初中物理阿基米德原理的应用试题

如图甲是使用汽车从湖水中打捞重物的示意图。汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度 $v=0.2m/s$向右运动。图乙是此过程中汽车拉动重物的拉力 $F$随时间 $t$变化的图象。设 $t=0$时汽车开始提升重物，忽略水的阻力、绳重和滑轮的摩擦， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。求：

（1）重物露出水面前，汽车拉重物的功率；

（2）湖水的深度；（整个过程中，湖水深度不变）

（3）圆柱形重物的密度。

如图所示，小李在实验室中做了如下实验：

①用弹簧测力计测出物体 $A$受到的重力；

②用弹簧测力计测出物体 $A$浸没在水中时受到的拉力；

③用天平称量出酒精和容器的总质量；

④物体 $A$仍然挂在弹簧测力计下，浸没在酒精中，但不触底，容器中的酒精也未溢出，通过增减砝码和移动游码，仍使天平保持平衡。根据以上实验步骤回答下列问题：

（1）物体浸没在水中所受的浮力 $F_1=$　　 $N$；浸设在酒精中所受的浮力 $F_2=$　　 $N$；

（2）当物体 $A$浸没在酒精中，天平仍保持平衡时，右盘中只有两个砝码，其质量分别为　　、　　 $g$，此时游码在标尺上指示的质量值是　　 $g$．（已知酒精的密度为 $0.8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$

水槽中放一个小铁盒，铁盒中放少许细线和一个铝块，铁盒漂浮在水面。现用细线把铝块拴在铁盒下面，铁盒仍漂浮在水面，如图所示。则此时水槽中的水位　　（选填“上升”“下降“或“不变” $)$，铁盒浸入水中的体积　　（选填“变大”“变小”或“不变” $)$。

如图1所示，置于水平地面的薄壁容器上面部分为正方体形状，边长 $l_1=4\mathit{cm}$，下面部分也为正方体形状，边长 $l_2=6\mathit{cm}$，容器总质量 $m_1=50g$，容器内用细线悬挂的物体为不吸水的实心长方体，底面积 $S_{物}=9c{m}^2$，下表面与容器底面距离 $l_3=2\mathit{cm}$，上表面与容器口距离 $l_4=1\mathit{cm}$，物体质量 $m_2=56.7g$。现往容器内加水，设水的质量为 $M$，已知 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg}$。

（1）当 $M=58g$时，水面还没有到达物体的下表面，求此时容器对水平地面的压强；

（2）当 $M=194g$时，求水对容器底部的压力；

（3）当 $0⩽M⩽180g$时，求出水对容器底部的压力 $F$随 $M$变化的关系式，并在图2中作出 $F-M$图像。

将一小石块浸没在水中，放手后小石块沉入水底，在小石块下沉过程中，下列分析正确的是 $($　　 $)$

A．浮力变大B．浮力变小C．浮力大于重力D．浮力小于重力

“蛟龙号”潜水器从海水中 $500m$深处下潜到 $1000m$的过程中 $($　　 $)$

A．受到海水的压强增大，浮力增大

B．受到海水的压强增大，浮力不变

C．受到海水的压强不变，浮力不变

D．受到海水的压强不变，浮力增大

如图所示，放在水平面上装满水的一溢水杯，水深为 $20\mathit{cm}$。弹簧测力计挂着重为 $10N$的物块。现将物块浸没在装满水的溢水杯中，静止后溢出水的质量为 $0.4\mathit{kg}(g$取 $10N/\mathit{kg})$。求：

（1）弹簧测力计的示数。

（2）物体的密度。

如图所示，乒乓球从水里上浮直至漂浮在水面上，乒乓球在 $A$位置时受到的浮力为 $F_A$，水对杯底压强为 $p_A$；在 $B$位置时受到的浮力为 $F_B$，水对杯底压强为 $p_B$，则它们的大小关系是 $F_A$　　 $F_B$， $p_A$　　 $p_B$，已知乒乓球的质量为 $2.7g$，当它漂浮在水面时，排开水的体积为　　 $c{m}^3$。

