初中物理阿基米德原理的应用试题

图甲的储水容器底有质量 $0.5\mathit{kg}$，底面积 $100c{m}^2$的长方体浮桶，桶上端通过轻质弹簧与紧贴力敏电阻的轻质绝缘片 $A$相连，距容器底 $0.4m$处的侧壁有排水双控阀门。控制电路如图乙所示，其电源电压 $U=12V$， $R_0=10\Omega$，当电流表示数为 $0.6A$，且桶底升至阀门所处高度时，阀门才感应排水。力敏电阻 $R$与它所受压力 $F$的对应关系如下表所示（弹簧均在弹性限度内）。求：

压力 $F/N$	2	4	$\dots \dots$	12	15
电阻 $R/\Omega$	110	70	$\dots \dots$	16	10

（1）浮桶的重力是多少 $N$？

（2）未加水时，力敏电阻所受压力为 $2N$，电流表的示数是多少安？

（3）当容器内的水深达到多少米时，双控阀门才打开排水？

如图甲所示，底面积为 $100c{m}^2$的圆柱形容器中装满了水，底部中央固定有一根体积不计沿竖直方向的细杆，细杆的上端连接着密度为 $0.6g/c{m}^3$的圆柱体 $A$，容器的底部安装有阀门。现打开阀门控制水以 $50c{m}^3/s$流出，同时开始计时，水对容器底部的压力随时间变化的规律如图（乙 $)$所示，则阀门未打开前水对容器底部的压强为　　 $\mathit{Pa}$．当 $t=52s$时，细杆对物体的作用力大小为　　 $N$。

水平桌面上的薄壁圆柱形容器中盛有某种液体，容器底面积为 $80c{m}^2$ ，用细线拴着体积为 $100c{m}^3$ 的金属球沉入容器底，这时液体深度为 $10\mathit{cm}$ ，金属球对容器底的压力为 $1.9N$ ，如图所示。现将金属球从液体中取出，液体对容器底的压强改变了 $100\mathit{Pa}$ ，从容器中取出金属球时，表面所沾液体与细线的体积均不计。则下列判断正确的是 $($ 　　 $)$

A．	金属球在液体中所受浮力大小为 $1N$
B．	容器中液体所受重力大小为 $6.4N$
C．	取出金属球后，容器对桌面的压强减小了 $100\mathit{Pa}$
D．	金属球的密度为 $2.7\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$

水平升降台面上有一个足够深、底面积为 $40c{m}^2$的柱形容器，容器中水深 $20\mathit{cm}$，则水对容器底部的压强为　　 $\mathit{Pa}$，现将底面积为 $10c{m}^2$、高 $20\mathit{cm}$的圆柱体 $A$悬挂在固定的弹簧测力计下端，使 $A$浸入水中，稳定后， $A$的下表面距水面 $4\mathit{cm}$，弹簧测力计的示数为 $0.8N$，如图所示，然后使升降台上升 $7\mathit{cm}$，再次稳定后， $A$所受的浮力为　　 $N$．（已知弹簧受到的拉力每减小 $1N$，弹簧的长度就缩短 $1\mathit{cm})$

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　　 $\mathit{Pa}$。

不吸水的长方体 $A$固定在体积不计的轻杆下端，位于水平地面上的圆柱形容器内，杆上端固定不动。如图所示。现缓慢向容器内注入适量的水，水对容器的压强 $p$与注水体积 $V$的变化关系如图乙所示。当 $p=600\mathit{Pa}$时，容器中水的深度为　　 $\mathit{cm}$；若 ${\rho }_A=0.5g/c{m}^3$，当注水体积 $V=880c{m}^3$时，杆对 $A$的作用力大小为　　 $N$。

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

水平地面上有底面积为 $300c{m}^2$ 、不计质量的薄壁盛水柱形容器 $A$ ，内有质量为 $400g$ 、边长为 $10\mathit{cm}$ 、质量分布均匀的正方体物块 $B$ ，通过一根长 $10\mathit{cm}$ 的细线与容器底部相连，此时水面距容器底 $30\mathit{cm}$ （如图），计算可得出 $($ 　　 $)$

A．	绳子受到的拉力为 $14N$
B．	容器对水平地面的压力是 $90N$
C．	剪断绳子，待物块静止后水对容器底的压强变化了 $200\mathit{Pa}$
D．	剪断绳子，待物块静止后水平地面受到的压强变化了 $200\mathit{Pa}$

$\mathit{Argo}$浮标广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域，浮标结构如图所示，坚硬壳体外下方装有可伸缩油囊，当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时，油囊排开水的体积等于注入油的体积，当油囊中的油全部被抽回壳内时，油囊体积忽略不计，已知浮标总质量为55千克，其中含油20千克，浮标壳体体积0.04米 ${}^3$，油的密度为 $0.8\times {10}^3$千克 $/$米 ${}^3$，海水密度取 $1.0\times {10}^3$千克 $/$米 ${}^3$． $g$取10牛 $/$千克。

