2024年中考物理题型专题难点（全国）专题24 浮力难题计算应用题（教师版）

2024年物理中考二轮复习以题型精炼攻克难点亮点的60个小微专题专题24浮力难题计算应用题1.（2023湖南怀化）物理实验室里，同学们正在认真的完成“探究浮力的大小跟排开液体重力的关系”的实验。小明将重5N的物体浸没水中后，弹簧测力计的示数如图所示。（，）（1）求水对物体浮力大小?（2）求该物体的体积?【答案】（1）；（2）【解析】（1）由图可知，弹簧测力计的示数为F=2.6N，则物体受到的浮力F浮=G-F=5N-26N=2.4N（2）根据公式F浮=ρ水gV排可知，物体排开水的体积由于物体浸没水中，所以物体体积答：（1）水对物体浮力为；（2）该物体的体积为。2.（2023福建省）小华利用氦气球与探空仪了解空气状况。如图甲所示，质量为0.4kg的探空仪静止在水平桌面上，与桌面接触面积为0.02m2。在室内测试时，将探空仪固定在充有氦气的气球上，释放后氦气球恰好能携带探空仪悬浮在空中，如图乙所示。已知球壳质量为0.23kg，球内氦气的密度为0.17kg/m3，室内空气的密度为1.22kg/m3。求：（1）探空仪所受的重力；（2）探空仪对水平桌面的压强；（3）悬浮时氦气球的体积（计算浮力时，不计探空仪的体积和球壳的厚度）。【答案】（1）4N；（2）200Pa；（3）0.6m3【解析】（1）探空仪的重力（2）探空仪对水平桌面的压力探空仪对水平桌面的压强（3）气球悬浮①氦气球受到浮力②由①和②得到悬浮时氦气球的体积答：（1）探空仪所受的重力是4N；（2）探空仪对水平桌面的压强是200Pa；（3）悬浮时氦气球的体积是0.6m3。3．（2023·黑龙江牡丹江）学习了阿基米德原理，小明想到一种只用弹簧测力计测量金属块密度的方法。先用弹簧测力计测出金属块的重力是，再把金属块浸没到水中，静止时，弹簧测力计的示数是。求：（1）金属块浸没在水中受到的浮力；（2）金属块的体积；（3）金属块的密度。【答案】（1）0.1N；（2）；（3）【解析】（1）金属块受到的浮力（2）根据阿基米德原理，金属块完全浸没在水中时，排开的水的体积因金属块浸没在水中，故金属块的体积（3）根据G=mg，金属块的质量金属块的密度4．（2023·内蒙古赤峰）小亮同学在测量浮力时发现：金属块浸没在密度不同的液体中，测力计示数不同。于是，他用测力计和重为4N、体积为1×10-4m3的金属块，组装成密度计，将金属块浸没在不同液体中静止，来探究液体密度与测力计示数的对应关系。（1）如图所示，金属块浸没在水中静止，受到的浮力是多少？()（2）若将此时测力计指针所指刻度标为1.0×103kg/m3，这条刻度线的刻度值是多少N？()（3）该液体密度计的0kg/m3刻度标在N处。这个液体密度计所能测量的液体密度值不能超过kg/m3。（g取10N/kg；ρ水=1.0×103kg/m3）

【答案】1N3N44×103【解析】解：（1）[1]金属块浸没在水中，排开水的体积为V排=V=1×10-4m3，静止时受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N（2）[2]根据称重法可知，测力计示数为F示=G-F浮=4N-1N=3N，所以若将此时测力计指针所指刻度标为1.0×103kg/m3，这条刻度线的刻度值是3N。（3）[3]当该测力计下的物体不浸没在液体中时，即浸入液体密度为0kg/m3时，测力计示数为4N，所以该液体密度计的0kg/m3刻度标在4N处。[4]当金属块浸没在液体中测力计的示数为0时，所测量液体密度最大，此时F示″=G金-F浮″=0N，则F浮″=G金=4N，当浮力为4N时，液体密度最大，此时液体密度为5.海洋科学钻探船被称为海洋科学领域的“航空母舰”。如图所示为一艘满载时排水量为5×104t的海洋科学钻探船。甲板上装有很高的钻塔，可以安装并控制钻杆进行拉升作业，使钻头和钻杆最深可在4000m深的海底向下钻取岩芯进行研究。（ρ水＝1.03×103kg/m3，g取10N/kg）。（1）该钻探船满载时受到海水的浮力是多少？（2）满载时，该钻探船从海水密度较小的海域驶入密度较大的海域，钻探船排开海水的体积（选填“变大”“变小”或“不变”）（3）钻头在4000m深的海底处受到海水的压强是多少？