初中物理阿基米德原理的应用试题

同种材料制成的两个实心正方体 $A$、 $B$，密度均为 $\rho$，他们的重力分别为 $G_A$、 $G_B$，如图1放在水平桌面上静止时，两个物体对桌面的压强分别是 $p_A$、 $p_B$；如图2所示，匀速提升浸没在水中的 $A$物体，匀速提升过程中 $A$物体一直没有露出水面，此时滑轮组的机械效率为 $75\%$，已知动滑轮重为 $G$动，且 $G_{动}:G_A:G_B=1:4:32$，滑轮组工作中不计绳子摩擦及绳重。求：

（1）水平桌面压强之比 $p_A:p_B$是多少？

（2）正方体材料的密度是多少？

如图甲所示，有一体积、质量忽略不计的弹簧，其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为 $10\mathit{cm}$。弹簧没有发生形变时的长度为 $10\mathit{cm}$，弹簧受到拉力作用后，伸长的长度△ $L$与拉力 $F$的关系如图乙所示。向容器中加水，直到物体上表面与液面相平，此时水深 $24\mathit{cm}$。求：

（1）物体受到的水的浮力。

（2）物体的密度。

（3）打开出水孔，缓慢放水，当弹簧处于没有发生形变的自然状态时，关闭出水孔。求放水前后水对容器底部压强的变化量。

如图所示，放在水平桌面上的两个容器，质量和底面积相同，分别装有密度不同的甲、乙两种液体。将两个体积相同的小球 $a$、 $b$分别放入两液体中静止，此时两个容器底部受到的液体压强相等。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．放入小球后，液体对容器底部的压力 $F_{甲}=F_{乙}$

B．两种液体的密度 ${\rho }_{甲}>{\rho }_{乙}$

C． $a$、 $b$两个小球的质量 $m_a<m_b$

D．若将 $a$球放入乙液体中， $b$球放入甲液体中，静止时， $a$、 $b$两个小球所受到的浮力 $F_a<F_b$

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 $10N/\mathit{kg})$。

如图甲所示，将密度计插入被测液体中，待静止后直接读取液面处的刻度值，即为该液体的密度。如图乙、丙所示，在木棒的一端缠绕一些铜丝做成一支简易密度计，将其分别放入水平桌面上盛有不同液体的两个相同的烧杯中，它会竖直漂浮在液体中，静止后两个烧杯的液面相平。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．图甲中液体的密度为 $1.55g/c{m}^3$

B．乙、丙两图中木棒底部所受液体的压力相等

C．图乙烧杯中液体的质量比丙图的小

D．图乙中烧杯对桌面的压强大于图丙中烧杯对桌面的压强

在习近平总书记“改革强军，科技兴军”伟大思想指引下，我国军队的武器装备建设取得了巨大进步。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．国产航空母舰 $001A$型的排水量是7万吨，满载时所受海水的浮力为 $7\times {10}^{8}N$

B．国产歼20战机是利用空气的浮力直接升空的

C．国产99式主战坦克安装宽大的履带是为了增大坦克对地面的压强

D．当向悬浮于水中的国产潜水艇的水舱充水时，潜水艇会逐渐浮出水面

如图所示，轻质弹簧的下端固定在容器底部，上端与物体 $A$连接，现向容器内注水，当水的深度为 $h$时，弹簧长度恰好为原长，此时物体 $A$有 $\frac{1}{3}$的体积露出水面，已知物体 $A$体积为 $V$，容器内部底面积为 $S$，水的密度为 ${\rho }_{水}$，下列计算结果正确的是 $($　　 $)$

A．物体 $A$受到的重力 $G_A=\frac{1}{3}{\rho }_{水}\mathit{gV}$

B．水对容器底部的压力 $F=\frac{2}{3}{\rho }_{水}\mathit{ghS}$

C．物体 $A$的密度为 ${\rho }_A=\frac{1}{3}{\rho }_{水}$

D．若向容器中缓慢加水直到 $A$浸没水中，则弹簧对 $A$的拉力 $F\text{'}=\frac{1}{3}{\rho }_{水}\mathit{gV}$

2018年10月20日，全球最大水陆两栖飞机“鲲龙” $\mathit{AG}600$在湖北荆门成功实现水上首飞起降。若某次 $\mathit{AG}600$漂浮停在水面上时，飞机排开水的体积为 $45m^3$，飞机底部距水面 $2m$深处受到水的压强为　　 $\mathit{Pa}$，飞机所受重力为　　 $N$． $\left(g=10N/\mathit{kg},{\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

重 $16N$的正方体物块沉在面积很大的容器底部，现用一根细线将物块提出水面，物块所受的浮力 $F$随物块上升的距离 $h$变化关系如图所示，已知水的密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，则下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．物块的边长为 $0.5m$

B．物块在出水前细线的拉力恒为 $5.0N$

C．物块的密度为 $1.6\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$

D．物块沉在水槽底部时，水在物块上表面处产生的压强为 $6.0\times {10}^3\mathit{Pa}$

如图所示，水平桌面上一盛有盐水的容器中漂浮着一冰块 $({\rho }_{\mathit{盐水}}>{\rho }_{水})$，冰块熔化前后，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．冰块漂浮时，所受浮力等于重力

B．冰块熔化后，容器对桌面的压强增大

C．冰块熔化后，液体对容器底的压强不变

D．冰块熔化后，容器中盐水的密度变小

将边长为0.1m均匀、实心的正方体木块投入水中。木块静止时有 的体积露出水面，如图所示。（取g＝10N/kg，ρ _水＝1.0×10 ³kg/m ³）求：

（1）木块静止时，受到水的浮力是多少？

（2）该木块的密度是多少？

（3）木块静止时，木块底部受到水的压强是多少？

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　　 $N$。

某同学自制的简易密度计如图所示，它是用木棒的一端缠绕铜丝做成的，将其放入不同的液体中，会呈竖直漂浮状态，下列说法错误的是 $($　　 $)$

A．木棒漂浮在水面上，静止时密度计的重力等于水对其浮力

B．木棒浸入液体的体积越大，说明该液体密度越小

C．读数时需用手扶住密度计

D．木棒越细，测量误差越小

具有中国自主知识产权的、亚洲超大重型自航绞吸船“天鲲号”（图甲），可用于挖掘水下泥土、砂石等。其长 $140m$、宽 $27.8m$，满载排水量为 $17000t$。作业时，输送系统将水下挖掘的泥石等，通过输送管输送到指定地方。已知水的密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。

（1）水面下 $4m$处的船体上受到水的压强是多少？

（2）若“天鲲号”漂浮在水面时排开水的体积为 $1.2\times {10}^4{m}^3$，则它受到的总重力是多少？

（3）某次作业时，水下重为 $G$的泥沙沿着输送管匀速运动，泥沙运动的高度与时间的关系如图乙所示。设输送系统的总功率为 $P$，效率为 $\eta$，泥沙在水平运动时受到输送管的阻力为 $f$。请推导在水平运动过程中，泥沙速度的表达式。

如图所示，一质地均匀的圆柱形平底玻璃杯，置于水平桌面中央，杯内水中漂浮着一冰块，关于冰融化前后比较，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．玻璃杯对桌面的压强增加B．容器内液体的密度减小

C．玻璃杯中液面的高度升高D．液体对容器底部的压强不变