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有关浮力的综合计算题 重点考点专题练
2026届初中中考物理一轮复习备考
1.现有一个超薄材料制成的圆柱形容器,其下端封闭,上端开口,底面积,另一个实心均质圆柱体A,密度,底面积,高度,将A放入圆柱形容器中(如图甲所示),现缓慢向容器中加水。g取。
(1)往容器中注水前,求A对容器底部的压强;
(2)当圆柱体A对底部压力为恰好零时,停止注水,求注入水的深度;
(3)当圆柱体A对底部压力恰好为零时,停止注水,并将A浸入水部分的一半截取下来并取出(如图乙阴影部分),求此时水对容器底部的压强。
2.如图所示,盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上静止,容器底面积为,容器和水所受总重为30N。重2.5N的木块A放在水中后漂浮在水面上静止,此时容器中水深为5cm。g取10N/kg,水的密度为,求:
(1)放入木块A后水对容器底部的压强p。
(2)放入木块A后A排开液体的体积V。
(3)放入木块A前容器中水的深度h。
3.将一盛有水的薄壁容器放在水平桌面上,容器的底面积S=1×10-2m2,容器的重力为2N,容器中水的重力G水=12N,水面距容器底的距离h=10cm。现将一木球球用细铁丝压着浸没在水中,静止时容器中的水未溢出,木球未碰触容器底和容器壁,如图所示。已知木球的重力G球=3N,体积V=5×10-4m3,g=10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)木球未浸入时,水对容器底的压力F1;
(2)木球浸没在水中时,受到的浮力F浮;
(3)木球浸没在水中静止时,细铁丝施加的压力F;
(4)通过受力分析,求出图中容器对桌面的压强p2。
4.物理小组利用圆柱形玻璃杯制作出可测量物体质量的“浮力秤”。如图所示,玻璃杯底面积为,质量为200g,将未知质量的铁块放入玻璃杯中,静止时玻璃杯底面与水平面平行,玻璃杯浸入水中的深度为5.5cm。,取10N/kg。求:
(1)画出图中以玻璃杯和铁块整体为研究对象的受力示意图。
(2)玻璃杯底面所受水产生的压强。
(3)铁块的质量。
5.如图所示,质量为0.6kg,体积为800cm3的长方体木块浸没在装有某种液体的柱形容器中,且保持静止,细线对木块的拉力为2N。g=10N/kg,求:
(1)浸没时木块受到的浮力;
(2)此液体的密度;
(3)剪断细线待木块静止后,木块所受的浮力。
6.小明利用水槽和圆柱形玻璃筒制作了一个测量物体质量的简易浮力秤。玻璃筒的底面积为20cm2,底部放入适量的沙子,沙子和玻璃筒总质量为0.1kg,放入水中后竖直漂浮,水面对应玻璃筒的刻度为“0”,如图甲所示,此时玻璃筒底部到水面的距离h为20cm,如图乙所示()
(1)图甲中玻璃筒受到的浮力;
(2)图甲中水对玻璃筒底部的压强;
(3)图乙中放入物体的质量。
7.项目化学习小组听了“曹冲称象”的故事后,利用所学知识制作了一个“浮力秤”模型,可方便地称量物体的质量,其构造如图所示。已知透明大筒足够深,其底面积S=0.05m2,小筒的高度H=0.4m,底面积S1=0.02m2,小筒和秤盘的总质量为2kg,小筒筒壁的厚度可忽略不计,假设在整个称量过程中,小筒下表面始终与水面平行。ρ水=1×103kg/m3。求:
(1)当秤盘上不放物体时,小筒受到的浮力;
(2)如图乙所示,在秤盘上放一物体后,小筒浸入水中的深度h为0.2m,该物体的质量;
(3)与浮力秤未放物体时相比,浮力秤达到最大称量时,水对大筒容器底压强的变化量。
8.某型号一次性声呐,其内部有两个相同的空腔,每个空腔的侧上方都用轻薄易腐蚀材料制成的密封盖密封。密封盖在海水中浸泡24小时后。被海水腐蚀。某次公海军事演习,反潜飞机向海中投入该声呐,声呐静止时漂浮在海面上,露出整个体积的,声呐的底部到海面的距离为60cm,处于探测状态,如图甲所示。24小时后,下方密封盖被腐蚀,声呐没入海中处于悬浮状态,停止工作。如图乙所示。再经过24小时后,上方密封盖被腐蚀,声呐沉入海底,如图丙所示(声呐底部与海底未完全接触)。已知该声呐重为60N,海水密度取,g取10N/kg,求:
(1)图甲中,声呐受到的浮力;
