初中物理阿基米德原理的应用试题

小华在探究浮力与哪些因素有关时，将一金属块悬挂在弹簧测力计下，示数为 $7.5N$．当把金属块完全浸没在水中时，测力计示数为 $6.5N$，金属块所受浮力为　　 $N$；当金属块在水中深度增加时，发现测力计示数不改变，说明浮力大小与物体浸没在水中的深度　　（选填“有关”或“无关” $)$。

质量为的轮船静止在水面上时，受到的浮力是　　，排开水的体积是　　．轮船利用柴油机的　　冲程获得机械能。当轮船以的速度匀速行驶时，柴油机的输出功率是，则轮船受到的牵引力是　　，取。

小明自制了一个简易实用的“救生圈”，用一个三通塑料管将3个大号空塑料瓶固定，如图所示。已知每个空塑料瓶的体积是 $2L$，则此“救生圈”全部浸没在水中时所受浮力为　　 $N$（忽略三通管和绳子的体积， $g$取 $10N/\mathit{kg})$，扔到水中救人时，人和“救生圈”漂浮在水面上所受的总浮力　　（选填“大于”“等于”或“小于” $)$总重力。若在该“救生圈”上固定更多的空塑料瓶，使用时可　　（选填“增大”或“减小” $)$浮力。

小明清洗甜瓜时发现它漂浮在水面，此时甜瓜受到的浮力的大小　　（选填“大于”、“小于”或“等于” $)$重力，小明想知道甜瓜的密度，于是将甜瓜放入盛满水的溢水杯中，静止时溢出水 $410\mathit{mL}$，再使甜瓜向下浸没在水中，又溢出水 $25\mathit{mL}$，此时甜瓜受到的浮力比漂浮时增大了　　 $N(g$取 $10N/\mathit{kg})$，甜瓜的密度为　　 $g/c{m}^3$。

如图所示， $A$、 $B$两物块以不同方式组合，分别静止在甲、乙两种液体中，由此可判断 ${\rho }_{甲}$　　 ${\rho }_{乙}$；若 $A$物块在两种液体中受到的浮力分别为 $F_{甲}$、 $F_{乙}$，则 $F_{甲}$　　 $F_{乙}$．（均选填“ $>$ “、“ $<$”或“ $=$” $)$

将乒乓球按压到水面下 $30\mathit{cm}$深度处，松开手后，乒乓球加速上升，在乒乓球没有露出水面之前，下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．乒乓球受到的重力变小B．乒乓球的动能变大

C．乒乓球受到的浮力变小D．乒乓球受到水的压强变大

学习浮力知识后，小明利用可以测量压力大小的数显测力计和刻度尺进行如下实验：

（1）将果汁装入轻质小瓶（小瓶和瓶盖的质量、厚度均不计），拧紧瓶盖后测出重力 $G$。

（2）如图甲所示，将小瓶放入盛有适量水的容器中，小瓶静止时竖直漂浮。小瓶受到的浮力为 $F_{浮}$，则 $F_{浮}$　　 $G$（选填“ $>$”“ $=$”或“ $<$” $)$。

（3）用数显测力计将小瓶缓慢压入水中，数显测力计的示数逐渐变大，说明浮力的大小与　　有关。

（4）如图乙所示，将小瓶放入另一种液体中，小瓶静止时竖直漂浮。比较甲、乙两图可知 ${\rho }_{液}$　　

${\rho }_{水}$（选填“ $>$”“ $=$”或“ $<$” $)$。测出此时小瓶内、外液面的高度差为△ $h_1$。

（5）将小瓶倒放在图乙的液体中，小瓶静止时竖直漂浮，测出此时小瓶内、外液面的高度差为△ $h_2$．比较可知△ $h_1$　　△ $h_2$（选填“ $>$”、“ $=$”或“ $<$ “ $)$。

如图所示， $A$、 $B$、 $C$三个完全相同的杯子盛有不同体积的水，现将三个质量相同，材料不同的实心金属球甲、乙、丙分别浸没在 $A$、 $B$、 $C$三个盛水的杯子中（水均未溢出），且各杯中的水面达到同一高度。下列关于甲、乙、丙对杯子底部压力大小的判断正确的是 $($　　 $)$

A．甲最小B．乙最小C．丙最小D．一样大

我国正在研制的新一代“蛟龙号”深海探测器，目标探测深度 $11000m$，该深海探测器的全重为 $28t$。

（1）如果该深海探测器在未来的某一天来到大洋最深处马里亚纳海沟探测，下潜至某一深度处时，处于正上方海面处的科考船用声呐装置向“蛟龙号”发射声波，若从发出至接收到所用时间为 $12s$，则“蛟龙号”的实际下潜深度为多少米（已知声音在海水中的传播速度为 $1500m/s)$；

