初中物理阿基米德原理的应用试题

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 $10N/\mathit{kg}$。 ${\rho }_{\mathit{海水}}=1.03\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$

在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是 $2.7N$．当把零件浸没在水中时，弹簧测力计的示数是 $1.7N$．现把该零件浸没在另一种液体中时，弹簧测力计的示数是 $1.9N$，求：

（1）该零件浸没在水中时受到的浮力 $F_{浮}$

（2）该金属零件的密度 ${\rho }_{金}$；

（3）另一种液体的密度 ${\rho }_{液}$。

水平桌面上的甲、乙两个相同容器内分别装有水和盐水，小民将一个放了很久的小鸡蛋 $a$放在水中，发现 $a$漂浮，他又找来了一个新鲜的大鸡蛋 $b$放在盐水中， $b$却沉在杯底，如图所示，此时水和盐水的液面相平，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．水对杯底的压强小于盐水对杯底的压强

B．小鸡蛋 $a$的密度等于大鸡蛋 $b$的密度

C．水对 $a$的浮力大于盐水对 $b$的浮力

D．甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强

小琪非常喜欢吃大樱桃，很想知道它的密度，于是进行了如下测量：

（1）将天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻线处，指针的位置如图甲所示，则应将平衡螺母向　　（填“左”或“右” $)$端调节，使横梁平衡。

（2）他取来一颗大樱桃，用天平测出了大樱桃的质量如图乙所示为　　 $g$。

（3）将一颗大樱桃放入装有 $30\mathit{mL}$水的量筒中，水面上升到图丙所示的位置，大樱桃的体积为　　 $c{m}^3$，密度为　　 $g/c{m}^3$。

（4）小琪将大樱桃放入量筒中时，筒壁上溅了几滴水，所测的大樱桃密度会　　（填“偏大”或“偏小” $)$。

（5）小琪还想利用大樱桃（已知密度为 ${\rho }_0)$、平底试管、刻度尺测量家里消毒液的密度，实验步骤如下：

①在平底试管中倒入适量的消毒液，用刻度尺测量试管中液面的高度 $h_1$。

②将大樱桃放入试管内的消毒液中，大樱桃处于漂浮状态，用刻度尺测量试管中液面的高度 $h_2$。

③取出大樱桃，在其内部插入一根细铁丝（忽略大樱桃体积的变化），重新放入试管内的消毒液中，由于浸没在消毒液中时重力　　（填“大于”“小于”或“等于” $)$浮力，大樱桃沉入试管底部，用刻度尺测量试管中液面的高度 $h_3$。

④消毒液密度的表达式为 ${\rho }_{\mathit{消毒液}}=$　　。

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

如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号（武汉舰），它是052B型导弹驱逐舰。其满载时的排水量约为7×10 ³t，当驱逐舰以72km/h的速度匀速直线航行时，受到的阻力是自身总重力的0.01倍。求：（海水密度近似取1.0×10 ³kg/m ³）

（1）在水面下3m深处，船体受到的海水的压强是多少？

（2）驱逐舰满载时，受到的浮力是多少？

（3）驱逐舰满载时，排开海水的体积是多少？

（4）驱逐舰满载时以72km/h的速度匀速航行，受到的牵引力是多少？

小明将装满水的溢水杯放到电子秤上，再用弹簧秤挂着铝块，将其缓慢浸入溢水杯的水中，如图所示。在铝块浸入水的过程中，溢水杯底所受水的压力将　　（选填“变大”，“变小“，“不变” $)$。电子秤的读数将　　（选填“变大“，“变小”，“不变” $)$。

如图所示是我国最新服役的“ $094A$”战略核潜艇，当它下潜至水下300米处时，排开水的质量为 $1.15\times {10}^{4}t$，它所受到的浮力为　　 $N$，受到海水的压强为　　 $\mathit{Pa}$．作为提供动力的核能属于　　（填“可再生”或“不可再生” $)$能源。 $(g$取 $10N/\mathit{kg}$， ${\rho }_{\mathit{海水}}$取 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$

如图所示，水平桌面上放置着一个装有水的圆柱形容器和质量相等的 $A$、 $B$小球。将 $A$放入容器内的水中， $A$漂浮。取出 $A$后（带出的水忽略不计），再将 $B$放入容器内的水中， $B$沉入容器底部。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A． $A$的密度小于 $B$的密度

