2022年中考物理二轮专题复习+浮力计算

这是一份2022年中考物理二轮专题复习+浮力计算，共21页。
浮力专题计算
1．“奋斗者”号于2020年11月10日在马里亚纳海沟创造了中国深度﹣﹣下潜10909米。
（1）“奋斗者”号在探索马里亚纳海沟的奥秘时，母船与“奋斗者”号信息传递假设要借助于声呐。在10500m深处的奋斗者号收到正上方母船的指令需要多长时间？（声音在海水中的传播速度是1500m/s）
（2）质量为2.5t的某潜水器在水中匀速下潜时，其所受到的浮力为多少？
（3）水中有两艘潜艇一前一后，两者相距L，且两者始终保持相同的速度v同向前进。后艇的水下声呐信号到达前艇立即返回，已知声呐信号在水中的传播速度恒为v0，请推导，后艇从发出信号到到达前艇所用的时间t=_____。



2．2020年11月10日，我国"奋斗者"号（如图所示）载人潜水器在马里亚纳海沟10909米深处成功坐底。“奋斗者”体积约30m3，空载时重约2.4×105N。此次科学考察中，科研人员在潜水器外侧加挂了8块压舱铁（每块压舱铁重104N），保证潜水器顺利下潜开展工作。求：
（1）“奋斗者”号在海面下104m深处受到的海水压强是多少?它底部一个表面积为500cm²的观察窗受到的海水压力是多少?
（2）“奋斗者”号在海面下104m深处受到的浮力是多少?
（3）完成科考任务上浮时，它至少要抛掉多重的压舱铁?（海水密度取1.0×103kg/m3）



3．如图甲所示，用弹簧测力计缓慢将长方体物体从装有水的杯子中匀速拉出，杯子的底面积为100cm2，拉力随时间的变化关系如图乙所示求：（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）
（1）物体的体积；
（2）物体的密度；
（3）物体离开水面后，水对杯底的压强变化了多少？



4．如图，水平桌面上正放一个底面积为3×10-2m2溢水杯，溢水口距杯底20cm，内装深度为18cm的水，将边长为10cm、密度为0.9g/cm3的正方体木块缓慢放入水中。（ρ水=1.0×103kg/m3）求：
（1）木块放入前，水对溢水杯底的压强和压力；
（2）木块放入前，木块对水平桌面的压强；
（3）木块放入水中静止后，水对木块的浮力。



5．在水平桌面上放置一个底面积为100cm2，质量为400g的圆筒，筒内装有16cm深的某种液体。弹簧测力计的下端悬挂着一个底面积为50cm2，高为16cm的金属柱，当金属柱从液面上方逐渐浸入液体中直到全部浸没时，弹簧测力计的示数F与金属柱浸入液体深度h的关系如图所示。（圆筒厚度忽略不计，筒内液体没有溢出，g取10N/kg）。求：
（1）金属柱浸没在液体中受到的浮力；
（2）圆筒内所装液体的密度；
（3）金属柱浸没时，液体对容器底的压强比未放入金属柱前增加了多少？
（4）当金属柱浸没在液体中时，圆筒对桌面的压强。



6．救援队用吊绳打捞一个沉到水底高为的实心长方体沉箱，如图甲所示，提升过程中始终以的速度竖直向上匀速提起。图乙是将沉箱从水底提升至离开水面过程中吊绳的拉力F随时间t变化的图象，整个提升过程用时，g取，水的密度为。若不计水的阻力和吊绳的重力及水面高度的变化，且提升过程中未遇到障碍物，求：
（1）时沉箱受到的浮力；
（2）0至拉力F做的功；
（3）在时，沉箱上表面受到的压强（不计大气压强）。



7．一铜球重，把它浸没在一个盛满水的容器中时，其排开水的重力为，求：（已知）
（1）铜球浸没在水中时受到的浮力是多大？
（2）铜球的总体积是多少？
（3）该铜球是实心还是空心的？如果是空心的，空心部分体积是多少？

