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　　 $c{m}^3$。

某校同学参加社会实践活动时，在山上发现一块很大的岩石，他们想测出这块岩石的密度。几位同学随身携带的工具和器材有：电子天平（附说明书）、购物用的弹簧秤、卷尺、喝水用的茶缸、铁锤、细线和一瓶饮用水（已知水的密度为 ${\rho }_0)$请你从中选用部分工具和器材，帮他们设计一种精确测量岩石密度的实验方案要求

（1）写出主要的实验步骤

（2）写出岩石密度的数学表达式（用已知量和测量量表示）

如图所示，水平地面上放有上下两部分均为柱形的薄壁容器，两部分的横截面积分别为

$S_1$、 $S_2$．质量为 $m$的木球通过细线与容器底部相连，细线受到的拉力为 $T$，此时容器中水深为 $h$（水的密度为 ${\rho }_0)$。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．木球的密度为 $\frac{\mathit{mg}}{T+\mathit{mg}}{\rho }_0$

B．木球的密度为 $\frac{\mathit{mg}}{T-\mathit{mg}}{\rho }_0$

C．剪断细线，待木球静止后水对容器底的压力变化量为 $T$

D．剪断细线，待木球静止后水对容器底的压力变化量为 $\frac{S_2}{S_1}T$

如图所示，水平桌面上放有一圆柱形溢水杯，它自重7N，底面积为300cm²，溢水口距杯底的高度为12cm，溢水杯中盛有高为10cm、质量为3kg的水。现将一体积为1000cm³、质量为2.7kg的正方体铝块缓慢浸没入水中，不计溢水杯的厚度。求：

（1）铝块放入水前，水对溢水杯底部的压强；

（2）铝块浸没在水中受到的浮力；

（3）铝块浸没在水中静止后，溢水杯对水平桌面的压强。

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 ${}^3$

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，盛有水的圆柱形小容器漂浮在盛有水的圆柱形大容器中，大容器的底面积是小容器的4倍（大、小容器壁的厚度均不计）。现将体积相等的小球 $A$、 $B$投入小容器中，投入后，两容器内的水对各自容器底部压强的增加量相等。小球 $A$的密度的最大值为 $($　　 $)$

A． $4\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$B． $5\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$C． $6\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$D． $7\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$

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 $800\mathit{Pa}$

如图所示，轻质杆可绕 $O$点转动。分别将质量相同的纯金块、纯银块、金银制作的王冠悬

挂于杆的最左端并浸没水中，将质量与王冠相同的重物对应地悬挂在杆上的 $A$、 $B$、 $C$处（图

中未标出），杆恰好在水平位置平衡。测得 $A$、 $C$两点间的距离为 $7\mathit{cm}$， $B$、 $C$两点间的距离为 $3\mathit{cm}$。则王冠中金和银的质量比为 $($　　 $)$

A． $3:7$B． $7:3$C． $2:5$D． $5:2$

如图所示，轻质杆可绕 $O$点转动。分别将质量相同的纯金块、纯银块、金银制作的王冠悬

挂于杆的最左端并浸没水中，将质量与王冠相同的重物对应地悬挂在杆上的 $A$、 $B$、 $C$处（图

中未标出），杆恰好在水平位置平衡。测得 $A$、 $C$两点间的距离为 $7\mathit{cm}$， $B$、 $C$两点间的距离为 $3\mathit{cm}$。则王冠中金和银的质量比为 $($　　 $)$

A． $3:7$B． $7:3$C． $2:5$D． $5:2$

一个空心小铁球放在盛水的烧杯中置于铁棒AB的上方，绕在铁棒上的线圈连接如图所示的电路，开关S闭合后，空心小铁球仍漂浮在水面上，此时A端为电磁铁的 　 　极，当滑片P向左滑动，空心小铁球所受浮力 　    　（选填"增大"、"减小"或"不变"）

我国自主研制了一种攻击型核潜艇，在水面下排开水的质量为3000t，它排开水的体积为　     　m³；在水面下执行任务时，继续下潜过程中所受浮力　    　（填“变大”“不变”或“变小”）；核潜艇所用的核能是　         　（填“可再生”或“不可再生”）能源。（ρ_水＝1.0×10³kg/m³）

如图所示，在水平桌面上的烧杯中漂浮着一个质量分布均匀的木块，若将木块露出水面的部分截去取走，那么（　　）

A．木块余下部分上浮，水对杯底压强变小

B．木块余下部分下沉，水对杯底压强变大

C．木块余下部分上浮，烧杯对桌面压强变大

D．木块余下部分不上浮也不下沉，烧杯对桌面压强不变

如图所示，游客在雄安新区的白洋淀景区划船游玩，划船用的船桨是　 　（填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆，如果船上再增加一名60kg的游客，船排开水的体积增加了　    　m³（ρ_水＝1×10³kg/m³，g＝10N/kg）

2020年11月10日，中国"奋斗者"号载人潜水器在"地球第四极"--马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米，创造了中国载人深潜的新纪录。本次万米深潜任务成功的一大亮点是采用了许多自主研发的国产新材料。

（1）"奋斗者"号采用的钛合金材料强度高、韧性好、耐腐蚀，与下列哪种材料类型相同？ 　　。

A．	①塑料
B．	②不锈钢
C．	③玻璃

（2）"奋斗者"号下潜时，外部携带了4块压载铁，总质量将近2吨。压载铁被悬挂的模型如图所示。试计算4块压载铁水下浸没时对"奋斗者"号的作用力约为多少？（压载铁的密度近似为 $8\times {10}^3$ 千克 $/$ 米 ${}^3$ ，海水的密度近似为水的密度）

（3）完成水下作业之后，"奋斗者"号抛去压载铁上浮，为了使"奋斗者"号在深海有足够大的浮力返航，采用了一种新的固体浮力材料，由大量纳米级大小的空气玻璃微珠组成。为了满足设计需求，该材料需要具备怎样的性质？ 　　（答出一点即可）。