初中物理阿基米德原理的应用试题

将一小木块和一大石块浸没在水中，松手后小木块上浮，大石块下沉，比较刚松手时两者所受的浮力大小 $($　　 $)$

A．木块受到的浮力较大B．石块受到的浮力较大

C．两者受到的浮力一样大D．条件不足无法比较

在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是 $2.7N$．当把零件浸没在水中时，弹簧测力计的示数是 $1.7N$．现把该零件浸没在另一种液体中时，弹簧测力计的示数是 $1.9N$，求：

（1）该零件浸没在水中时受到的浮力 $F_{浮}$

（2）该金属零件的密度 ${\rho }_{金}$；

（3）另一种液体的密度 ${\rho }_{液}$。

小明将装满水的溢水杯放到电子秤上，再用弹簧秤挂着铝块，将其缓慢浸入溢水杯的水中，如图所示。在铝块浸入水的过程中，溢水杯底所受水的压力将　　（选填“变大”，“变小“，“不变” $)$。电子秤的读数将　　（选填“变大“，“变小”，“不变” $)$。

关于深海的探究，对一个国家的国防和经济建设都有很重要的意义，我国在这一领域的研究也处于世界领先水平。如图甲是我们自行研制的水下智能潜航器，其外形与潜艇相似，相关参数为：体积 $2m^3$、质量 $1500\mathit{kg}$，最大下潜深度 $5000m$，最大下潜速度 $10\mathit{km}/h$（不考虑海水密度变化，密度 $\rho$取 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$。求：

（1）某次执行任务，当潜航器下潜到最大深度时所受的海水压强。

（2）潜航器以最大下潜速度匀速竖直下潜至最大深度所用的时间。

（3）潜航器任务完成后，变为自重时静止漂浮在海面上，此时露出海面体积。

（4）当潜航器漂浮在海面时，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图乙所示，图中 $P_3=3P_1$．求 $t_1$时刻起重装置对潜航器的拉力。（不考虑水的阻力）

空难事故发生后，为了找到事故原因，救援人员到现场后，总会寻找被誉为“空难见证人”的黑匣子。某架飞机的黑匣子质量 $30\mathit{kg}$，是一个长 $0.5m$，宽 $0.1m$，高 $0.2m$的长方体，现沉在距海面 $30m$的海底（黑匣子未与海底紧密接触），搜救人员将其匀速托出海面后依然完好，为破解事故真相提供了最有力的证据。根据以上信息请计算 $({\rho }_{\mathit{海水}}$近似取 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$

（1）黑匣子在海底时下表面受海水的压强是多少？

（2）黑匣子在海水中浸没时受到的浮力是多大？

（3）搜救人员在海水中托起黑匣子上升到上表面与海平面相平做了多少功？

如图所示，甲、乙两个完全相同的烧杯，放置在同一水平桌面上，杯内盛有密度不同的盐水。将同一小球分别放入两烧杯中，待静止时，两杯盐水液面相平，则 $($　　 $)$

A．甲杯盐水的密度小于乙杯盐水的密度

B．盐水对甲杯底的压强小于盐水对乙杯底的压强

C．小球在两杯盐水中的浮力相等

D．甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强

体积相同的铝球、铜块和木块，浸在液体中的情况如图所示，比较它们受到的浮力大小，正确的是 $($　　 $)$

A．铝球受到的浮力最大B．木块受到的浮力最大

C．铜块受到的浮力最大D．他们受到的浮力一样大

小陈同学在老师的指导下完成了以下实验：

①用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力，如图甲所示；

②用手拿着这个盖紧瓶盖的空玻璃瓶浸没在水中，放手后发现玻璃瓶上浮；

③将一个铁块装入玻璃瓶并盖紧盖子，放入水中放手后发现玻璃瓶下沉；

④取出玻璃瓶并擦干瓶上的水，挂在弹簧测力计上，保持玻璃瓶竖直，然后从图乙所示位置慢慢浸入水中，并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数 $F$与玻璃瓶下表面浸入水中深度 $h$的关系图象如图丙所示。

（1）装有铁块的玻璃瓶全部浸没在水中时受到的浮力是　　 $N$。

（2） $\mathit{BC}$段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度　　（选填“有关”、“无关）。

（3）在第②操作步骤中空玻璃瓶浸没在水中时受到的浮力为　　 $N$。

（4）小陈认真分析以上实验数据和现象后发现，物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关，其中上浮的条件是　　。

（5）若圆柱形容器的底面积为 $100c{m}^2$，在乙图中，当玻璃瓶浸没后，水又对容器底的压强增加了　　 $\mathit{Pa}$。

（6）细心的小陈同学发现玻璃瓶上还标有 $100\mathit{mL}$的字样，于是在装有铁块的玻璃瓶内装满水并盖上瓶盖，再用弹簧测力计测出总重力，如图丁所示，此时弹簧测力计示数为 $3.1N$，根据以上数据他算出了铁块的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$。