8．底面积为100cm2，重为3N的平底圆柱形容器内装有适量的水，放置于水平桌面上。现将体积为600cm3，重为2N的木块A轻放入容器内的水中，静止后水面的高度为10cm，如图甲所示，若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方，使A恰好浸没在水中，如图乙所示（水未溢出），不计绳重及其体积，g取10N/kg，求：
（1）图甲中木块A静止时浸入水中的体积；
（2）物体B的体积；
（3）图乙中水对容器底部的压强。



9．如图所示的圆柱形容器中装有适量的某种液体，现将边长a=10cm，质量为600g的正方体木块A放入容器中，木块静止有的体积露出液面，如图甲所示。
（1）木块受到的浮力F浮=？
（2）在木块上表面轻放一个物块B（VA=2VB），A的上表面刚好与液面相平，如图乙所示。物块B的密度ρB=？



10．如图所示，溢水杯甲中装有质量为2千克的水，且水面与溢水口齐平。高为0.2米、底面积为1×10-2米2的圆柱形容器乙，装有深为0.1米的水。
（1）求溢水杯甲中所装水的体积V水；
（2）将一个体积为1×10-3米3的物体A放入溢水杯甲后，水会从溢水口流进容器乙，并测得容器乙中水对容器底部压强增加了588帕。试判断物体A是否浸没在溢水杯甲中，并求出物体A的密度ρA。



11．如图甲所示，底面积为100cm2的长方体容器内盛有足够多的水，容器壁的厚度不计，用弹簧测力计挂着一金属块并将金属块逐渐浸入容器的水中且水始终不会溢出。图乙是描述在这个过程中弹簧测力计的示数F随金属块下表面在水中的深度h的变化情况。求：
（1）从A到C的过程中，金属块下底部受到水的最大压强值；
（2）金属块的密度大小；
（3）金属块浸没水中后（但未触及容器底部）与其在浸入水之前相比较，容器底部受到水的压强增大多少帕斯卡？










12．如图所示，在容器底部固定轻质弹簧（不计弹簧重力），弹簧上端连有一边长为0.2m的正方体木块A，当容器中水的深度为50cm时，物块A有五分之三的体积露出水面，此时弹簧恰好处于自然伸长状态，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，至物块A刚好浸没水中，立即停止加水，弹簧伸长了5cm，此时弹簧对物块A的作用力F。


13．在水平桌面上放有一薄壁柱形容器，底面积为100 cm2将一 个重力为2.5N，底面积为40 cm2高为10cm柱形玻璃杯A漂浮于水面，底部连接有一个实心金属块B，细线未拉直，最后A、B两物体在水中处于静止状态（B未与底部紧密接触， 细线不可伸长且质量体积忽略不计），如图甲所示，求：
（1）水对玻璃杯A底部的压强大小；
（2）向容器中注水，细线拉力随时间变化图像如图乙所示（容器无限高），求t1时刻到t2时刻加水的体积；
（3）若该容器换成一底面半径为9cm的足够深的圆柱形烧杯并装入足量的水，另有一底面半径为1 cm的 圆柱形蜡烛，在其底部插入一枚小铁钉（小铁钉体积很小，且插入蜡烛后蜡烛形状的改变可忽略），然后将 插有铁钉的蜡烛放入烧杯中，蜡烛露出水面1 cm，且蜡烛底部与烧杯底部不接触，如图丙所示，已知蜡烛 密度为水密度的0. 9倍，现将蜡烛点燃，已知蜡烛燃烧的速度为10 cm/h，试求：经过多长时间蜡烛熄灭？


14．如图所示是我国第一台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”载人潜水器，“蛟龙号”的体积约为84m3，空重不超过22t，最大荷载是240kg.（ρ海水＝1.03×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）“蛟龙号”在5000m的海底受到的浮力是多大？
（2）“蛟龙号”下潜到5000m时，若底部有一个6cm2的小洞，你至少需要多大的力才能将它堵住？