（2）若海面处的大气压为 $1.0\times {10}^5\mathit{Pa}$，海水密度为 $1.03\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，则“蛟龙号”下潜至 $11000m$时，所在位置处的压强为多少；

（3）若（1）问中“蛟龙号”处于悬浮状态，“蛟龙号”除空气仓部分的平均密度为 $7.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，试计算“蛟龙号”空气仓的体积（空气仓中的空气质量不计）。

将一密度均匀的正方体轻轻放入盛满浓盐水的大烧杯中，静止后有 $72g$浓盐水溢出；若将该物体轻轻放入盛满煤油的大烧杯中，静止后有 $64g$煤油溢出（浓盐水密度为 $1.2\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，煤油密度为 $0.8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$、水银密度为 $13.6\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$，则 $($　　 $)$

A．该物体前后两次所受浮力之比为 $9:8$

B．该物体前后两次排开液体体积之比为 $4:3$

C．该物体的密度为 $0.9\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$

D．若将该物体分别浸没在水银和纯水中，则除重力和浮力外还需施加第三个力方能静止，静止时这个物体在这两种液体中受到的第三个力分别是 $F_1$和 $F_2$，则 $F_1$和 $F_2$大小之比为127

2017年5月30日，“蛟龙号”载人潜水器在世界最深的马里亚纳海沟进行了本年度的第4潜，当地时间7时03分开始下潜，10时21分抵达预定 $6700m$深处，近距离在该深度处拍摄到了狮子鱼游弋的影像，获取到了基岩蚀变岩石、沉积物、生物和近底海水样品，已知“蛟龙号”的总体积为 $84m^3$． $({\rho }_{\mathit{海水}}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg})$

据此计算：

（1）“蛟龙号”潜水器下潜的速度为多大？（结果保留两位小数）

（2）“蛟龙号”潜水器未向水舱充水时的总质量为 $22t$，并且漂浮于海面上，求此时它排开海水的体积是多少？欲使“蛟龙号”完全浸没，至少应向水舱中充多少吨海水？

（3）狮子鱼头部上表面 $1\times {10}^{-4}{m}^2$的面积上受到的海水压力是多大？

（4）若将获取到的岩石样品取一小块，用天平和量筒测出它的质量和体积如图所示，则该岩石的密度为多少千克每立方米？

如图甲所示，一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从水面上方某一高度处匀速下降，然后将圆柱体逐渐浸入水中。整个过程中弹簧测力计的示数 $F$与圆柱体下降高度 $h$关系如图乙所示。 $(g=10N/\mathit{kg}$；水的密度约为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$

求：

（1）圆柱体的重力；

（2）当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到的水的压强；

（3）圆柱体的密度。

钓鱼岛自古以来就是中国固有领土，早在1373年我国渔民就已经发现了钓鱼岛，如图所示是我国一艘装备精良的现代化综合公务船正在钓鱼岛附近巡航。

（海水密度取 $1.02\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$）

（1）若该船的声呐探头距海面深度为 $10m$，则该声呐探头受到海水的压强是多少？

（2）该船满载时排开海水体积为 $3000m^3$，此时船受到的浮力和重力各是多少？

（3）该公务船以 $36\mathit{km}/h$的速度匀速航行 $5h$，若航行时受到阻力为船重的0.05倍，则这一过程中动力所做的功是多少？

如图所示，一实心正方体铝块浸没在密度为 $0.9\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$的油中，其质量为 $2.7\mathit{kg}$，上表面与液面相平行，上、下表面的深度分别为 $h_1$和 $h_2$，且 $2h_1=h_2=20\mathit{cm}$，求：

（1）铝块上表面处的液体压强；

（2）若使铝块在图示位置处于静止状态，还应使其在竖直方向受到一个多大的力；

（3）若图中正方体是由密度为 $3.6\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$的合金制成，且处于悬浮状态，则该正方体空心部分体积是多少？

如图所示，下列判断正确的是 $($　　 $)$

A．如图（一）所示，静止漂浮在水面的木块，现施加一个竖直向下的力使木块缓缓匀速沉入水底，在这个过程中，木块受到的浮力随时间变化规律如图甲所示             

B．如图（二）所示，小球从光滑斜面顶端由静止向下运动，在向下运动过程中，小球与出发点的距离随时间变化规律如图乙所示             

C．如图（三）所示，静止在水平桌面上质量为 $m$的水杯，现向杯中匀速缓慢注水，从注水开始到注满的过程中，水杯对桌面的压强随时间变化规律如图丙所示             

D．如图（四）所示，质地均匀的长方体木块在水平向右的拉力 $F$作用下，匀速向右移动，从图示位置开始至木块有 $\frac{1}{3}$离开桌面为止，木块对桌面的压强随时间变化规律如图丁所示