小李同学在探究某种液体密度的实验中，用测力计悬挂一个正方体金属块，浸没在液体中，如图甲所示，缓慢地将金属块从液体中竖直提起，该过程中测力计读数 $F$随金属块提起高度 $h$的关系如图乙所示，不考虑液面变化， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，则根据图像信息可以确定 $($　　 $)$

A．该金属块的边长为 $4\mathit{cm}$

B．在高度 $h$由 $2\mathit{cm}$变化到 $6\mathit{cm}$的过程中，金属块所受浮力逐渐增大

C．该液体的密度约为 $1.56\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$

D．甲图中刚提起金属块时上表面受到的液体压强为 $250\mathit{Pa}$

如图甲为盛水的烧杯，上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降，直至将圆柱体全部浸入水中，整个过程中弹簧测力计示数 $F$与圆柱体下降高度 $h$变化关系的图象如图乙所示， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．圆柱体受到的重力是 $6N$

B．圆柱体受到的最大浮力是 $3N$

C．圆柱体的密度是 $1.5\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$

D．当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为 $800\mathit{Pa}$

如图，底面积为 $100c{m}^2$的圆柱形容器内装有足够多的水，在水面上有一体积为 $4.5\times {10}^{-4}{m}^3$的冰块，冰块内含有质量为 $60g$的物体，冰块有 $\frac{1}{15}$的体积露出水面。 $({\rho }_{冰}=0.9\times {10}^3\mathit{kg}/m^{3}g=10N/\mathit{kg})$求：

（1）冰块受到的浮力；

（2）物体的密度；

（3）当冰块全部熔化后，容器底部受到水的压强变化量是多少？

小明所在学习小组在验证“阿基米德定律”的实验中，选择溢水杯、水、弹簧测力计、铁块、小桶、细线等器材进行实验，具体操作步骤如下：

$A$．测出铁块所受重力 $G$；

$B$．测出空桶所受重力 $G_1$；

$C$．将溢水杯中装满水；

$D$．把挂在弹簧测力计下的铁块浸没在水中，让溢出的水全部流入小桶中，读出测力计示数 $F$；

$E$．测出小桶和被排开水的总重 $G_2$；

$F$．记录分析数据，归纳总结实验结论，整理器材

（1）以上步骤中，若得到　　（填写题中对应数据的字母），说明验证实验是成功的。

（2）若想测量小木板所受浮力和体积的大小，学习小组设计如图的实验：现将小木块挂在弹簧测力计下，测力计示数为 $F_1$，再将定滑轮用吸盘固定在烧杯底（滑轮质量不计），弹簧测力计通过定滑轮拉着木块浸没在水中静止时，示数为 $F_2$，其中定滑轮的作用是　　，此时木块所受浮力 $F_{浮}=$　　，木块的体积 $V_{木}=$　　（用字母表示）

许多轮船都有排水量的标记，“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是 $4800t$，表示它浮在海面上排开的海水质量是 $4800t$，此时舰船所受的浮力是　　 $N(g=10N/\mathit{kg})$。当舰船从海洋驶入长江时，吃水深度　　。（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$

已知某一物体受到的重力为 $10N$，把它挂在弹簧测力计下方，并将它浸没在水中静止时，弹簧测力计的示数为 $6N$．则该物体受到的浮力为　　 $N$，物体的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$． $({\rho }_{水}=1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg})$

如图甲所示，物体 $A$的体积为 $V$，放入水中静止时，浸入水中的体积为 $V_1$；现将一体积为 $V_2$的物体 $B$放在物体 $A$上，物体 $A$刚好全部浸没在水中，如图乙所示。则物体 $B$的密度为 $($　　 $)$

A． $\frac{V_1}{V_2}\cdot {\rho }_{水}$B． $\frac{V-V_1}{V_2}\cdot {\rho }_{水}$

C． $\frac{V_2}{V_1}\cdot {\rho }_{水}$D． $\frac{V_1+V_2}{V_2}\cdot {\rho }_{水}$