（4）该钻探船以36km/h的速度匀速航行时，动力推进系统的输出功率为4×107W，则船受到的牵引力是多少？【答案】（1）5×108N；（2）变小；（3）4.12×107Pa；（4）4×106N【解析】（1）钻探船满载时受到海水的浮力：F浮＝G排＝m排g＝5×104×103kg×10N/kg＝5×108N；（2）满载时，该钻探船从海水密度较小的海域驶入密度较大的海域，都处于漂浮状态，受到的浮力不变，都等于船的重力，由F浮＝ρ液gV排可知，排开海水的体积变小；（3）钻头在4000m深的海底处受到海水的压强：p＝ρ水gh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×4000m＝4.12×107Pa；（4）钻探船匀速航行的速度：v＝36km/h＝36×m/s＝10m/s，由P＝＝＝Fv可得，船受到的牵引力：。6．如图所示，将底面积为0.02m2的长方体实心铝块放在刻度面板已改装好的台秤上稳定时，台秤示数为27N，已知铝的密度为2.7×103kg/m3．求：（1）铝块对水平台秤的压强。（2）如果再把铝块完全浸没在水中静止时，受到的浮力。【答案】（1）铝块对水平台秤的压强为1350Pa。（2）如果再把铝块完全浸没在水中静止时，受到的浮力为10N。【解析】（1）由题意可知铝块的重力为G＝27N，铝块对水平台秤的压力：F＝G＝27N，铝块对水平台秤的压强为：p＝＝＝1350Pa；（2）由G＝mg得，铝块的质量为：m＝＝＝2.7kg，根据ρ＝可得，实心铝块的体积为：V＝＝＝1×10﹣3m3，铝块完全浸没在水中静止时受到的浮力为：F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N。7.轮船的大小通常用排水量表示，排水量是轮船满载时排开水的质量。(1)若轮船排水量记为m排，满载时船货总质量记为m船，请通过推导说明m排=m船，要求写出相关物理原理和表达式。(2)某条船的排水量为500t，该船满载从海水驶入江水中，其排水量变大、变小、还是不变？该船排开江水的体积是多少？（=1.03×103kg/m3，=1×103kg/m3）【答案】见解析【解析】(1)由阿基米德原理可知，排出水的重量为F浮=G排轮船漂浮在水上，由二力平衡原理可知F浮=G船代换可得G排=G船由重力与质量关系式可得m排=m船(2)由上述计算可知，该船满载从海水驶入江水中时质量不变时，排水量不变；由密度公式可知该船排开江水的体积为8.如图甲所示，水平地面上有一底面积为50cm2的圆柱形容器，容器中水深10cm，现将一物块悬挂在弾簧测力计下端，当物块浸没在水中时(物块不接触容器底面和侧面)，容器内水深由10cm上升到12cm，此时弹簧测力计的示数如图乙所示｡(已知ρ水=1.0103kg/m3)求：(1)物块未放入水中时，水对容器底的压强；(2)物块浸没在水中时受到的浮力； (3)物块的密度｡【答案】(1)1000Pa；(2)1N；(3)3.4×103kg/m3【解析】(1)物块未放入水中时，水深h1=10cm=0.1m水对容器底的压强p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa水对容器底的压强为1000Pa。(2)物体浸没在水中时，水面上升的高度为h=h2-h1=12cm-10cm=2cm=2×10-2m物体排开液体的体积为V排=V=Sh=50×10-4m2×2×10-2m=1×10-4m3浸没时，物体受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N物体受到的浮力为1N。(3)由乙图弹簧测力计的示数可知F拉=2.4N弹簧测力计在水中拉时F拉=G-F浮，则物体的重力G=F拉+F浮=2.4N+1N=3.4N物体的密度为ρ=====3.4×103kg/m3物体的密度为3.4×103kg/m3。9.如图，甲、乙两个实心圆柱体，甲的密度小于乙的密度，甲的重力为4N，乙的重力为6N。甲的高度为20cm，乙的高度为10cm，甲、乙的横截面积均为40cm2.