15．如图所示，用轻质的细线将边长为10cm，质量为600g的正方体A和体积为的球体B相连接后轻轻地放入水中，两物体最终静止时恰好在水中处于悬浮状态，此时正方体A上表面到水面的距离为12cm（）。求：
（1）将正方体A看成一个有质量的点，如图乙所示，请在图乙中画出正方体A的受力示意图；
（2）正方体A上表面所受水的压力大小；
（3）球体B的密度大小。



16．如图甲所示，大水槽中盛有适量的水，正方体塑料块的棱长为 10cm，质量为 250g，将其放入水槽内的水中，静止时塑料块能漂浮在水面上。如图乙，当用质量为 0.5kg 的大木板盖在水槽上方时，塑料块浸入水中的深度为 5cm。已知水的密度为 1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求
（1）图甲中塑料块浸入水中的深度；
（2）图乙中木板对塑料块的压强。



17．如图所示，薄壁圆柱形容器置于水平地面，容器的底面积，容器高 20cm，内盛15cm深的水。A为均匀实心立方体物块（不吸水），其重为2N（已知）。
(1)水对容器底部的压力为多少?
(2)将A释放，沉浸在水中，静止后受到容器底对它的支持力为0.6N，求A的体积。



18．如图所示，一正方体物块边长为10cm，漂浮于底面积为200cm2、盛有5L水的圆柱形容器中，有 的体积露出水面，ρ水＝1.0×103kg/m3。
（1）求物块受到的浮力；
（2）用力F竖直向上作用在物块的上表面，使物块露出水面的高度为4cm并保持静止，求此时力F的大小；
（3）求物块浸没时，水对容器底部的压强。


参考答案：
1． 7s 2.5×104N
【解析】
解：（1）由v=可得，在10500m深处的奋斗者号收到正上方母船的指令需要多长时间
t===7s
（2）因为潜水器匀速下潜，所以受到的浮力
F浮=G=mg=2.5×103kg×10N/kg＝2.5×104N
（3）因L一定，两艘潜艇保持相同的速度v同向前进。信号向前面的艇传播时，相对前面潜水艇的速度为v0-v，到达前面潜水艇的时间为
t＝
答：（1）在10500m深处的蛟龙号收到正上方母船的指令需要的时间为7s；
（2）质量为2.5t的某潜水器在水中匀速下潜时，其所受到的浮力为2.5×104N；
（3）后艇从发出信号到到达前艇所用的时间t＝。
2．（1）108Pa，5×106N；（2）3×105N；（3）2×104N
【解析】
解：（1）“奋斗者”号在海面下104m深处受到的海水压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×104m=1×108Pa
观察窗受到的海水压力
F=pS=1×108Pa×500×10-4m2=5×106N
（2）“奋斗者”号在海面下104m深处受到的浮力
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N
（3）此次下潜总重
G总=G空+G铁=2.4×105N+8×104N=3.2×105N
当潜水艇匀速上浮时，需抛掉压舱铁最少
G=G总-F浮=3.2×105N-3×105N=2×104N
答：（1）“奋斗者”号在海面下104m深处受到的海水压强是108Pa，它底部一个表面积为500cm²的观察窗受到的海水压力是5×106N；
（2）“奋斗者”号在海面下104m深处受到的浮力是3×105N；
（3）完成科考任务上浮时，它至少要抛掉2×104N的压舱铁。
3．（1）2×10﹣4m3；（2）2.5×103kg/m3；（3）200Pa
【解析】
解：（1）由图像可知，露出水面后测力计的拉力
F拉2＝5N
物体的重力
G＝F拉2＝5N
未露出水面时，物体受到的拉力
F拉1＝3N
所以浸没时物体受到的浮力
F浮＝G﹣F拉1＝5N﹣3N＝2N
由F浮＝ρ水gV排得物体的体积
V=V排===2m3
（2）物体的质量
m===0.5kg
物体的密度
===2.5kg/
（3）物体离开水面后，排开水的体积变化量
V排＝V＝2×10﹣4m3
杯内水的深度变化量
h===0.02m
水对杯底的压强变化量
p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m＝200Pa
答：（1）物体的体积为2×10﹣4m3；
（2）物体的密度为2.5×103kg/m3；
（3）物体离开水面后，水对杯底的压强变化了200Pa。
4．（1）1.8×103Pa，54N；（2）0.9×103Pa；（3）9N
【解析】
解：（1）木块放入前，内装水深度为18cm=0.18m，溢水杯底面积为3×10-2m2，液体压强为

