初中物理阿基米德原理的应用试题

无锡某研究所引领研发的“蛟龙号”载人潜水器，在某次下潜作业时，总质量为22t，当它在海水中逐渐下潜，受到海水的压强将逐渐　　；若它不利用动力设备悬浮在海水中，则排开海水的体积为　　m³（ρ_海水＝1.1×10³kg/m³）

如图所示，物体A质量为1kg，挂在动滑轮上，弹簧测力计拉力的方向竖直向上，动滑轮的重、绳的重和大小均不计，且不考虑一切摩擦，g取10N/kg。求：

（1）物体A静止在空气中时，弹簧测力计的示数是多少？

（2）若物体A刚好浸没在水中静止时，弹簧测力计的示数为3N，则物体A受到的浮力是多少？

（3）物体A的密度是多少？

弹簧测力计下悬挂一个 $0.32\mathit{kg}$的重物，把重物完全浸没在水中时，弹簧测力计的示数如图所示， $(g$取 $10N/\mathit{kg})$。

（1）弹簧测力计的示数为　       　 $N$。

（2）重物完全浸没在水中时受到的浮力为　       　 $N$。

（3）重物的密度为　       　 $\mathit{kg}/m^3$。

我国第二艘航空母舰已于2018年5月13日开始出海试航，将来可增加我国海军实力。如图所示，辽宁号航空母舰训练过程中，舰载飞机飞离航母，与飞离前相比，母舰会　   （选填“上浮一些”、“下沉一些”或“保持不变” $)$。舰载机起飞时，机翼上表面空气流动速度　　（选填“大于”、“小于”或“等于” $)$下表面空气流动速度。

同学们在研究杠杆的平衡时，他们首先将装有某液体的圆柱形容器放在水平放置的电子台秤上（容器底面积 $S_{容}=0.02m^2)$ ，台秤的示数为 $8\mathit{kg}$ 。然后人站在水平地面上通过可绕 $O$ 点转动的杠杆 $\mathit{BC}$ 和轻绳将长方体 $A$ 逐渐缓慢放入该液体中，直到 $A$ 的上表面与液面相平，液体未溢出，此时杠杆在水平位置保持平衡，如图甲所示。已知： $A$ 的底面积为 $S_A=0.01m^2$ ，重力 $G_A=50N$ ，人的重力 $G_{人}=518N$ ，鞋与地面的总接触面积 $S_{鞋}=500c{m}^2$ ．当 $A$ 从接触液面到恰好浸没时， $A$ 的下表面受到的液体压强随浸入液体的深度的变化图象如图乙所示。 $(g=10N/\mathit{kg}$ ，杠杆、轻绳质量均不计，轻绳始终竖直）求：

（1）长方体 $A$ 未放入液体中时，容器对台秤的压强。

（2）容器中液体的密度。

（3）杠杆在水平位置平衡时，杠杆 $B$ 端轻绳对长方体 $A$ 的拉力。

（4）杠杆在水平位置平衡时，人双脚站立对地面的压强 $p=1\times {10}^4\mathit{Pa}$ ，则 $\mathit{OB}$ 与 $\mathit{OC}$ 的长度之比为多少？

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。

如图所示， $A$、 $B$为两实心圆柱体， $A$圆柱体的密度为 ${\rho }_1$，且 ${\rho }_1:{\rho }_{水}=2:1$；甲图中 $A$对地压强为 $p_A$， $B$对地压强为 $p_B$，且 $p_A:p_B=3:5$；乙图中 $A$对地压强为 $p_1$， $B$对地压强为 $p_2$，且 $p_1:p_2=2:3$；则 $G_A:G_B=$　 $10:9$　。现将两圆柱体分别挂在两弹簧测力计上，缓慢地浸入水中如图丙所示，则当两弹簧测力计示数相等时， $A$、 $B$两圆柱体浸入水中的深度 $H=$　　 $h$。

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