为4.15 103kg/m3 8 解： （1）悬浮时受到的重力等于浮力，如图： （2）根据 =得： V=3 103m3； （3）根据基米德原理：F浮=G排=m排g=3 106kg 10N/kg=3 107N； （4）悬浮时浮力等于重力：F浮=G=3 107N； 故答案为：（1）如上图； （2）潜艇排开海水的体积是3 103m3； （3）潜艇所受浮力为3 107N； （4）潜艇所受重力为3 107N 9、 （ 6 分） （1）6108（2 分） 1 6 （2）增大； 3106； 6.3108（每空 1 分） （

19、3）此时密封固管的下表面没有与海水接触，不再受到海水向上的压强，向上的压 力为零，所以密封沉管不会再上浮。 10.解（ 1）由 =得：物体A 的质量 mA=AVA=0.8 10 3kg/m3 20m3=1.6 104kg， 则 GA=mAg=1.6 104kg 10N/kg=1.6 105N 物体 A 漂浮于水面上， F浮=GA=1.6 105N （2）由 F浮=水gV排得： V排= =16m3， 取出的那部分物体的体积V =V排= 16m3=8m 3， 由 =得质量： m=AV =0.8 103kg/m 3 8m3=6.4 103kg， （3）根据取出的那部分物体的重力G =mg=6.4 1

20、03kg 10N/kg=6.4 104N F=G =6.4 104N， p=6400Pa 答： （ 1）物体 A 所受到的浮力是1.6 105N （2）取出的那部分物体的质量是6.4 103kg （3）待剩余部分再次静止后，容器底部受到压强减小了6400Pa 11.解： （ 1）零件所受的浮力F浮=GF示=7.4N6.6N=0.8N ， （2）把零件浸没在油中，由F浮=油gV排得： V=V 排=1 10 4m3； （3）金属零件的密度 =7.4 103kg/m 3； 答： （1）零件受到的浮力为0.8N； （2）金属零件的体积为1 10 4m3； （3）该金属零件的密度为7.4 103kg/m

21、 3 （1）物块 A 受到的浮力； （2）物块 A 的密度； （3）往容器缓慢加水 （水未溢出） 至物块 A 恰好浸没时水对容器底部压强的增加量p （整 个过程中弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量关系如图乙所示） 12.解： （ 1）物块 A 体积为 V=（0.1m） 3=0.001m3， 1 7 则 V排=VV露=V V=V= 0.001m 3=6 104m3， F浮=水gV排=1 103kg/m 3 10N/kg 6 104m3=6N； （2）弹簧恰好处于自然状态时没有发生形变 F浮=G， 水gV排=物gV， 物= 水= 1 103kg/m 3=0.6 103kg/m3； （3）物块 A 刚好完

22、全浸没水中 F1=F浮 G=水gV物gV=1 103kg/m 3 10N/kg 103m3 0.6 103kg/m3 10N/kg 103m3=4N； 由图乙可知：此时弹簧伸长了2cm， 假设水面不动（即不加水），弹簧伸长2cm，木块向上运动2cm，水面距底部距离为 20cm+2cm=22cm 由于将水加至木块A 刚好完全浸没水中，水面再升高的高度h=10cm 10cm=4cm 水面升高的高度h=22cm+4cm 20cm=6cm=0.06m p=水gh=1 10 3kg/m3 10N/kg 0.06m=600Pa 答： （1）物块 A 受到的浮力为6N； （2）物块 A 的密度为0.6 10

23、3kg/m 3； （3）往容器缓慢加水（水未溢出）至物块A 恰好浸没时水对容器底部压强的增加量 p 为 600Pa 13 解： （ 1）由图乙所示图形学可知， 当石块没有浸入水中时，拉力等于重力，即：F=G=1400N ， 石料的质量： m石= =140kg ， 当石块全浸入后，拉力等于重力减去浮力， F浮=GF =1400N 900N=500N ； （2）根据阿基米德原理，F浮=水gV排，得： V排= =5 10 2m3， 因为石料完全浸没，石料的体积： V 石=V排=5 10 2 m 3； （3）石料的密度： 石= =2.8 103kg m3 答： （1）石料浸没水中时受到的浮力为500N

24、； （2）石料的体积为5 10 2m3； （3）石料的密度是2.8 103kgm 3 14 解： （ 1）物块静止时，其下表面距水面6cm，说明物体没有全部浸入水中，漂浮在水面 上，根据浮力产生的原因可知，物体受的浮力等于物体下表面受到的压力 下表面受的压强p= gh=1 103kg/m 3 10N/kg 0.06m=600Pa，来源 :学科网 物体底 面积 S=10cm 10cm=100cm 2=0.01m2， 1 8 p=， 物体受的浮力F浮=F=pS=600Pa 0.01m 2=6N； （2）冰漂浮于水面上， F浮=水gV排=G冰， 又 冰熔化成水后，其质量不变，重力不变， G水=水gV

25、水=G冰， 由可得： 水gV排=水gV水， V排=V水， 即：冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积 冰块全部熔化后，水面高度不会发生变化 答： （1）物块受到水的浮力为6N； （2）冰块全部熔化后，水面高度不会发生变化；冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积 15解：（1）木块完全浸没， V排=V= （ 10cm） 3=1000cm3=1 103m3， F浮=水gV 排=1.0 103kg/m 3 10N/kg 1 103m3=10N， （2）G木=mg= Vg=0.6 103kg/m3 1 10 3m3 10N/kg=6N F浮=F拉+G， 绳子对木块的拉力：F拉=F浮G=10N 6N=4N ；

26、（3）木块漂浮在水面上： F浮=G木=6N ； 浮力是液体对物体上下表面的压力差，所以下表面的压力F=F浮=6N， 下表面的压强p=600Pa 答： （1）木块所受的浮力为10N； （2）绳子对木块的拉力为4N； （3）细线剪断后，木块静止时，木块下方所受到水的压强是600Pa 16.解： （ 1）船满载时受到的浮力：F 浮=G 排=m 排 g=100 103kg 10N/kg=106N ； （2）货物 A 对船的压力： F=GA=8 103kg 10N/kg=8104N， A 货物对船的压强：p=1.6 104Pa； （3）因为船始终处于漂浮状态，所以将货物A 从船上卸下后， 船减小的浮力等于货物A 的 重力； 即 F 减少 =GA 水 gV 减少 =mAg V 减少 =8m3 答： （1）该船满载时受到的浮力为106N； （ 2）货物 A 对船的压强为1.6 104Pa； （3）将货物A 从船上卸下后，船排开水的体积减少了8m3 1 9