水对杯底压力

（2）木块是边长为10cm=0.1m、密度为0.9g/cm3的正方体，对水平桌面的压强

（3）木块放入水中静止后，木块漂浮在水面上，浮力等于重力

答：（1）木块放入前，水对溢水杯底的压强是1.8×103Pa，压力是54N；
（2）木块放入前，木块对水平桌面的压强是0.9×103Pa；
（3）木块放入水中静止后，水对木块的浮力是9N。
5．（1）8N；（2）；（3）800Pa；（4）
【解析】
解：（1）由图象可知：当h=0cm时，金属柱的重力等于拉力，即重力
G=10N
金属柱浸没时弹簧测力计的示数
F′=2N
金属柱浸没在液体中受到的浮力
F浮=G-F′=10N-2N=8N
（2）金属柱的体积
V=Sh=50cm2×136cm=800cm3=8×10-4m3
浸没时
V排=V=8×10-4m3
由得液体的密度

（3）当金属柱全部浸没时，液体对容器底增加的压力等于金属柱排开的液体受到的重力G排，即
ΔF=G排=F浮=8N
液体对容器底增加的压强

（4）当金属柱浸没在液体中时，圆筒对桌面的压力
F=G筒+G液+G金-F拉=G筒+G液+F浮=（400×10-3kg+1×103kg/m3×100×16×10-6m3）×10N/kg+8N=28N
圆筒对桌面的压强

答：（1）金属柱浸没在液体中受到的浮力为8N；
（2）圆筒内所装液体的密度为；
（3）金属柱浸没时，液体对容器底的压强比未放入金属柱前增加了800Pa；
（4）当金属柱浸没在液体中时，圆筒对桌面的压强为。
6．（1）；（2）；（3）
【解析】
解：（1）由分析吊绳的拉力F随时间t变化的图象可知，沉箱完全浸没在水中；时，沉箱开始露出水面；时，沉箱完全露出水面；沉箱在空气中．则时沉箱完全浸没在水中，受到的浮力为

（2）0至在拉力F方向上移动的距离为

0至拉力F做的功为

（3）时，沉箱上表面开始露出水面，故上表面在水中共移动了，则在时，
沉箱上表面的深度为

在时，沉箱上表面受到的压强为

答：（1）t=20s时沉箱受到的浮力3×104N；
（2）0至40s拉力F做的功2.04×105J；
（3）在t=0时，沉箱上表面受到的压强为40000Pa。
7．（1）10N；（2）10-3m3；（3）空心，5×10-4m3
【解析】
解：（1）铜球浸没在水中时受到的浮力等于排开水的重力，即10N。
（2）铜球的总体积是

（3）如果是实心，铜的体积为

所以空心，空心部分体积是

答：（1）铜球浸没在水中时受到的浮力是10N；
（2）铜球的总体积是10-3m3；
（3）该铜球是空心的，空心部分体积是5×10-4m3。
8．（1）2×10-4m3；（2）2×10-4m3；（3）1.6×103Pa
【解析】
解：（1）由图甲知，木块A漂浮在水面，则所受的浮力
F浮=GA=2N
据阿基米德原理得，木块A静止时浸入水中的体积

（2）如图乙知，A、B浸没在水中处于悬浮状态，此时两个物体受到的总浮力
F浮总=GA+GB=2N+6N=8N
A、B排开的水的总体积

则物体B的体积
VB=V排1-VA=8×10-4m3-600×10-6m3=2×10-4m3
（3）由甲到乙，排开水的体积变化
∆V=V排1-V排=8×10-4m3-2×10-4m3=6×10-4m3
容器中液体深度的变化