（1）该浮标下沉20米，浮标总重力做功多少焦？

（2）液压式柱塞泵将壳体中的油全部注入油囊时，浮标最终露出水面的体积为多少米 ${}^3$？

用图中实验装置验证阿基米德原理，当物块浸入溢水杯时，水会流入空桶中，下列说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．	实验前溢水杯未装满水，对实验结果没有影响
B．	物块浸入水中越深，水对溢水杯底部的压强越大
C．	物块浸入水中越深，左侧弹簧测力计的示数越大
D．	通过计算可知实验所用物块的密度为 $2\times {10}^3$ 千克 $/$ 米 ${}^3$

如图甲所示，是小科家的“懒人花盆”。它的外面是一个储水盆，里面是一个栽培盆，栽培盆中有一圆柱体浮子能在光滑的管中自由上下运动，浮子的顶端可显示水位高低，栽培盆底的陶粒通过渗透与蒸发的原理起到吸水和透气的作用，从而为土壤提供水分。“懒人花盆”的原理图可简化成图乙。已知浮子重为 $0.02N$，横截面积为 $0.5c{m}^2$．请回答下列问题：

（1）从植物细胞吸水或失水原理分析，若储水盆内所用营养液浓度过高，会导致植物细胞　　。

（2）浮子在水中漂浮时，浸入水中的深度是多少？

（3）当储水盆内盛有密度比水大的营养液时，营养液对漂浮的浮子底面的压强多大？

为何漂浮在水面上的竹筷一般都是横躺着而不是竖直的？这一现象引起了小科的思考。

【思考】漂浮在水面上的竹筷只受到重力和浮力的作用，因为它们是一对　　力，所以竹筷应该能够竖直地静止在水面上，但事实并不如此。

【实验】小科以内含金属块的中空细塑料管模拟竹筷进行实验探究。如图所示，把一个质量适当的金属块，固定在一根底端封闭的中空细塑料管内的不同位置后，分别轻轻地竖直放在水和浓盐水中，观察它是否始终保持竖直。观察到的实验现象如表：

	$a$	$b$	$c$	$d$
水	不能	不能	能	能
浓盐水	不能	不能	不能	能

【分析】（1）把金属块和塑料管视为一个物体，金属块位置的改变，会改变物体的　　位置。相同条件下，这一位置越低，细管在液体中能竖直漂浮的可能性越大。

（2）分析金属块固定在 $c$点时，细管放入水和浓盐水中时的实验现象可知，相同条件下，浮力作用点的位置相对细管底端越　　（填“高”或“低” $)$，细管在液体中能竖直漂浮的可能性越大。

其实，上述实验现象还需要用杠杆、能的转化等知识来解释，有待于继续研究 $\dots$

如图甲所示，是小科家的“懒人花盆”。它的外面是一个储水盆，里面是一个栽培盆，栽培盆中有一圆柱体浮子能在光滑的管中自由上下运动，浮子的顶端可显示水位高低，栽培盆底的陶粒通过渗透与蒸发的原理起到吸水和透气的作用，从而为土壤提供水分。“懒人花盆”的原理图可简化成图乙。已知浮子重为 $0.02N$，横截面积为 $0.5c{m}^2$．请回答下列问题：

（1）从植物细胞吸水或失水原理分析，若储水盆内所用营养液浓度过高，会导致植物细胞　　。

（2）浮子在水中漂浮时，浸入水中的深度是多少？

（3）当储水盆内盛有密度比水大的营养液时，营养液对漂浮的浮子底面的压强多大？

为何漂浮在水面上的竹筷一般都是横躺着而不是竖直的？这一现象引起了小科的思考。

【思考】漂浮在水面上的竹筷只受到重力和浮力的作用，因为它们是一对　　力，所以竹筷应该能够竖直地静止在水面上，但事实并不如此。

【实验】小科以内含金属块的中空细塑料管模拟竹筷进行实验探究。如图所示，把一个质量适当的金属块，固定在一根底端封闭的中空细塑料管内的不同位置后，分别轻轻地竖直放在水和浓盐水中，观察它是否始终保持竖直。观察到的实验现象如表：

	$a$	$b$	$c$	$d$
水	不能	不能	能	能
浓盐水	不能	不能	不能	能

【分析】（1）把金属块和塑料管视为一个物体，金属块位置的改变，会改变物体的　　位置。相同条件下，这一位置越低，细管在液体中能竖直漂浮的可能性越大。

（2）分析金属块固定在 $c$点时，细管放入水和浓盐水中时的实验现象可知，相同条件下，浮力作用点的位置相对细管底端越　　（填“高”或“低” $)$，细管在液体中能竖直漂浮的可能性越大。

其实，上述实验现象还需要用杠杆、能的转化等知识来解释，有待于继续研究 $\dots$

“彩球温度计”是一种现代居家饰品，其结构模型如图所示，该“彩球温度计”是由体积相同（保持恒定）、质量不同的小球和密度随温度的升高而减小的液体组成。当环境温度升高时，浸没在液体中的小球受到的浮力将　　，在某一环境温度下，四个小球处于如图位置，此时 $B$小球受到的浮力与 $D$小球受到的浮力的大小关系为　　。