初中物理阿基米德原理的应用试题

2016年5月27日在越南中部的义安省，一条15米长、2米高的活鲸鱼突然遇到退潮，搁浅在沙滩上了。对鲸鱼搁浅的原因，小天和小江展开讨论，猜想浸入水中的物体所受的浮力与水的多少有关，并分别进行了探究。

Ⅰ．小天的探究过程如下：

（1）在标有刻度的烧杯A、B内均倒入体积为50mL的水：

（2）将相同物体分别放入A、B烧杯内的水中，静止时分别如图甲、乙（乙中物体未与容器底密合）。

请根据小天的实验过程填写下表：

A或B烧杯中水重G/N	图甲中物体所受浮力F 浮 1/N	图乙物体所受浮力F 浮 2/N
0.5	0.5

根据实验数据，小天认为，浮力的大小跟水的多少 　 　（填"有关"或"无关"）

Ⅱ．小江的探究过程如下：

（1）将重为4N的物体浸入装有适量水的容器中静止，弹簧测力计示数为F ₁，如图丙；

（2）减少容器中的水量，物体静止时，弹簧测力计示数变为F ₂，如图丁。

请根据小江的实验过程填写下表

物理量	图丙	图丁
物体所受浮力F 浮/N	1.4
物体排开水的体积V/m ^3	1.4×10 ^﹣ ^4

根据小天和小江的实验数据，你认为鲸鱼搁浅的原因是 　 　。

①海边的水太少，产生的浮力也很少

②水位下降，导致鲸鱼的重力变大

③水位下降，导致鲸鱼浸入海水中的体积减少。

一个重15N，体积为1dm³的小球，用手抓住将它浸没在水中，它受到的浮力是    N；   松手后小球将    （选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）；此过程中小球受到水的压强             
（选填“变大”、“变小”或“不变”）（g取10N／kg）．

一正方体物块边长为 $10\mathit{cm}$，漂浮于足够高的盛有足量水的圆柱形容器中，有 $20\%$体积露出水面。若物块漂浮时与未投入物块时比较，水对容器底部的压强变化了 $160\mathit{Pa}$，则容器的底面积为　　 $m^2$；物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比为 $40:39$，则未投入物块时容器中水的深度是　　 $m$． $(g$取 $10N/\mathit{kg}$，下同）

在水下施工时，需要向水中沉放大量的施工构件，如图甲所示，钢绳吊一边长为2m的正方体构件缓缓进入水中，构件的下表面到水面的距离为h，随着h的增加，钢绳的拉力F和构件所受的浮力F_浮随h的变化如图乙所示。图乙中反映F_浮随h的变化图线是      ，（填1或2），（已知水的密度为1.0×10³kg/m³），则构件的重力为       N。 （g=10N/kg）

测量液体密度的仪器叫做密度计。图（a）和图（b）是自制的简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的，将其放入盛有不同液体的两个烧杯中。

（1）请判断哪杯液体密度大，并说明理由。

（2）实验室的密度计的上部是一个用来标刻度的空心圆柱形玻璃管，管下部为一玻璃泡，内装有铅粒。某密度计圆柱形玻璃管长L＝10cm，横截面积S＝2.5cm²，该密度计总质量m＝20g，将它放入水中静止时，水面距玻璃管上端为4cm；将此密度计放入未知液体中静止时，发现液面距玻璃管上端为2cm。求这种液体的密度以及密度计玻璃管上能标出的最大刻度值和最小刻度值。（已知水的密度为1.0×10³kg/m³，g＝10N/kg）

右图是民族传统体育项目"独竹漂"的表演场景。若表演者脚下的楠竹的质量为 12kg ，排开水的体积为 0.06m ³ ，则楠竹受到的浮力为 _____N ，运动员和手中细竹竿共重 _____N 。（ g=10N/kg ）

甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球，把它们放入水中静止后的情况如图所示，则它们在水中所受浮力相等的是 $($ 　　 $)$

