初中物理阿基米德原理的应用试题

如图，为了探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受重力的关系，某同学进行了实验：

（1）图B中用细线将合金块挂在弹簧测力计下，测出它的　  　大小；
（2）将合金块浸入装满水的溢水杯中如图C，合金块所受浮力是　  　N；
（3）比较图C和图D可知，合金块在水中所受浮力与浸没的　  　无关；
（4）该同学做完实验总结出规律后，计算合金块的密度是　         　．

有一质地均匀的实心圆柱体，重5N，高10cm．将它挂在弹簧测力计下，然后竖直浸入到装有足够多水的容器中，当它刚好完全浸没时，弹簧测力计示数为3N，如图所示．g取10N/kg，求此时

（1）圆柱体所受到的浮力大小；
（2）圆柱体下表面所受到水的压强；
（3）圆柱体的密度．

如图所示，放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重6N，底面积100cm²，弹簧测力计的挂钩上挂着重为27N的金属块，现将金属块浸没水中，容器内水面由20cm 上升到30cm（g=10N/kg）．求：

（1）金属块未放入水中时（如图所示），容器底部受到的水的压强：
（2）金属块的密度；
（3）金属块浸没水中静止后弹簧测力计的示数；
（4）金属块浸没水中后（未于底部接触），容器对桌面的压强．

某同学用滑轮组从装满水的水井中将一铁块匀速提升了2m（铁块始终未露出水面）．已知铁块体积0.006m³，铁块的密度为7.9×10³kg/m³．（滑轮的重力和摩擦不计，g=10N/kg）求：

（1）铁块的重力大小；
（2）绳子AB给铁块的拉力大小；
（3）在此过程中人做的功．

今夏，我国首台载人潜水器“姣龙号”将“接触”5000米深海，当其下潜至1000米深度时，该处海水的压强约为　   　Pa，该潜水器从1000米深处继续下潜，受到的浮力将　   　．（选填”变大”、“不变”或“变小”）（海水的密度近似取：1×10³kg/m³）

一个厚度不计的圆柱形水桶，底面积为4×10^﹣2m²，盛上一些水后对水平地面的压力为400N，（g取10N/kg）求：

（1）此时水桶对地面的压强为多大？
（2）桶的侧壁上有一个小阀门A，它能承受的水的压强最大为6×10³Pa，当A距水面多深时，它将被水冲开？
（3）现在，已知小阀门A距水面0.5m（如图），把一个体积为5×10^﹣3m³的实心浮球放入水中，刚好能够把A冲开，则浮球的密度为多少？

两栖突击车是登陆作战的重要装备．如图甲是我国某型号的两栖突击车，它的总质量22吨，发动机的功率420kW．水上最大速度14.4km/h，陆地最大速度54km/h． 请你解答下列问题：（g=10N/kg）

（1）两栖突击车静止浮在水面时，排开水的体积是多少？（ρ_水=1.0×10³kg/m³）
（2）该车停在水平地面上时，履带着地总面积为4m²，它对地面的压强是多少？
（3）该车在水中以最大速度匀速前进时（发动机正常工作），受到的阻力是多大？
（4）该车的尾部有一个类似于机翼的装置，如图乙所示，请你说明这个装置的作用．

如图甲，底面积为80cm²的圆筒形容器内装有适量的水，放在水平桌面上； 底面积为60cm²、高为12cm的实心圆柱形物体A用细线拴好并悬挂在弹簧测力计下．小王要探究圆柱形物体A逐渐浸人圆筒形容器内的水中时（ 水没有溢出容器），弹簧测力计的示数F与圆柱形物体A下表面离水面的距离h的关系．（ 使用刻度尺测量h，不计细线重）
（1）小王从圆柱形物体A接触水面至接触容器底之前，分别记下多组F、h，并将测量的结果填写在实验表格中，依据实验表中数据，在图乙中的方格纸中画出了F与h关系的图象．
①由图象乙可知，物体A的重力为　 　N．
②观察图象乙，可以得出结论：在物体A没有浸没之前，当h增大时，弹簧测力计的示数F　 　（ 选填“增大”、“减小”或“不变”）； 在物体A浸没后，当增大h时，弹簧测力计的示数F　 　 （ 选填“增大”、“减小”或“不变”），由此可知浸没在液体中的物体所受浮力与浸入深度　 　 （ 选填“有关”或“无关”）．
③由图象乙可知：当h等于10cm时，物体A受到的浮力为　 　N．
（2）物体A在容器内浸没后与未放入物体A前比较，水对容器底产生的压强增加了　 　Pa．

我国“辽宁”号航空母舰满载时的排水量m=6.8×10⁷kg，它以54km/h的速度匀速航行，受到的阻力ƒ=1.0×10⁷N．取海水密度ρ=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg，求：
（1）航行2h通过的路程；
（2）航母受到的浮力和排开海水的体积；
（3）航母航行2h推进力做的功。