(2)图甲中,声呐底部受到海水的压强;
(3)图丙中,海底对声呐的支持力。
9.小明用弹簧测力计吊着一物块在空气中称时,读数为3N,当把物块浸没在水中称时,读数为2.5N,当把物块浸没在油中称时,读数为2.6N。(g取10N/kg)求:
(1)在水中物体受到的浮力;
(2)物体的体积;
(3)油的密度。
10.一个底面积为0.04m2的薄壁圆柱形容器放在水平桌面中央(容器足够高),有一质量为0.6kg,边长为0.1m的实心正方体木块A静止在水面上(如图),此时水深0.4m,求:
(1)木块A在水面上静止时受到的浮力;
(2)若在木块上表面施加一个竖直向下的压力F,使木块A刚好浸没在水中(水未溢出),求压力F的大小;
(3)当木块A刚好浸没在水中时,水对容器底部的压强;
11.如图所示,一个足够深的底面积为500cm2的圆柱形容器中装有适量的水。现将一个底面积为200cm2、高为5cm、密度为的物块A放入水中,待其静止时,再将一个体积为320cm3的物块B放在物块A上,此时物块A刚好浸没且水未溢出。已知水的密度,g取10N/kg。求;
(1)物块A单独静止在水中时所受的浮力;
(2)物块B的密度;
(3)将物块B从物块A上取下后,水对容器底部压强的变化量。
12.如图甲所示,足够高的柱形容器中装有3kg的水,柱形物体的底面积为100cm2,用弹簧测力计吊着柱形物体从空中匀速下降到容器中(物体始终未与容器底接触)。物体下降过程中,弹簧测力计示数F随物体下降高度h的关系如图乙所示。(g取,)求:
(1)物体的质量;
(2)物体浸没时受到的浮力;
(3)物体浸没后水对容器底部的压强。
参考答案
1.(1)1600Pa
(2)16cm
(3)1200Pa
【详解】(1)圆柱体A的体积为
圆柱体A的质量为
圆柱体A的重力为
圆柱体A对底部的压强为
(2)当A对底部压力刚好为零时,A处于漂浮状态,根据物体浮沉条件可得,由得,A排开水体积为
A浸入水中的深度为
(3)将A截取部分后,A处于漂浮状态,A剩余高度为
A剩余质量为
容器中水的质量为
水对容器底部压强为
2.(1)500Pa;(2);(3)4.5cm
【详解】解:(1)容器中水深为5cm,进行单位换算
h=5cm=0.05m
水对容器底部的压强为
(2)因木块A漂浮在水面上,所以,木块A受到的浮力为
由可得,A排开液体的体积为
(3)放入木块A后容器水增加的深度为
放入木块A前容器水的深度为
答:(1)放入木块A后水对容器底部的压强为500Pa;
(2)放入木块A后A排开液体的体积为;
(3)放入木块A前容器中水的深度为4.5cm。
3.(1)10N;(2)5N;(3)2N;(4)1900Pa
【详解】解:(1)木球未浸入时,水对容器底的压强为
木球未浸入时,水对容器底的压力为
(2)木球浸没在水中时,排开液体的体积等于物体的体积,即
木球浸没在水中时,受到的浮力为
(3)木球浸没在水中静止时,受到竖直向下的重力,竖直向上的浮力和细铁丝施加的向下压力,压力为
(4)通过受力分析可知,木球对水向下的压力和水对木球向上的浮力是一对相互作用力,大小相等,没有放入木球前,容器对桌面的压力为
放入木球后增加了一个木球对水向下的压力,此时容器对桌面的压力为
图中容器对桌面的压强为
答:(1)木球未浸入时,水对容器底的压力F1为10N;
(2)木球浸没在水中时,受到的浮力F浮为5N;
(3)木球浸没在水中静止时,细铁丝施加的压力F为2N;
(4)图中容器对桌面的压强p2为1900Pa。
4.(1)
(2)550Pa
(3)0.24kg
【详解】(1)玻璃杯和铁块整体处于静止状态,受到竖直向下的重力G总和竖直向上的浮力F浮是一对平衡力。从重心出发,画一条带箭头的线段表示总重力G总,方向竖直向下,再画一条带箭头的线段表示浮力F浮,方向竖直向上,且两条线段长度相等。据此作图。
(2)玻璃杯底面所受水产生的压强为
(3)由可知,玻璃杯底面所受水的向上的压力为
因玻璃杯上表面不受水的压力,由压差法可知,玻璃杯受到的浮力为
装有铁块的玻璃杯在水中处于漂浮状态,则
玻璃杯的重力为
则铁块的重力为
铁块的质量为
5.(1)8N
(2)
(3)6N
【详解】(1)木块的重力为
木块浸没静止时受到的浮力为
(2)根据可知,此液体的密度为
(3)由于浸没时浮力大于重力,剪断细线后木块上浮,木块静止后漂浮,漂浮时木块所受的浮力为
