初中物理阿基米德原理的应用试题

我国10万吨级的"新光华"号半潜船拥有两个标准足球场大的甲板，为亚洲最大。2019年1月，"新光华"号半潜船从巴西运载2.5万吨的超大型钻井平台回到广州。半潜船装载钻井平台的工作过程示意图如图所示，半潜船先通过调整水舱里的压载水量，平稳地将船身和甲板潜入约30米深的水下，只露出船楼建筑；然后将漂浮的钻井平台拖拽到甲板正上方水面，半潜船开始排出水舱里的压载水，上浮到甲板与钻井平台底部接触时，将钻井平台绑扎固定在甲板上，继续排出水舱里的压载水，半潜船船身连同钻井平台一起上浮，浮出水面，最后静止。半潜船在上浮过程中 $($ 　　 $)$

A．	当排出的压载水重大于钻井平台重时才开始上浮
B．	当排出的压载水重等于钻井平台重时才开始上浮
C．	排出的压载水总重大于钻井平台重
D．	排出的压载水总重等于钻井平台重

庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行，图中093改进型攻击核潜艇于2019年4月27日公开亮相，进行了战略巡航。该潜艇最大核动力功率为 $2.8\times {10}^4\mathit{kW}$，完全下潜到海面下后的排水量为 $6.8\times {10}^{3}t$（取海水密度 $\rho =1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$、 $g=10N/\mathit{kg})$。问：

（1）该潜艇悬浮时，其上一面积为 $0.05m^2$的整流罩距海面深度为 $200m$，此时整流罩受到海水的压力为多少？

（2）若最大核动力功率转化为水平推力功率的效率为 $80\%$，该潜艇在海面下以最大核动力功率水平巡航时，受到的水平推力为 $1.6\times {10}^{6}N$，此时潜艇的巡航速度为多少？

（3）该潜艇浮出海面处于漂浮时，露出海面的体积为 $1.5\times {10}^3{m}^3$，此时潜艇的总重量是多少？

三个相同的轻质弹簧，一端固定在容器底部，另一端分别与甲、乙、丙三个体积相同的

实心球相连。向容器内倒入水，待水和球都稳定后，观察到如图所示的情况，此时乙球

下方弹簧长度等于原长。下列判断正确的是 $($ 　　 $)$

A．	乙球的重力与它受到的浮力相等
B．	甲球的重力大于它受到的浮力
C．	甲、乙、丙三个球的密度大小关系为 ${\rho }_{甲}<{\rho }_{乙}<{\rho }_{丙}$
D．	甲、乙、丙三个球受到的浮力大小关系为 $F_{甲}>F_{乙}>F_{丙}$

如图所示，在木块 $A$上放有一铁块 $B$，木块刚好全部浸入水中，已知：木块的体积为 $100c{m}^3$，木块的密度为 ${\rho }_{木}=0.6\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，水的密度 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，容器底面积为 $100c{m}^2$． $(g=10N/\mathit{kg})$求：

（1） $C$点受到的水压强和容器底部受到水的压力；

（2）铁块的质量。

一块挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中（水足够深），在圆柱体接触容器底之前，能正确反映弹簧测力计示数 $F$ 和圆柱体下降的高度 $h$ 关系的图象是 $($ 　　 $)$

A．		B．
C．		D．

如图甲，一个质量为 $270g$的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上，铝块的下表面刚好接触某未知液体的液面。将铝块缓慢浸入液体，弹簧测力计的示数随浸入深度的变化如图乙。则铝块浸没时所受的浮力为　　 $N$，液体的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3\left(g=10N/\mathit{kg},{\rho }_{铝}=2.7\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$。

如图所示，不计绳重及绳与滑轮的摩擦，铁块重 $79N$，被匀速提升 $2m$，拉力 $F$做功 $200J({\rho }_{铁}=7.9\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg})$，求：