现将甲、乙两物体用重力可忽略的细线串接起来放入容器的水中，此时容器中的水深h0=50cm，甲有一部分浮出水面，（水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：(1)水对容器底面产生的压强；(2)细线对乙物体的拉力大小；(3)甲浮出水面部分的高度。【答案】(1)；(2)2N；(2)5cm【解析】(1)由题可知，容器中水的深度为50cm合0.5m，水对容器底面产生的压强为(2)乙物体的体积为乙物体完全浸入液体中时，乙物体受到的浮力为以乙物体为研究对象，在液体中静止时受向下重力，向上的浮力和绳子拉力作用，则细线对乙物体的拉力为(3)以甲物体为研究对象，甲物理受到向下的重力，绳子对甲向下的拉力作用及向上的浮力作用，则甲所受浮力大小为则甲排开液体体积为则甲浸入液体的深度为甲浮出水面部分的高度10.小宇同学每天测量同一个鸡蛋的质量，再把鸡蛋放入水中，观察它的浮沉情况后，取出放好。下表是他记录的部分数据及现象。（鸡蛋的体积保持不变ρ水=1.0×103kg/m3）第1天第33天第55天第66天第77天质量m/g66.165.761.860.958.8鸡蛋在水中的位置(1)求第77天鸡蛋受到重力的大小；(2)求第1天鸡蛋所受浮力及鸡蛋的体积。【答案】(1)；(2)、【解析】(1)第77天时，鸡蛋的质量为58.8g=0.0588kg，受到重力的大小为(2)鸡蛋的体积保持不变，因此第1天和第55天所排开水的体积一样，所受到的浮力也一样，第55天悬浮，浮力大小等于其重力大小为鸡蛋的体积等于排开水的体积为11.如图甲是我国自主研制的全球最大的水陆两栖飞机，它能在陆地上起飞降落，又能在水面上起飞降落，是一艘会飞的“船”。两栖飞机空载质量为4.15×104kg。如图乙是我国最新自主研制的“海斗号”无人潜水器，最大下潜深度可达10970m。（取海水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：(1)两栖飞机空载时在水面上排开海水的体积为多少？(2)当“海斗号”无人潜水器下潜到10000m深度时，受到的海水压强为多少？(3)“海斗号”无人潜水器的质量为1000kg，平均密度为5.0×103kg/m3，现用钢绳连着两栖飞机和潜水器，将潜水器缓慢放入海水中浸没并匀速下降，此时钢绳对潜水器的拉力是多大？【答案】(1)41.5m3；(2)；(3)【解析】(1)两栖飞机空载时在水面上处于漂浮状态，受到浮力等于空载时的重力，即由可得排开水的体积(2)当“海斗号”无人潜水器下潜到10000m深度时，受到的海水压强(3)“海斗号”无人潜水器的重力浸没在海水中是排开海水的体积等于自身的体积，由可得则浸没时受到的浮力潜水器匀速下降，在海水给的浮力、钢绳对潜水器的拉力、自身重力三个力的作用下处于平衡状态，所以此时钢绳对潜水器的拉力答：(1)两栖飞机空载时在水面上排开海水的体积为41.5m3；(2)当“海斗号”无人潜水器下潜到10000m深度时，受到的海水压强为；(3)此时钢绳对潜水器的拉力是。12.如图所示，将一物体挂在弹簧测力计的挂钩上，测出物体的重力为10N，把物体浸没在圆柱形容器的水中（水未溢出），静止时测力计的示数为6N，已知容器的底面积为100cm2（g=10N/kg）求：(1)物体浸没在水中时所受的浮力；(2)物体的密度；(3)物体浸没在水中时，水对容器底部增大的压强｡【答案】(1)4N；(2)；(3)400Pa【解析】(1)物体浸没在水中所受的浮力(2)物体的质量物体的体积物体全部浸没，所以，则物体的密度(3)物体浸没时，水增加的深度水对容器底增加的压强13.潜水艇为增强国防力量，维护祖国安定发挥了重要作用。潜水艇截面如图所示，通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重，从面使其下沉或上浮。我国某型号潜水艇的总体积为2×103m3，水舱未充海水时潜水艇总重为1.26×107N，最大下潜深度可达400m。海水密度取1.03×103kg/m3。g取10N/kg。求：(1)最大下潜深度处的海水压强；(2)潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力；(3)潜水艇悬浮在海水中时，水舱中充入海水的质量。