6.(1)0.98N
(2)490Pa
(3)0.3kg
【详解】(1)玻璃筒和沙子的总质量m为0.1 kg,当玻璃筒漂浮时所受浮力大小与它自身重力大小相等,所以图甲中玻璃筒受到的浮力
(2)根据浮力产生的原因可知,水对玻璃筒底部的压力是0.98N,水对玻璃筒底部的压强
(3)玻璃筒的底面积为,放入物体后,物体质量为,则此时排开水的体积
漂浮时浮力等于总重力
解得m=0.3kg。
7.(1)20N
(2)2kg
(3)1200Pa
【详解】(1)当秤盘上不放物体时,小筒漂浮,浮力等于重力,所以小筒受到的浮力为F浮1=G小筒=mg = 2kg×10N/kg=20N
(2)小筒浸入水中的深度h=0.2m,受到的浮力为F浮2=ρ水gV排=1.0×10kg/m3×10N/kg×0.02m2×0.2m = 40N
根据漂浮时浮力等于重力,则G=mg=F浮2-G小筒,即m×10N/kg=40N-20N=20N
解得m=2kg。
(3)浮力秤达到最大称量时,浸入水中的深度h=0.4m,受到的浮力为F浮3=ρ水gV排′=1.0×10kg/m3×10N/kg×0.02m2×0.4m = 80N
与浮力秤未放物体时相比,增大的浮力ΔF浮=F浮3-F浮1=80N-20N=60N
根据力的作用是相互的,小筒对水增大的压力F=ΔF浮=60N
增大的压强为
8.(1)60N
(2)6000Pa
(3)20N
【详解】(1)声呐静止时漂浮在海面上,根据物体漂浮条件,漂浮时物体受到的浮力等于物体自身重力,已知声呐重G=60N,所以图甲中声呐受到的浮力
(2)图甲中,声呐底部到海面的距离h=60cm=0.6m
则声呐底部受到海水的压强
(3)由,漂浮时
声呐总体积
悬浮时
悬浮时,说明一个空腔注满水时总重为
两个空腔注满水,声呐沉入海底时
海底对声呐的支持力
9.(1)
0.5N
(2)
(3)
【详解】(1)用称重法计算浮力,浮力等于物体在空气中的重力减去浸入液体时的拉力。在水中物体受到的浮力
(2)物体浸没时,排开液体的体积等于物体体积。由阿基米德原理,得物体的体积为
(3)物块在油中浮力为
由阿基米德原理得油的密度为
10.(1);(2);(3)
【详解】(1)木块A在水面上静止时受到的浮力等于重力
(2)木块A刚好浸没在水中时受到浮力是
此时木块A受到竖直向下的重力和压力等于竖直向上的浮力,则压力F的大小
(3)当木块A漂浮在水面上时
木块刚好浸没时容器中水的深度是
当木块A刚好浸没在水中时,水对容器底部的压强
答:(1)木块A在水面上静止时受到的浮力是;
(2)压力F的大小是;
(3)当木块A刚好浸没在水中时,水对容器底部的压强。
11.(1)6N
(2)
(3)80Pa
【详解】(1)物块A的体积为
物块A的质量为
物块A的重力为
因为物块A的密度小于水的密度,所以物块A会漂浮在水面上。根据物体漂浮条件,物块A所受的浮力等于其自身重力,即物块A单独静止在水中时所受的浮力为
(2)将物块B放在物块A上,此时物块A刚好浸没,A和B作为一个整体漂浮在水面上。此时整体受到的总浮力等于A和B的总重力。物块A刚好浸没,排开水的体积等于物块A的体积,即
整体受到的总浮力为
物块B的重力为
物块B的质量为
物块B的体积为
物块B的密度
(3)将物块B从物块A上取下后,水面会下降,导致水对容器底部的压强减小。压强的变化量由水面高度的变化量决定。B在A上时,排开水的体积为
B取下后,A单独漂浮,此时A排开水的体积为
排开水的体积变化量为
水面高度的变化量
水对容器底部压强的变化量
12.(1)2.7kg
(2)15N
(3)3×103Pa
【详解】(1)弹簧测力计吊着柱形物体从空中匀速下降,没有接触水时,如图乙到容器中物体的重力
物体的质量
(2)物体完全浸没在水中时受到的浮力大小不变。由弹簧测力计示数F随物体下降高度h的关系如图乙所示,可知物体完全浸没在水中时受到的浮力
(3)物体完全浸没在水中时,物体的体积等于排开液体的体
物体的高度
由图乙知物体接触水后,继续下降5cm浸没,物体浸没后水增加的深度为
物体浸没后水即,故
解得
物体没有接触水前,柱形容器中装有3kg水的高度
物体浸没后水的总深
故物体浸没后水对容器底部的压强
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