那么乙中水的深度
h=h1+∆h=0.1m+0.06m=0.16m
水对容器底部的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1.6×103Pa
答：（1）图甲中木块A静止浸入水中的体积为2×10-4m3；
（2）物体B的体积为2×10-4m3；
（3）图乙中水对容器底部的压强为1.6×103Pa。
9．（1）6N；（2）
【解析】
解：（1）木块漂浮，所以浮力等于重力为

（2）A完全浸没产生的浮力比原先漂浮的浮力多了

因为整体漂浮，所以增加的浮力等于B的重力，所以B质量为

A体积为

B体积为

物块B的密度

答：（1）木块受到的浮力6N；
（2）物块B的密度。
10．（1）2×10-3m3；（2）物体A没有浸没在甲中，0.6×103kg/m3
【解析】
解：（1）溢水杯甲中所装水的体积

（2）容器乙中水对容器底部压强增加了588帕，即乙中水深增加了

因为进入乙中的水的体积，即物体A排开的水的体积，所以可得

所以物体A没有浸没在甲中，物体A漂浮在水中，根据浮沉条件可得

可得

物体A的密度

答：（1）溢水杯甲中所装水的体积2×10-3m3；
（2）物体A没有浸没在甲中，物体A的密度0.6×103kg/m3。
11．（1）800Pa；（2）3×103kg/m3；（3）200Pa
【解析】
（1）由图可知，金属块下表面最大深度为8cm，即为0.08m，金属块下底部受到水的最大压强为

（2）由乙图可知，金属块的重力为6N，金属块的质量为

当金属块浸没时，金属块的体积等于浸入液体的体积，所以金属块的体积为

金属块的密度为

（3）当金属块浸没后比浸入水中前，容器底部增大的压力为

增大的压强为

答：（1）从A到C的过程中，金属块下底部受到水的最大压强值800Pa。
（2）金属块的密度大小为。
（3）金属块浸没水中后（但未触及容器底部）与其在浸入水之前相比较，容器底部受到水的压强增大200Pa。
12．（1）32N；（2）；（3）48N
【解析】
解：（1）物块A体积
V=(0.2m)3=8×10-3m3
则
V排=V-V露=V-V=V=×8×10-3m3=3.2×10-3m3
物块A受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×3.2×10-3m3=32N
（2）弹簧恰好处于自然伸长状态时没有发生形变，F浮=G，即
ρ水gV排=ρ物gV
则物体A的密度
ρ物==0.4×103kg/m3
（3））物块A刚好完全浸没水中时，弹簧的弹力
F=F浮-G=ρ水gV-ρ物gV=1×103kg/m3×10N/kg×8×10-3m3-0.4×103kg/m3×10N/kg×8×10-3m3=48N
答：（1）物块A受到的浮力是32N；
（2）物块A的密度是；
（3）此时弹簧对物块A的作用力是48N。
13．（1）625Pa；（2）75cm3；（3）1h
【解析】
解：（1）玻璃杯A重力为2.5N，漂浮于水面， 重力与浮力相等，浮力等于杯底水的压力

