初中物理阿基米德原理的应用试题

我国自主设计、研发的载人潜水器“蛟龙号”在2017年5月挑战了世界最深处的马里亚纳海沟，当“蛟龙号”完全浸没，在下潜过程中，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．所受浮力变大，压强变大B．所受浮力变大，压强变小

C．所受浮力不变，压强变大D．所受浮力不变，压强不变

建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障，核潜艇是海军的战略重器，如图是我国094型战略导弹核潜艇，关于它在海中状态的有关分析正确的是（　　）

A．上浮过程中所受浮力逐渐增大

B．悬浮时所受浮力等于重力

C．悬浮和漂浮时所受的浮力相等

D．漂浮时比悬浮时排开海水质量小

电子秤有“清零”功能，例如，在电子秤上放 $200g$砝码，电子秤显示为 $200g$，按清零键后，显示变为零；随后再放上 $100g$砝码，电子秤显示为 $100g$。利用电子秤的这种功能，结合物理知识可测定玉镯的密度。具体操作如下：

步骤 $a$：向烧杯内倒入适量水，放在电子秤上，按清零键，显示数变为零；

步骤 $b$：手提细线拴住玉镯，浸没在水中，且不与烧杯底和壁接触，记下此时电子秤示数为 $m_1$；

步骤 $c$：把玉镯接触杯底，手放开细线，记下此时电子秤示数为 $m_2$．则下列判断中 $($　　 $)$

①玉镯的质量为 $m_1$

②玉镯的质量为 $m_2$

③玉镯的密度为 $\frac{m_2{\rho }_{水}}{m_1}$

④玉镯的密度为 $\frac{m_1{\rho }_{水}}{m_2}$

A．只有①③正确B．只有①④正确C．只有②③正确D．只有②④正确

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）

如图所示，轻质杠杆 $\mathit{AB}$可绕 $O$点转动，当物体 $C$浸没在水中时杠杆恰好水平静止， $A$、 $B$两端的绳子均不可伸长且处于张紧状态。已知 $C$是体积为 $1d{m}^3$、重为 $80N$的实心物体， $D$是边长为 $20\mathit{cm}$、质量为 $20\mathit{kg}$的正方体， $\mathit{OA}:\mathit{OB}=2:1$，圆柱形容器的底面积为 $400c{m}^2(g=10N/\mathit{kg})$，则下列结果不正确的是 $($　　 $)$

A．物体 $C$的密度为 $8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$

B．杠杆 $A$端受到细线的拉力为 $70N$

C．物体 $D$对地面的压强为 $1.5\times {10}^3\mathit{Pa}$

D．物体 $C$浸没在水中前后，水对容器底的压强增大了 $2\times {10}^3\mathit{Pa}$

如图所示，充满氢气的气象探测气球携带探空仪（体积不计）探空仪在高空测量，工作完毕后释放部分氢气，气球体积缩小，所受浮力随之 　   　，气球下落。气球球囊（厚度不计）、细绳及探空仪的总质量为m₀，空气密度为ρ_空，当它恰能缓慢下降时，球内氢气密度为ρ_氢，此时气球的体积为 　   　（用题中已知物理量表示）。

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 $\dots$

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” $)$

小华在探究浮力与哪些因素有关时，将一金属块悬挂在弹簧测力计下，示数为 $7.5N$．当把金属块完全浸没在水中时，测力计示数为 $6.5N$，金属块所受浮力为　　 $N$；当金属块在水中深度增加时，发现测力计示数不改变，说明浮力大小与物体浸没在水中的深度　　（选填“有关”或“无关” $)$。

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　　 $\mathit{kg}/m^3$． $({\rho }_{水}=1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg})$

质量为的轮船静止在水面上时，受到的浮力是　　，排开水的体积是　　．轮船利用柴油机的　　冲程获得机械能。当轮船以的速度匀速行驶时，柴油机的输出功率是，则轮船受到的牵引力是　　，取。

小明自制了一个简易实用的“救生圈”，用一个三通塑料管将3个大号空塑料瓶固定，如图所示。已知每个空塑料瓶的体积是 $2L$，则此“救生圈”全部浸没在水中时所受浮力为　　 $N$（忽略三通管和绳子的体积， $g$取 $10N/\mathit{kg})$，扔到水中救人时，人和“救生圈”漂浮在水面上所受的总浮力　　（选填“大于”“等于”或“小于” $)$总重力。若在该“救生圈”上固定更多的空塑料瓶，使用时可　　（选填“增大”或“减小” $)$浮力。

把边长L＝0.5m、密度ρ _A＝0.6×10 ³kg/m ³的正方体A放入底面积为S＝1m ²的盛水容器中，如图甲所示，将物块B轻放在A的上面，容器中的水面上升了0.01m，如图乙所示，则物块B的质量为 　 　kg；在这个过程中，A重力做功的大小为 　 　J．已知ρ _水＝1.0×10 ³kg/m ³，g取10N/kg。

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？

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