A．

甲和乙

B．

乙和丙

C．

丙和丁

D．

甲和丁

小明将体积相等的 $A$ 、 $B$ 、 $C$ 三个不同水果放入水中静止后， $A$ 漂浮、 $B$ 悬浮、 $C$ 沉底，如图所示。关于它们的密度和受到的浮力大小判断正确的是 $($ 　　 $)$

A．

$F_A>F_B>F_C$

B．

$F_A>F_B=F_C$

C．

${\rho }_A<{\rho }_B<{\rho }_C$

D．

${\rho }_A<{\rho }_B={\rho }_C$

如图是小聪同学利用水、弹簧测力计和金属块测量某液体密度的情景。根据图中信息可知，金属块的重力是 　　 ，金属块在水中受到的浮力是 　　 ，所测液体的密度是 　　 。（取

地球气候变暖，冰川熔化加剧，是造成海平面变化的原因之一。小明同学根据所学知识，通过比较冰川完全熔化成水后水的体积与冰川熔化前排开海水的体积，就能推断海平面的升降。如图所示，是冰川漂浮在海面上的情景，若冰川的质量为 $m_{冰}$ ，海水的密度为 ${\rho }_{海}$ ，水的密度为 ${\rho }_{水}$ ，且 ${\rho }_{海}>{\rho }_{水}$ ， $g$ 用符号表示。求：

（1）冰川熔化前受到的浮力；

（2）冰川熔化前排开海水的体积；

（3）冰川完全熔化成水后水的体积；

（4）推断海平面的升降，并说明理由。

一人用桶从井里取水，已知桶的容积是 $6L$，空桶的质量是 $1.5\mathit{kg}$，忽略绳子的重力。 $({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$、 $g=10N/\mathit{kg})$求：

（1）装满水后水的质量；

（2）用绳子把桶放到井里，进入一些水后，桶仍然漂浮在水中，此时它排开水的体积是 $3\times {10}^{-3}{m}^3$，桶受到的浮力；

（3）将一满桶水从桶底刚好离开水面开始匀速提高 $5m$，绳子的拉力做的功；

（4）提水的效率。

一只弹簧测力计和一根细绳，要求测量小石块的密度，小强将小石块挂在弹簧测力计下端，示数如图甲示数，再将小石块浸没在水中，示数如图乙示数，则小石块浸没在水中时受到的浮力为　　 $N$，小石块的密度为　　 $g/c{m}^3$（已知水的密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$。

如图是“远望6号”远洋测量船，排水量为25000吨，满载时受到的浮力为　　 $N$．“远望6号”可在南北纬60度以内的任何海域航行，完成对各类航天飞行器的海上跟踪、测控任务。满载的测量船在密度不同的海域漂浮时，受到的浮力　　（填“相同”或“不同” $)$。船静止在测控点，水下 $3m$处船体受到海水的压强为　　 $\mathit{Pa}$． $(g$取 $10N/\mathit{kg}$。 ${\rho }_{\mathit{海水}}=1.03\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$

某同学利用滑轮、完全相同但质量未知的若干个钩码、溢水杯、量筒等器材，测量一个物块的密度。他设计的实验步骤如下：

步骤一：用一根质量不计的细线一端系住物块，另一端绕过定滑轮挂住3个钩码，每个钩码的质量是20g，此时物块、钩码静止不动，并将注满水的溢水杯置于物块下方，如图甲所示；

步骤二：移去1个钩码后，物块下降浸入水中再次静止不动，此时物块有一半的体积露出水面；

步骤三：将溢出的水全部倒入量筒中，水的体积如图乙所示。

实验中不计一切摩擦，则

（1）溢出水的体积为　 　cm³；

（2）物块的质量为　　g；

（3）物块的密度为　 　g/cm³

（4）若在完成步骤二后，向溢水杯中加入足量的食盐，被食盐充分溶解后木块露出水面的体积将　　（选填”大于“”等于“或”小于“）物块体积的一半。

一个蜡块漂浮在盛满酒精的容器中，溢出酒精的质量是4g，若把该蜡块放入盛满水的容器中(F蜡＝0.9×10³kg／m3、ρ酒精=0.8×10³kg/m3)，则溢出水的质量是(    )。

A．4g

B．4.5g

C．5g

D．3.6g