水对玻璃杯A底部的压强

（2）杯重2.5N， t1时刻，细线拉力0.5N，此时浮力

A浸在液体中的体积

A浸在液体中的深度

t2时刻，细线拉力1N，此时浮力

A浸在液体中的体积

A浸在液体中的深度

加入的水深为

加入水的体积

（3）蜡烛露出水面1 cm，处于漂浮，浮力与重力相等

可求得钉子重力
①
蜡烛熄灭时，即蜡烛上表面刚好没入水里时，此时蜡烛长度h1，蜡烛与铁钉构成的整体平均密度与水的密度相同
②
将①代入②

整理得



蜡烛燃烧的长度

而蜡烛燃烧的速度为10cm/h，故蜡烛可燃烧1h。
答：（1） 水对玻璃杯A底部的压强625Pa；
（2）t1时刻到t2时刻加水的体积75cm3；
（3）经过1h蜡烛熄灭。
14．（1）8.652×105N；（2）3.09×104N
【解析】
解：（1）“蛟龙号”在5000m的海底时，浸没在海水中，则
V排＝V＝84m3
受到的浮力
F浮＝ρ海水gV排＝1.03×103kg/m3×10N/kg×84m3＝8.652×105N
（2）“蛟龙号”下潜到5000m时受到海水的压强
p＝ρ海水gh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×5000m＝5.15×107Pa
堵住小洞的力的大小与海水对小洞的压力大小相等，即
F＝F压＝pS＝5.15×107Pa×6×10-4m2＝3.09×104N
答：（1）“蛟龙号”在5000m的海底受到的浮力是8.652×105N；
（2）“蛟龙号”下潜到5000m时，若底部有一个6cm2的小洞，你至少需要3.09×104N的力才能将它堵住。
15．（1） ；（2）12N；（3）
【解析】
解：（1）对A进行受力分析A受到竖直向上的浮力，竖直向下的重力和拉力，如图所示：

（2）正方体A上表面所处的深度为

正方体A上表面所受水的压强

接触面积为

正方体A上表面所受水的压力大小为

（3）正方体A的体积为

正方体A和球体B浸入液体的总体积为

因为正方体A和球体B这个整体在水中悬浮，所以总重力等于浮力，故总重力为

A和B的总质量为

球体B的质量为

球体B的密度大小为

答：（1）将正方体A看成一个有质量的点，正方体A的受力示意图为；
（2）正方体A上表面所受水的压力大小为12N；
（3）球体B的密度大小为。
16．（1）2.5cm；（2）250Pa
【解析】
解：（1）塑料块的重力
G=mg=250×10-3kg×10N/kg=2.5N
图甲中，塑料块漂浮，浮力等于重力，即
F浮=G=2.5N
根据F浮=ρ液gV排可知塑料块排开水的体积
V排==2.5×10-4m3
已知正方体塑料块的棱长为
10cm=0.1m
图甲中塑料块浸入水中的深度
h==0.025m=2.5cm
（2）图乙中，塑料块浸入水中的深度为
h′=5cm=0.05m
因底面积相同，故排开水的体积
V排′=0.1m×0.1m×0.05m=5×10-4m3
塑料块受到的浮力
F浮′=ρ水gV排′=103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N
塑料块受到竖直向下的重力、木板对塑料块竖直向下的压力和竖直向上的浮力，故木板对塑料块的压力
F压=F浮′-G=5N-2.5N=2.5N
木板对塑料块的压强
p==250Pa
答：（1）图甲中塑料块浸入水中的深度为2.5cm；
（2）图乙中木板对塑料块的压强为250Pa。
17．(1)12N；(2)
【解析】
(1)水对容器底部的压强为

水对容器底部的压力为

(2)由题意知，物体A受到的浮力为

由阿基米德原理可得物体A的体积

答：(1)水对容器底部的压力为12N；
(2) A的体积为。
18．（1）7.5N；（2）1.5N；（3）3×103Pa
【解析】
解：(1) 正方体物块的体积

由正方体物块有 的体积露出水面可知，物体排开水的体积

该物块受到的浮力

(2) 因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等，所以，物体的重力

使物块露出水面的高度为4cm并保持静止，此时物体排开水的体积

此时该物块受到的浮力

使物块保持静止时，物体受到竖直向上的拉力、竖直向上的浮力和竖直向下的重力，根据力的平衡条件可得

所以

(3) 物块浸没时水的深度

则水对容器底部的压强

答：(1) 物块受到的浮力为7.5N；
(2) 用力F竖直向上作用在物块的上表面，使物块露出水面的高度为4cm并保持静止，此时力F的大小为1.5N；
(3) 物块浸没时，水对容器底部的压为3×103Pa。