（1）此时滑轮组的机械效率？

（2）若该铁块 $G$浸没在水中时，铁块所受到的浮力是多少？

（3）将铁块浸没在足够深的水中时，用此滑轮组把铁块从水中匀速向上提升，当绳自由端的拉力做功为 $135J$时，铁块被提升了多少米（不计水的阻力）？

如图所示，图甲是使用滑轮组从水中打捞一正方体物体的简化示意图，在打捞过程中物体始终以 $0.1m/s$的速度匀速竖直上升，物体未露出水面前滑轮组的机械效率为 $75\%$，图乙是打捞过程中拉力 $F$随时间 $t$变化的图像。（不计绳重，忽略摩擦和水的阻力， $g$取 $10N/\mathit{kg})$求：

（1）物体的边长；

（2）物体浸没在水中时受到的浮力；

（3）物体的重力。

如图所示，甲、乙两个完全相同的容器中盛有两种不同的液体，把两个完全相同的立方体 $A$、 $B$分别放入这两种液体中，均处于漂浮状态，静止时两个容器中的液面相平， $A$、 $B$在两种液体中所受浮力分别为 $F_A$、 $F_B$，液体对烧杯底的压强分别为 $p_{甲}$、 $p_{乙}$，则 $($　　 $)$

A． $F_A<F_B$   $p_{甲}=p_{乙}$B． $F_A=F_B$   $p_{甲}=p_{乙}$

C． $F_A=F_B$   $p_{甲}<p_{乙}$D． $F_A=F_B$   $p_{甲}>p_{乙}$

在弹簧测力计下挂一个圆柱体 $M$，让 $M$从盛有水的容器上方逐渐竖直浸入水中，弹簧测力计的示数随圆柱体下表面在水中深度的变化关系如图，则圆柱体 $M$的底面积为　　 $c{m}^2({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，取 $g=10N/\mathit{kg})$

如图，有一圆柱形容器，放在水平桌面上。现将一体积为 $2\times {10}^{-4}{m}^3$，质量为 $0.54\mathit{kg}$的矩形金属块放在容器底部，再向容器中加入水至 $14\mathit{cm}$深时，水对容器底的压强是　　 $\mathit{Pa}$，金属块对容器底部的压力是　　 $N$（金属块与容器底部不是紧密接触， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，取 $g=10N/\mathit{kg})$。

如图所示，工人准备用一根最多能承受 $400N$力的绳子（若超过绳子将断裂）绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同、体积不同的实心物体 $A$和 $B$．完全露出水面的物体 $A$被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力。已知动滑轮的质量为 $20\mathit{kg}$（绳的质量、绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计，连接动滑轮与物体间的钢绳

不会断裂， $g=10N/\mathit{kg})$。求：

（1）物体 $A$完全露出水面后以 $0.5m/s$的速度匀速上升时，物体 $A$的重力和工人拉力的功率分别是多少。

（2）在物体 $A$浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为 $75\%$，物体 $A$的密度是多少。

（3）若用该滑轮组打捞体积为 $50d{m}^3$的物体 $B$时，物体 $B$最多露出多少体积时绳子将断裂。

将密度为 $0.9\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$、体积为 $V$的冰块放入盛有适量水的圆柱形容器中（无水溢出），冰块静止时露出水面的体积 $V_{露}=$　　 $V$，当冰块完全熔化后（总质量不变）容器中的水面将　　（选填“升高”、“降低”或“不变” $)$。

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，工人准备用一根最多能承受 $400N$力的绳子（若超过绳子将断裂）绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同、体积不同的实心物体 $A$和 $B$．完全露出水面的物体 $A$被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力。已知动滑轮的质量为 $20\mathit{kg}$（绳的质量、绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计，连接动滑轮与物体间的钢绳

不会断裂， $g=10N/\mathit{kg})$。求：

（1）物体 $A$完全露出水面后以 $0.5m/s$的速度匀速上升时，物体 $A$的重力和工人拉力的功率分别是多少。

（2）在物体 $A$浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为 $75\%$，物体 $A$的密度是多少。

（3）若用该滑轮组打捞体积为 $50d{m}^3$的物体 $B$时，物体 $B$最多露出多少体积时绳子将断裂。