图示为我国首台自主设计的“蛟龙号”载人潜水器。2012年6月30日，“蛟龙号”成功挑战7000m深度。不考虑海水密度的变化及水的阻力，关于“蛟龙号”的下列说法正确的是

A．下潜过程中所受压强增大

B．下潜过程中所受浮力增大

C．匀速下潜时，其重力大于浮力

D．下潜过程中没有被压扁，是因为舱内气体压强与舱外液体压强相等，

如图，在一只塑料袋中装入大半袋酒精，用弹簧测力计测出其重力的大小，再将其浸入水中，当弹簧测力计示数为零时，下列说法正确的是（  ）

A．此时袋中液面与容器中水面相平

B．排开水的重力大于袋中酒精的重力

C．排开水的重力小于袋中酒精的重力

D．此时袋中液面比容器中水面高

最近，中央电视台科教频道播出了在我市拍摄的“汽车落水后如何水下逃生”的纪录片．纪录片中，实验人员开着小车从高处落入滚滚的岷江，并在门窗紧闭的车中，尝试用不同的方法砸碎车窗玻璃逃生，惊心动魄．为了确保实验人员的安全，摄制组精心设计了紧急救援装置，用于当实验人员无法从车中逃生时迅速吊起汽车．现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟紧急救援落水汽车．实验中用实心圆柱体A代替小车，已知A的体积为0.12m3，质量为210kg．（g取10N/kg，设整个过程A均为匀速运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪、水流等因素的影响．）

（1）求A完全浸没在水中时受到的浮力是多大？（ρ_水=1.0×10³kg/m³）
（2）若A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为 60%．那么A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力F为多大？
（3）若A完全打捞出水面后，以0.5m/s的速度被匀速提升，求岸上钢绳拉力F的功率．
（4）从A上表面刚出水面到A完全离开水面的过程中，滑轮组机械效率如何变化？请简述理由．

2012年6月，我国自主设计的载人潜水器“蛟龙号”，实验下潜7000m达到一个新的深度．试验经历了以下主要过程：母船用新型的吊装设备将潜水器投放到海中；潜水器缓慢竖直下潜和上升；吊装设备将潜水器吊上母船．如图是母船的吊装设备的示意图，图中虚线框中是滑轮组（未画出），电动机拉放滑轮组绳子自由端，挂钩挂着潜水器．吊装设备缓慢地将潜水器投放到海中，然后，潜水器下潜用时t₁=6h，到达7000m出停留t₂=0.5h，上升用时t₃=3.5h．潜水器上升到海面后，挂钩挂着潜水器离开水面后，缓慢匀速竖直上升高度h=6m，在这个过程中电动机拉滑轮组绳子自由端的拉力F₁=5.5×10⁴N，滑轮组的机械效率η=80%．
已知潜水器总质量（含潜水员）m=2.2×10⁴kg，体积V=20m³，水的密度ρ₁=1.0×10³kg/m³，海水的密度ρ₂=1.03×10³kg/m³，g取10N/kg．不计绳和挂钩的质量，不考虑空气阻力，不考虑潜水器离开海面后海水对潜水器质量的影响．求：

（1）吊装设备将潜水器投放至刚被海水浸没时，挂钩的拉力是多大？
（2）潜水器从开始下潜到返回海面的整个过程中，平均速度是多少米/秒？
（3）滑轮组中，与动滑轮相连的绳子是多少段？

如图，物体重100N，圆柱形容器底面积为400cm²，内盛有65cm深的水，当用图中滑轮组将物体浸没在水中后，容器中水面上升到70cm，物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%（不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力）.ρ_水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg.求：

（1）物体浸没在水中后，水对容器底增加的压强.
（2）物体浸没在水中时受到的浮力.
（3）若把物体完全拉出水面后，滑轮组的机械效率.

随着我国经济的不断增长，国防力量也在加强，我国第一艘航空母舰“辽宁号”已正式交接．根据某航母的主要参数值列式计算：（g=10N/kg，ρ_海水=1.03×10³kg/m³）

主要参数值
航母总质量（包括舰载飞机）	6×10^7kg
每架舰载飞机的质量	5150kg
每架舰载飞机与甲板的总接触面积	5000cm^2
航母正常航行速度	54km/h
航母以正常航行速度行驶时所受阻力	3.6×10^8N

求：（1）求每架舰载飞机对甲板的压强．
（2）求航母所受的总重力和浮力的大小．
（3）若航母以正常航行速度匀速从甲地开往乙地，行驶了540km．求此过程中航母牵引力的功率．
（4）若其中一架舰载飞机起飞后，求航母排开海水的体积减少了多少？