如图所示是某同学设计的一台浮力电子秤，其结构由浮力秤和电路两部分组成，小筒底面积为 $10c{m}^2$，大筒底面积为 $50c{m}^2$，装有适量水，金属滑片 $P$固定在托盘下面并随托盘一起自由滑动（滑片质量和滑片受到导线的拉力均忽略不计），定值电阻 $R_0=8\Omega$， $\mathit{AB}$是一根长为 $20\mathit{cm}$的均匀电阻丝，其阻值为 $20\Omega$，电源电压为 $6V$．当托盘中不放物体时， $P$位于 $A$端，小筒浸入水中 $5\mathit{cm}$（称量过程中大筒水未溢出），则： $R_0$在电路中的作用是　　，托盘和小筒的总质量为　　 $g$，当开关 $S$闭合且在托盘中放入质量为 $100g$的物体时， $R_0$消耗的功率为　　 $W$。

如图所示，光滑带槽的长木条 $\mathit{AB}$（质量不计）可以绕支点 $O$转动，木条的 $A$端用竖直细线连接在地板上， $\mathit{OA}=0.6m$， $\mathit{OB}=0.4m$。在木条的 $B$端通过细线悬挂一个长方体木块 $C$， $C$的密度为 $0.8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $B$端正下方放一盛满水的溢水杯。现将木块 $C$缓慢浸入溢水杯中，当木块浸入水中一半时，从溢水口处溢出 $0.5N$的水，杠杆处于水平平衡状态，然后让质量为 $300g$的小球从 $B$点沿槽向 $A$端匀速运动，经 $4s$的时间系在 $A$端细绳的拉力恰好等于0，下列结果不正确的是（忽略细线的重力， $g$取 $10N/\mathit{kg}\left)\right($　　 $)$

A．木块受到的浮力为 $0.5N$

B．木块 $C$受到细线的拉力为 $0.3N$

C．小球刚放在 $B$端时 $A$端受到细线的拉力为 $2.2N$

D．小球的运动速度为 $0.2m/s$

我国第二艘航空母舰已于2018年5月13日开始出海试航，将来可增加我国海军实力。如图所示，辽宁号航空母舰训练过程中，舰载飞机飞离航母，与飞离前相比，母舰会　   （选填“上浮一些”、“下沉一些”或“保持不变” $)$。舰载机起飞时，机翼上表面空气流动速度　　（选填“大于”、“小于”或“等于” $)$下表面空气流动速度。

边长为 $10\mathit{cm}$的正方体木块，漂浮在水面上，露出水面体积与浸在水中的体积比为 $2:3$，如图甲所示；将木块从水中取出，放入另一种液体中，并在木块上表面放一重为 $2N$的小铁块，静止时，木块上表面恰好与液面相平，如图乙所示。求：

（1）图甲中木块所受浮力大小；

（2）图乙中液体的密度；

（3）图乙中木块下表面所受压强的大小。

有质量相同的两个实心球，其密度分别为水的密度的2倍和5倍。把它们分别挂在两个弹簧测力计的下端，然后将两球完全浸没在水中，此时两球所受浮力之比为　　，两弹簧测力计的示数之比为　　。

2016年6月22日至8月12日，我国“探索一号”科考船在马里亚纳海域开展了我国海洋科技发展史上第次综合性万米深渊科考活动。其中我国自主研制的“海斗号无人潜水器最大潜深达 $H=10767m$，创造了我国无人潜水器的最大下潜及作业深度纪录。已知“探索一号”的满载排水量为 $m=6250t$，船长 $L=94.45m$，宽 $d=17.9m$，最大吃水深度为 $h=8m$，海水的密度 ${\rho }_{\mathit{海水}}=1.03\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，“海斗”号无人潜水器观察窗面积为 $S=400c{m}^2$，取 $g=10N/\mathit{kg}$。求：

（1）“探索一号”排开海水的最大体积 $V_{排}$；

（2）“海斗”号下潜到最深处时观察窗受到海水的压力 $F$。

小冬学习了“认识浮力”后，爱动脑筋的小冬提出了问题：浸在液体中的物体受到浮力的大小与哪些因素有关呢？经过思考，他在学校实验室找来了弹簧测力计、烧杯、一个金属块、水和盐水等器材，设计并进行了如图探究实验。

（1）金属块在图 $C$中受到的浮力为　　 $N$。

（2）分析 $B$、 $C$两图知道：当金属块浸没入水中后，所受浮力的大小与它浸入水的深度　　（选填“有关”或“无关” $)$。因为此时金属块浸入水的　　没有发生变化。

（3）小冬　　（选填“能”或“不能” $)$利用图 $A$和 $D$探究浮力的大小与液体密度有关，理由是　　。

（4）综合上述实验得到的结论是：浸在液体中的物体受到浮力的大小与　　和　　有关。

（5）根据收集到的实验数据，小冬还计算出了金属块的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$． $(g=10N/\mathit{kg})$。