【答案】(1)4.12×106Pa；(2)2.06×107N；(3)8×105kg【解析】(1)最大下潜深度处的海水压强(2)潜水艇完全潜入海水中时，排开海水的体积潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力(3)潜水艇悬浮在海水中时，受力平衡，浮力等于重力，即则水舱中充入海水的质量14.（2023北京）某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖上系一块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，当瓶中不放被测物体静止时，在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线，再在瓶身上均匀标记其他刻度线，左侧标记的是长度值，若在刻度线右侧标上相应的质量值，即可做成一个简易浮力秤，如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀，其横截面积为50cm2，不放被测物体时浮力秤的总质量为170g，水的密度为1.0g/cm3，g取10N/kg。（1）画出图中浮力秤的受力示意图。（2）求图中所示状态浮力秤受到的浮力。（3）求浮力秤上2cm刻度线对应的质量值。【答案】（1）见解析；（2）1.7N；（3）100g【解析】（1）浮力秤静止时漂浮，浮力秤所受的重力等于所受的浮力，浮力秤受力示意图见图：（2）浮力秤漂浮，依据平衡条件可知（3）浮力秤浸到2cm刻度线漂浮时，秤内被测物的质量为m测，依据平衡条件不放入被测物时F浮=G排放入被测物时可知依据阿基米德原理可知15.科创小组设计了水库自动泄洪控制装置，将其制成顶部开有小孔的模型，如图所示。其中A为压力传感器，B是密度小于水且不吸水的圆柱体，能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动。当模型内水深h0=15cm时，B与模型底面刚好接触且压力为零。水面上涨到设计的警戒水位时，圆柱体对压力传感器的压力为2N，触发报警装置，开启泄洪阀门。已知圆柱体B的底面积SB=50cm2，高hB=25cm，g取10N/kg，ρ水=1×103kg/m3。（1）当B对模型底面压力F1=2.5N时，模型内水深h1为多少cm？（2）刚触发报警装置时，B浸入水中的深度h2为多少cm？（3）为了提高防洪安全性，警戒水位需要比原设计低5cm，在B的上方加上与B同材质同底面积的圆柱体C，则圆柱体C的高度h3应为多少cm？【答案】（1）10cm；（2）19cm；（3）12.5cm【解析】（1）当模型内水深h0=15cm时，B排开水的体积V0=SBh0=50cm2×15cm=750cm3由B与模型底面刚好接触且压力为零可知，此时B处于漂浮状态，由物体的漂浮条件可知，B的重力GB=F0浮=ρ水gV0=1×103kg/m3×10N/kg×750×10-6m3=7.5N由G=mg可知，B的质量B的体积VB=SBhB=50cm2×25cm=1250cm3则B的密度由力的平衡条件可知，当B对模型底面压力，F1=2.5N时，B受到的浮力F1浮=GB-F1=7.5N-2.5N=5N由F浮=ρ液gV排可知，B排开水的体积由V=Sh可知，B浸入水中的深度（2）刚触发报警装置时圆柱体对压力传感器的压力为2N，由力的平衡条件可知，此时B受到的浮力F2浮=GB+F2=7.5N+2N=9.5N由F浮=ρ液gV排可知，B排开水的体积由V=Sh可知，B浸入水中的深度（3）由刚触发报警装置时B浸入水中的深度和B的高度可知，A到水面的距离hA=hB-h2=25cm-19cm=6cm警戒水位需要比原设计低5cm时，A到水面的距离hA'=hA+5cm=6m+5cm=11cm则BC整体排开水的深度hBC=h3+hB-hA'=h3+25cm-11cm=h3+14cmBC整体排开水的体积VBC=SBhBC=50cm2×(h3+14cm)=(50h3+700)cm3此时BC整体受到的浮力F浮=ρ水gVBC=1×103