初中物理阿基米德原理的应用试题

一个底面积为 $100c{m}^2$足够高的柱形容器 $M$装有 $20\mathit{cm}$深的水，置于水平地面上；一个质量忽略不计的硬塑料瓶固定在轻杆上，内有适量的水，如图甲所示。塑料瓶 $\mathit{ABCD}$部分为柱形，柱形部分高度 $h_{\mathit{AB}}$为 $16\mathit{cm}$。用手拿住轻杆，将该瓶从图甲中刚接触水面位置，缓慢竖直下降 $6\mathit{cm}$，杆对瓶的拉力 $F$随下降高度 $h$之间的关系图如图乙所示。然后从该位置继续向下，直到水面与 $\mathit{AD}$相平为止。则瓶内所装水的重力为　　 $N$；当水面与 $\mathit{AD}$相平时，瓶外的水对容器 $M$底部的压强为　　 $\mathit{Pa}$。

用密度为 $0.4\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$的泡沫制作长 $2m$、宽 $1.5m$、厚 $20\mathit{cm}$的长方体简易浮桥，浮桥在河水中的最大承重为　      　 $\mathit{kg}({\rho }_{河}=1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg})$；此浮桥空载时分别平放到海水和河水中，下表面受到的压强分别为 $p_{海}$和 $p_{河}$，则 $p_{海}$　      　 $p_{河}$（选填“ $>$”、“ $<$”或“ $=$”）。

关于物体受到的浮力，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．物体的密度越大，受到的浮力越大

B．物体没入水中越深，受到的浮力越大

C．物体排开水的体积越大，受到的浮力越大

D．漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大

电子秤有“清零”功能，例如，在电子秤上放 $200g$砝码，电子秤显示为 $200g$，按清零键后，显示变为零；随后再放上 $100g$砝码，电子秤显示为 $100g$。利用电子秤的这种功能，结合物理知识可测定玉镯的密度。具体操作如下：

步骤 $a$：向烧杯内倒入适量水，放在电子秤上，按清零键，显示数变为零；

步骤 $b$：手提细线拴住玉镯，浸没在水中，且不与烧杯底和壁接触，记下此时电子秤示数为 $m_1$；

步骤 $c$：把玉镯接触杯底，手放开细线，记下此时电子秤示数为 $m_2$．则下列判断中 $($　　 $)$

①玉镯的质量为 $m_1$

②玉镯的质量为 $m_2$

③玉镯的密度为 $\frac{m_2{\rho }_{水}}{m_1}$

④玉镯的密度为 $\frac{m_1{\rho }_{水}}{m_2}$

A．只有①③正确B．只有①④正确C．只有②③正确D．只有②④正确

如图是我国自主研制的"准三代"96A式主战坦克，它采用100马力V型水冷涡轮增压柴油机，安装了先进的火控系统和多种光电技术应用，使火炮威力更大、火力反应时间更短、打击精度更高。该坦克具有潜渡功能，坦克重42t，高2.3m，每条履带与地面的接触面积为2m ²。请利用给出的数据，求：（g取10N/kg）

（1）该坦克在水平路面行驶时，对地面的压强。

（2）坦克在深为5m的河水潜渡时，在坦克顶部面积为0.8m ²的舱门受的河水的压力；

（3）坦克在该河段水中潜渡时，坦克对水平河床的压力为10 ⁵N，该坦克的体积是多大？

小明运用浮力相关知识制作了可以用来测量物体质量的“浮力称”，其构造如图所示，在水平支架的左端固定刻度盘，支架横梁两端各固定个滑轮，将一根无弹性的细绳跨过两个滑轮，细线的一端悬挂秤盘，另一端连接装有适量细沙的圆柱形浮筒（浮筒自重不计），在线的适当位置固定一根大头针作为指针，把浮筒浸入装有适量水的水槽中，称量时，把待测物体放入秤盘后，指针下降浮筒上升，静止后，待测物体的质量就可以通过指针在刻度盘上的位置反映出来。

请你回答下列问题（不计细线、秤盘、指针的质量以及线与滑轮的摩擦）

（1）为了制作量程为1kg的浮力称，向秤盘添加1kg的砝码，逐渐向空浮筒内加入细沙，当浮筒的　　（选填“上”或“下“）表面刚好与水面齐平并保持静止时，在刻度盘上将指针所指的位置标定为最大刻度线。

（2）取下砝码，当浮筒受到　　力和　　力是一对平衡力时，浮筒能直立地浮在水面上静止，此刻度所指的位置应标定为零刻度线，在均匀地标定其余刻度线。

（3）若将质量为m（m＜1kg）的待测物体放在秤盘上，当浮筒静止时其下表面距离水面的距离是h，若细沙的质量是M，浮筒的横截面积是S，水的密度为ρ水，则待测物体质量的表达式m＝　　。

（4）若将原来的浮筒更换为长度相同、横截面积更小的另一个浮筒，细沙的质量和细线的长度等不变，则重新标定的刻度线与原来刻度线相比发生变化的是　　（选填“零刻度线上升”或“最大刻度线下降“），请你分析带来这一变化的原因是：　　。

据报道，2018年5月5日，直 $-18$改进型直升机降落在我国首艘国产航母的甲板上，如图所示。该航母满载时排水量为70000吨，在海水中吃水深度为 $11m$。取 ${\rho }_{\mathit{海水}}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg}$。该航母满载时，受到的浮力为　　 $N$，最低处受到海水的压强为　　 $\mathit{Pa}$；某架直升机飞离该航母后，若航母排开的海水体积减少了 $7m^3$，则该直升机的质量是　　 $\mathit{kg}$。

甲、乙两个自重不计的薄壁圆柱形容器，盛有两种不同的液体，将两个相同的小球分别放入液体中，小球静止时位置如图所示，此时液面相平。则 $($ 　　 $)$

A．	甲中液体密度比乙中液体密度小
B．	小球在甲中所受浮力比乙中所受浮力大
C．	取出小球后容器底部压强变化量较小的是甲
D．	取出小球后甲容器和乙容器对桌面的压力相等

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 $10N/\mathit{kg})$。