B． $A$受到的浮力大于 $B$受到的浮力

C．放入 $A$后比放入 $B$后水对容器底的压强小

D．放入 $A$后与放入 $B$后容器对桌面的压强相等

关于深海的探究，对一个国家的国防和经济建设都有很重要的意义，我国在这一领域的研究也处于世界领先水平。如图甲是我们自行研制的水下智能潜航器，其外形与潜艇相似，相关参数为：体积 $2m^3$、质量 $1500\mathit{kg}$，最大下潜深度 $5000m$，最大下潜速度 $10\mathit{km}/h$（不考虑海水密度变化，密度 $\rho$取 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$。求：

（1）某次执行任务，当潜航器下潜到最大深度时所受的海水压强。

（2）潜航器以最大下潜速度匀速竖直下潜至最大深度所用的时间。

（3）潜航器任务完成后，变为自重时静止漂浮在海面上，此时露出海面体积。

（4）当潜航器漂浮在海面时，由起重装置将其匀速竖直吊离海面。起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示，图中 $P_3=3P_1$．求 $t_1$时刻起重装置对潜航器的拉力。（不考虑水的阻力）

小明用天平和量筒测量一个外形不规则且不溶于水的固体的密度（已知该固体的密度小于水的密度）。

（1）测量过程如下：

①将天平放在水平桌面上，把游码调至标尺左端的零刻度线处，调节平衡螺母，使指针指在分度盘的　　，天平平衡。

②把该固体放在天平左盘，平衡时右盘砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示，该固体的质量为　　 $g$。

③用量筒测该固体的体积时，用细线将小金属球绑在固体下方（具体测量过程如图乙所示）。该固体的体积为　　 $c{m}^3$。

④该固体的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$。

（2）实验结束后，小明没有利用天平和量筒，用弹簧测力计，细线、烧杯和足量的水又测出了小金属球的密度，具体过程如下：

①用细线系着小金属球，将其挂在弹簧测力计下，测出小金属球的重力 $G$；

②在烧杯中装入适量的水，将挂在测力计下的小金属球完全浸没在水中（小金属球没有碰到烧杯底和侧壁），读出弹簧测力计示数 $F$；

③该小金属的体积 $V_{\mathit{小金属球}}=$　　（用字母表示，水的密度为 ${\rho }_{水})$；

④该小金属球的密度 ${\rho }_{\mathit{小金属球}}=$　　（用字母表示，水的密度为 ${\rho }_{水})$。

如图甲，在水平面上的盛水容器中，一个质量分布均匀的物体被固定在容器底部的一根细线拉住后完全浸没在水中静止。如图乙，当将细线剪断后，物体漂浮在水面上，且有四分之一的体积露出水面。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．甲、乙两图中，物体受到的浮力之比为 $4:3$

B．物体的密度与水的密度之比为 $1:4$

C．图甲中水对容器底的压强大于图乙中水对容器底的压强

D．图甲中水对容器底的压力大于图乙中水对容器底的压力

如图是我国第二艘航母“山东号”的舰载机飞离甲板的过程中，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．飞机在跑道上滑行时若外力全部消失，会逐渐停下来

B．飞机起飞时加速助跑，可获得更大的惯性，利于升空

C．飞机加速升空，动能转化为重力势能，机械能增大

D．飞机飞离甲板后，舰艇底部受到水的压强变小

空难事故发生后，为了找到事故原因，救援人员到现场后，总会寻找被誉为“空难见证人”的黑匣子。某架飞机的黑匣子质量 $30\mathit{kg}$，是一个长 $0.5m$，宽 $0.1m$，高 $0.2m$的长方体，现沉在距海面 $30m$的海底（黑匣子未与海底紧密接触），搜救人员将其匀速托出海面后依然完好，为破解事故真相提供了最有力的证据。根据以上信息请计算 $({\rho }_{\mathit{海水}}$近似取 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$

（1）黑匣子在海底时下表面受海水的压强是多少？

（2）黑匣子在海水中浸没时受到的浮力是多大？

（3）搜救人员在海水中托起黑匣子上升到上表面与海平面相平做了多少功？

如图所示，两个完全相同的柱形容器放在水平桌面上，分别装有甲，乙两种不同的液体。 $a$、 $b$是体积相等的两个小球， $a$球漂浮在液面上， $b$球沉没在容器底。甲液面高于乙液面，且两种液体对容器底的压强相等。则 $($　　 $)$

A．两种液体的密度 ${\rho }_{甲}={\rho }_{乙}$B．两种液体的质量 $m_{甲}=m_{乙}$

C．两个小球所受的重力 $G_a>G_b$D．两个小球所受的浮力 $F_a<F_b$