初中物理阿基米德原理的应用试题

小刚做“探究浮力与排开液体体积关系”的实验。他先在空气中测量圆柱体的重力，弹簧测力计的示数如图甲所示；再将圆柱体逐渐浸入注有 $35.0\mathit{mL}$水的量筒中，弹簧测力计示数 $F$和圆柱体排开水的体积 $V$如表：

次数	1	2	3	4	5	6
$F/N$	1.0	0.9	0.8	0.7	0.6	0.5
$V/\mathit{mL}$	10.0	20.0	$/$	40.0	50.0	60.0

（1）图甲中弹簧测力计的读数为　　 $N$。

（2）第3次测量时量筒液面位置如图乙所示，读数为　　 $\mathit{mL}$。

（3）第3次实验时圆柱体受到的浮力 $F_{浮}$为　　 $N$。

（4）利用表中数据，在图丙中画出 $F_{浮}-V$图线。

（5）如改用酒精做实验，在图丙中在画出对应的 $F_{浮}-V$图线，并在图线上标注“酒精”。

将一物块 $A$轻轻放入盛满水的大烧杯中， $A$静止后，有 $72g$的水溢出；再将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中。 $A$静止后，有 $64g$的酒精溢出，则 $A$在水中静止时受到的浮力为　　 $N$． $A$的体积是　　 $c{m}^3$．（酒精的密度是 $0.8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$． $g$取 $10N/\mathit{kg})$

小明用细线系住重为 $5N$的物体，使其一半体积浸入盛满水的溢水杯中，物体排开的水重为 $2N$，此时物体所受的浮力为　　 $N$，将物体浸没在水中，此时物体所受的浮力为　　 $N$，物体排开的水的体积为　　 $m^3$，松手后，物体将　　（选填“上浮”、“悬浮”或“下沉” $)$。 $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

如图，碗可以漂浮在水面上，也可以沉入水底，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．碗沉入水底时比漂浮在水面上时重力变大了

B．碗沉入水底时受到的浮力等于它的重力

C．碗沉入水底时比漂浮时所受的浮力变大了

D．碗沉入水底时容器底部受到水的压强变小了

小红和小芳准备测量一块橡皮的密度。

（1）小红将天平放在水平桌面上，当游码归零后发现指针静止时的指向如图甲，她应将平衡螺母向　　调节。测量中，天平平衡时所加砝码和游码位置如图乙，则橡皮质量为　　 $g$．她继续测出橡皮的体积为 $10c{m}^3$，橡皮密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$。

（2）小芳设计了另一方案：

①把橡皮挂在图丙所示的测力计下；

②测出橡皮重力 $G$；

③将橡皮浸没水中，读出测力计示数 $F$。

则橡皮的密度 ${\rho }_{像}$的表达式可表示为 ${\rho }_{像}=$　　。小红认为该方案不能准确测得橡皮密度，理由是　　。

2015年10月，我国研发的平流层飞艇“圆梦”号（如图甲）首飞成功。飞艇依靠浮力可升到 $20\mathit{km}$高的平流层，其推进系统有太阳能电池提供能量。推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡，可使飞艇长时间悬停。

（1）太阳能属于　　能源。

（2）飞艇气囊内的气体密度比艇外的空气密度　　。若飞艇的气囊体积为 $3\times {10}^4{m}^3$，则飞艇在平流层受到的浮力约为　　 $N$．（平流层空气密度取 $0.06\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$

（3）飞艇悬停时，推进器将空气推向后方获得向前的推力，说明　　；飞艇所受的空气阻力与风速的关系如图乙，推进器的功效（功效是指推进器的推力与功率的比值）为 $0.01N/W$，当平流层风速为 $40m/s$时，飞艇推进器的功率为　　 $W$。

一冰块漂浮在水面上，用 $V$表示冰块露出水面的体积，△ $V$表示冰块露出水面体积的减小量。若相同时间内冰融化的量相等，则下列 $V$和△ $V$随时间 $t$变化的关系图线中，可能正确的是 $($　　 $)$

A．B．

C．D．

将一个密度为 $0.9\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$的实心小球，先后浸没在水和酒精中，松开手后，小球静止时，排开水和酒精的体积分别为 $V_1$和 $V_2$，小球在水和酒精中所受的浮力分别为 $F_1$和 $F_2$．以下判断正确的是 $\left({\rho }_{\mathit{酒精}}=0.8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)($　　 $)$

A． $V_1:V_2=1:1$   $F_1:F_2=5:4$B． $V_1:V_2=4:5$   $F_1:F_2=1:1$

C． $V_1:V_2=9:10$   $F_1:F_2=9:8$D． $V_1:V_2=8:9$   $F_1:F_2=10:9$

现有一形状不规则的木块，小明同学用图甲、乙丙所示的方法测出了木块的密度，实验步骤如下：（1）向容器内倒入适量的水，水的体积记为 $V_1$．（2）将木块轻轻放入容器中，液面上升至 $V_2$．（3）用细针将木块按压，使木块浸没于水中，液面上升至 $V_3$．请写出下列物理量的表达式：木块的质量 $m=$　　，木块的体积 $V=$　　，木块密度 $\rho =$　　（已知水的密度 ${\rho }_{水})$。

下列关于浮力的说法正确的是 $($　　 $)$

A．轮船从长江驶入大海，所受的浮力变大

B．悬浮在液体中的物体所受的浮力大小等于物体的重力

C．阿基米德原理说明物体所受浮力大小等于物体的重力

D．鸡蛋放入清水中沉在杯子底部，是因为鸡蛋在清水中不受浮力

一重物挂在弹簧测力计下，弹簧测力计示数为 $2N$，将重物浸没在水中，弹簧测力计示数为 $1.2N$，此时重物所受浮力为　　 $N$；若改变重物浸没在水中的深度，重物所受浮力大小　　。

如图是湖南师范大学学生发明的水上自行车，车下固定5个充满气的气囊，每个气囊的体积均为 $3.0\times {10}^{-2}{m}^3$，已知该水上自行车的总质量为 $25\mathit{kg}$，不计车轮浸入水中的体积。 $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

（1）当自行车停放在水面上没人骑行时，气囊排开水的总体积为多少？

（2）当质量为 $75\mathit{kg}$的人骑行时，固定在正中间的1个气囊破裂，该自行车是否还能安全骑行？请通过计算说明。

在宠物商店买了热带鱼后，商家一般会将鱼放在装有水的透明塑料袋中扎好，方便顾客带走，回家后，将其直接放入盛水的玻璃缸中，不计塑料袋质量，下列情况可能发生的是 $($　　 $)$

A．B．

C．D．

如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程，其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是 $($ 　　 $)$

A．

① $\to$ ②

B．

② $\to$ ③

C．

③ $\to$ ④

D．

④ $\to$ ⑤

2020年4月23日，"雪龙"号考察船圆满完成历时198天的南极考察任务，返回上海码头落锚。在铁链拉着铁锚缓慢放入水中时，经历了如图所示三种情况：图甲中铁锚部分浸入水中；图乙中铁锚完全浸没水中但未触底；图丙中铁锚沉底。三种情况下船身受到的浮力大小分别为 $F_{甲}$ 、 $F_{乙}$ 、 $F_{丙}$ ，它们的大小关系正确的是 $($ 　　 $)$

A．

$F_{甲}=F_{乙}=F_{丙}$

B．

$F_{甲}>F_{乙}=F_{丙}$

C．

$F_{甲}>F_{乙}>F_{丙}$

D．

$F_{甲}<F_{乙}<F_{丙}$