初中物理阿基米德原理的应用试题

如图所示，乒乓球从水里上浮直至漂浮在水面上，乒乓球在 $A$位置时受到的浮力为 $F_A$，水对杯底压强为 $p_A$；在 $B$位置时受到的浮力为 $F_B$，水对杯底压强为 $p_B$，则它们的大小关系是 $F_A$　　 $F_B$， $p_A$　　 $p_B$，已知乒乓球的质量为 $2.7g$，当它漂浮在水面时，排开水的体积为　　 $c{m}^3$。

小李同学在探究某种液体密度的实验中，用测力计悬挂一个正方体金属块，浸没在液体中，如图甲所示，缓慢地将金属块从液体中竖直提起，该过程中测力计读数 $F$随金属块提起高度 $h$的关系如图乙所示，不考虑液面变化， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，则根据图像信息可以确定 $($　　 $)$

A．该金属块的边长为 $4\mathit{cm}$

B．在高度 $h$由 $2\mathit{cm}$变化到 $6\mathit{cm}$的过程中，金属块所受浮力逐渐增大

C．该液体的密度约为 $1.56\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$

D．甲图中刚提起金属块时上表面受到的液体压强为 $250\mathit{Pa}$

如图甲为盛水的烧杯，上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降，直至将圆柱体全部浸入水中，整个过程中弹簧测力计示数 $F$与圆柱体下降高度 $h$变化关系的图象如图乙所示， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．圆柱体受到的重力是 $6N$

B．圆柱体受到的最大浮力是 $3N$

C．圆柱体的密度是 $1.5\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$

D．当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为 $800\mathit{Pa}$

如图，底面积为 $100c{m}^2$的圆柱形容器内装有足够多的水，在水面上有一体积为 $4.5\times {10}^{-4}{m}^3$的冰块，冰块内含有质量为 $60g$的物体，冰块有 $\frac{1}{15}$的体积露出水面。 $({\rho }_{冰}=0.9\times {10}^3\mathit{kg}/m^{3}g=10N/\mathit{kg})$求：

（1）冰块受到的浮力；

（2）物体的密度；

（3）当冰块全部熔化后，容器底部受到水的压强变化量是多少？

小明所在学习小组在验证“阿基米德定律”的实验中，选择溢水杯、水、弹簧测力计、铁块、小桶、细线等器材进行实验，具体操作步骤如下：

$A$．测出铁块所受重力 $G$；

$B$．测出空桶所受重力 $G_1$；

$C$．将溢水杯中装满水；

$D$．把挂在弹簧测力计下的铁块浸没在水中，让溢出的水全部流入小桶中，读出测力计示数 $F$；

$E$．测出小桶和被排开水的总重 $G_2$；

$F$．记录分析数据，归纳总结实验结论，整理器材

（1）以上步骤中，若得到　　（填写题中对应数据的字母），说明验证实验是成功的。

（2）若想测量小木板所受浮力和体积的大小，学习小组设计如图的实验：现将小木块挂在弹簧测力计下，测力计示数为 $F_1$，再将定滑轮用吸盘固定在烧杯底（滑轮质量不计），弹簧测力计通过定滑轮拉着木块浸没在水中静止时，示数为 $F_2$，其中定滑轮的作用是　　，此时木块所受浮力 $F_{浮}=$　　，木块的体积 $V_{木}=$　　（用字母表示）

许多轮船都有排水量的标记，“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是 $4800t$，表示它浮在海面上排开的海水质量是 $4800t$，此时舰船所受的浮力是　　 $N(g=10N/\mathit{kg})$。当舰船从海洋驶入长江时，吃水深度　　。（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$

已知某一物体受到的重力为 $10N$，把它挂在弹簧测力计下方，并将它浸没在水中静止时，弹簧测力计的示数为 $6N$．则该物体受到的浮力为　　 $N$，物体的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$． $({\rho }_{水}=1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg})$

如图甲所示，物体 $A$的体积为 $V$，放入水中静止时，浸入水中的体积为 $V_1$；现将一体积为 $V_2$的物体 $B$放在物体 $A$上，物体 $A$刚好全部浸没在水中，如图乙所示。则物体 $B$的密度为 $($　　 $)$

A． $\frac{V_1}{V_2}\cdot {\rho }_{水}$B． $\frac{V-V_1}{V_2}\cdot {\rho }_{水}$

C． $\frac{V_2}{V_1}\cdot {\rho }_{水}$D． $\frac{V_1+V_2}{V_2}\cdot {\rho }_{水}$

小李使用弹簧测力计、纯水和水杯帮妈妈粗略鉴定首饰的材质，他首先将重为 $5.5N$的金属块，和首饰用细线与弹簧测力计连接如图所示；然后将首饰浸入纯水中，他发现当首饰浸入水中一半时弹簧测力计读数为 $9.6N$，刚好全部浸入时读数为 $9.5N$．已知首饰为某一单一材质制成，则该首饰用的材质为 $($　　 $\left)\right(g=10N/\mathit{kg}$， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， ${\rho }_{铜}=8.9\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， ${\rho }_{银}=10.5\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， ${\rho }_{金}=19.3\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， ${\rho }_{铂}=21.4\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$

