初中物理阿基米德原理的应用试题

将一实心铁球从水面上由静止释放，如图所示。铁球从入水到完全没入的过程中它所受的浮力逐渐变　　（选填“大”或“小”），铁球下沉的原因是它受到的浮力　　重力（选填“大于”或“小于”）。

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

小英同学得到一边长为10cm，密度为0.7g/cm³的正方体木块，她将木块用细线系于圆柱形容器的水中，如图所示，请你帮她分析以下几个问题：（圆柱形容器静止在水平桌面上）

（1）木块所受的浮力大小？

（2）细线的拉力大小？

（3）剪断细线，当木块静止时，容器底部受到液体的压力与细线未断时变化了多少？

小陈同学在老师的指导下完成了以下实验：

①用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力，如图甲所示；

②用手拿着这个盖紧瓶盖的空玻璃瓶浸没在水中，放手后发现玻璃瓶上浮；

③将一个铁块装入玻璃瓶并盖紧盖子，放入水中放手后发现玻璃瓶下沉；

④取出玻璃瓶并擦干瓶上的水，挂在弹簧测力计上，保持玻璃瓶竖直，然后从图乙所示位置慢慢浸入水中，并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数 $F$与玻璃瓶下表面浸入水中深度 $h$的关系图象如图丙所示。

（1）装有铁块的玻璃瓶全部浸没在水中时受到的浮力是　　 $N$。

（2） $\mathit{BC}$段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度　　（选填“有关”、“无关）。

（3）在第②操作步骤中空玻璃瓶浸没在水中时受到的浮力为　　 $N$。

（4）小陈认真分析以上实验数据和现象后发现，物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关，其中上浮的条件是　　。

（5）若圆柱形容器的底面积为 $100c{m}^2$，在乙图中，当玻璃瓶浸没后，水又对容器底的压强增加了　　 $\mathit{Pa}$。

（6）细心的小陈同学发现玻璃瓶上还标有 $100\mathit{mL}$的字样，于是在装有铁块的玻璃瓶内装满水并盖上瓶盖，再用弹簧测力计测出总重力，如图丁所示，此时弹簧测力计示数为 $3.1N$，根据以上数据他算出了铁块的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$。

把体积为500cm³、重为4N的小球A放入盛水的容器中，球A静止时水深40cm。

求：（1）容器底受到水的压强p是多少？

（2）小球A的密度ρ_A是多少？

（3）小球A受到的浮力F_浮是多少？

（4）若取出A球，把另一个体积为600cm³、重为4.8N的木球B用细线系于容器底（如图所示），则细线受到的拉力F是多少？

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。

一个苹果的质量为 $160g$，密度约为 $0.8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，苹果的体积 　 $m^3$，用手将苹果浸没在水中时，苹果受到的浮力是　　 $N$．（水的密度 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$

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