初中物理阿基米德原理的应用试题

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

一小桶轻放到水中时漂浮，下列说法正确的是（　　）

A．小桶材料的密度一定比水的小

B．小桶材料的密度和水的一样大

C．小桶材料的密度无论多大，装满水后一定会在水中下沉

D．仅在小桶材料的密度大于水的密度时，桶装满水才会下沉

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）

2017年5月，我国第一首自主研发的航母在全世界的瞩目下成功下水，标志着我国的国防军事实力上了一个新的台阶。飞机从航母上滑行起飞时，以航母为参照物，飞机是　 　的；同月，我国“蛟龙号”潜水器下潜深度约为6700m，在此深度，潜水器受到海水的压强为　 　Pa，在返程过程中（未露出水面前）它所受的浮力　 　（填“增大”“减小”或“不变”）．（取海水的密度为1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）

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。

小明用手将小球浸没在水中，小球排开水的质量是0.1kg，此时小球受到的浮力是　　N（g＝9.8N/kg）．若小球的质量为0.3kg，松手后小球会　　（选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）。

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