A．铂B．金C．银D．铜

我国核动力潜艇“长城号”利用核反应堆中发生的　　（选填“核裂变”或“核聚变” $)$提供动力，核能属于　　（选填“可再生”或“不可再生” $)$的新能源。潜艇在上浮过程中，尚未露出水面之前所受到的浮力大小为　　（选填“增大”、“不变”或“减小” $)$。

泸州沱江二桥复线桥施工时，要向江中沉放大量的施工构件，如图甲所示，一密度为 $3\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$的密闭正方体构件被钢绳缓慢竖直吊入江水中，在匀速沉入江水的过程中，构件下表面到江面的距离 $h$逐渐增大，正方体构件所受浮力 $F$随 $h$的变化如图乙所示，下列判断正确的是（取 $g=10N/\mathit{kg}$，江水的密度 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\left)\right($　　 $)$

A．当 $h=1m$时，构件恰好浸没在江水中

B．当 $h=2m$时，构件所受的浮力大小为 $2.4\times {10}^{5}N$

C．当 $h=3m$时，构件底部受到江水的压强大小为 $2.0\times {10}^4\mathit{Pa}$

D．当 $h=4m$时，构件受到钢绳的拉力大小为 $1.6\times {10}^{5}N$

2015年10月5日考古学家在黄海海域发现甲午海战沉船“致远舰”的消息轰动了整个考古界，随着水下考古工作的进行，一些重要文物近日陆续出水重见天日，关于这艘在海水中沉睡了120余年的战舰是如何被打捞起的谜题也逐步解开。现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟打捞沉船，实验中用实心立方体 $A$代替沉船，已知 $A$的体积为 $0.1m^3$，质量为 $280\mathit{kg}$（设整个过程 $A$均为匀速直线运动状态，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） $A$完全浸没在水中时受到的浮力是多大？ $\left({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

（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 $0.1m/s$的速度被匀速提升，求岸上钢绳拉力 $F$的功率。

如图所示，完全相同的两个物体分别放在甲、乙两种不同液体中静止后，两容器中液面相平，比较物体在两种液体中所受浮力 $F_{甲}$与 $F_{乙}$及两种液体对容器底部的压强 $P_{甲}$和 $P_{乙}$的大小，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A． $F_{甲}=F_{乙}$， $P_{甲}=P_{乙}$B． $F_{甲}>F_{乙}$， $P_{甲}>P_{乙}$

C． $F_{甲}=F_{乙}$， $P_{甲}>P_{乙}$D． $F_{甲}<F_{乙}$， $P_{甲}<P_{乙}$

如图甲所示，圆柱形容器中盛有适量的水，其内底面积为 $100c{m}^2$．弹簧测力计的下端挂着一个正方体花岗岩，将花岗岩从容器底部开始缓慢向上提起的过程中，弹簧测力计的示数 $F$与花岗岩下底距容器底部的距离 $h$的关系如图乙所示。 $(g=10N/\mathit{kg})$求：

（1）在花岗岩未露出水面前所受水的浮力大小；

（2）花岗岩的密度；

（3）从开始提起到花岗岩完全离开水面，水对容器底部减小的压强。

甲、乙两容器分别装有密度为 ${\rho }_{甲}$、 ${\rho }_{乙}$的两种液体，现有 $A$、 $B$两个实心小球，质量分别为 $m_A$、 $m_B$，体积分别为 $V_A$、 $V_B$，密度分别为 ${\rho }_A$、 ${\rho }_B$，已知它们的密度大小关系为 ${\rho }_{甲}>{\rho }_A>{\rho }_B>{\rho }_{乙}$，下列判断正确的是 $($　　 $)$

A．若 $V_A=V_B$，将两球都放入甲容器中，静止时两球所受浮力之比为 $1:1$

B．若 $V_A=V_B$，将两球都放入乙容器中，静止时两球所受浮力之比为 ${\rho }_A:{\rho }_B$

C．若 $m_A=m_B$，将 $A$、 $B$两球分别放入乙、甲容器中，静止时两球所受浮力之比为 $1:1$

D．若 $m_A=m_B$，将 $A$、 $B$两球分别放入甲、乙容器中，静止时两球所受浮力之比为 ${\rho }_B:{\rho }_{乙}$