初中物理物体的浮沉条件及其应用试题

用密度为 $0.4\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$的泡沫制作长 $2m$、宽 $1.5m$、厚 $20\mathit{cm}$的长方体简易浮桥，浮桥在河水中的最大承重为　      　 $\mathit{kg}({\rho }_{河}=1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg})$；此浮桥空载时分别平放到海水和河水中，下表面受到的压强分别为 $p_{海}$和 $p_{河}$，则 $p_{海}$　      　 $p_{河}$（选填“ $>$”、“ $<$”或“ $=$”）。

如图所示，盛有水的圆柱形容器，侧壁上固定了一块水平挡板，挡板的体积忽略不计。挡板下方有一个体积为 $100c{m}^3$、重力为 $0.6N$的实心小球，此时水对容器底产生的压强为 $3.0\times {10}^3\mathit{Pa}$．求：

（1）容器中水的深度；

（2）挡板对小球的压力；

（3）撤去挡板，小球静止后，水对容器底压力的变化量。

茶是世界三大饮品之一，起源于中国，盛行于世界，2020年5月21日是联合国确定的首个“国际茶日”，农业农村部与联合国粮农组织开展系列宣传活动，国家主席习近平致信表示热烈祝贺。

（1）如图所示的茶壶利用了　         　原理，方便倒水饮茶。

（2）用电热壶将 $1\mathit{kg}$初温为 ${15}^{°}\text{C}$的水烧至 ${95}^{°}\text{C}$，水吸收的热量为　     　 $J$． $[$水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)]$

（3）用热水冲泡茶叶时，茶叶随水而动，说明力可以改变物体的　      　；茶叶的温度升高，内能增加，这是通过　      　的方式改变了茶叶的内能。

（4）茶香四溢说明分子　        　。

（5）悬浮在水中的茶叶受到的重力　        　（选填“大于”“小于”或“等于”）浮力。

（6）透过透明的玻璃茶壶看到茶叶“变大了”，这是光的　           　造成的。

如图所示，水平桌面上两只相同的烧杯中分别盛有甲、乙两种不同液体，两个相同的物块在液体中静止时，两烧杯液面相平，则 $($　　 $)$

A．甲液体中的物块所受浮力大

B．乙液体对烧杯底部的压强大

C．两烧杯对桌面的压强一样大

D．两物块排开液体的质量一样大

2019年12月17日，我国第一艘国产母舰“山东舰”（如图）在海南三亚某军港交付海军。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．停在静止母舰上的舰载机受力平衡

B．相对母舰，起飞的舰载机是静止的

C．舰载机起飞时，空气浮力大于重力

D．舰载机起飞后，母舰所受浮力增大

潜水艇为增强国防力量，维护祖国安定发挥了重要作用。潜水艇截面如图所示，通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重，从而使其下沉或上浮。我国某型号潜水艇的总体积为 $2\times {10}^3{m}^3$，水舱未充海水时潜水艇总重为 $1.26\times {10}^{7}N$，最大下潜深度可达 $400m$。海水密度取 $1.03\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。求：

（1）最大下潜深度处的海水压强；

（2）潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力；

（3）潜水艇悬浮在海水中时，水舱中充入海水的质量。

如图甲是一种测定油箱内油量的装置，其中 $R$是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴 $O$转动，另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时，油面下降，浮子随液面落下，带动滑杆使滑动变阻器滑片向上移动，从而改变了电路中电流表的示数。因此，电流表上一定的示数便对应着油面的一定高度，把电流表刻度盘改为相应的油量体积数，就可以直接读出油箱中的油量，其中浮子应用了　   　条件。如果把量程足够大的电压表改装成油量表，要求油量增加时，电压表的读数也增加，电压表应接在甲图中　　两端（按图中所标示字母填写）。

小军在以上设计的启发下，设计了一种测量体重的装置（如乙图所示），当没有测体重时，滑片 $P$在图中绝缘体处，绝缘体使电路　　（选填“切断”或“接通” $)$，电路中 $R_1$的作用是　　，在称量过程中，弹簧（在弹性限度内）的弹性势能随称量物体的重力增大而　　（填“增大”、“减小”或“不变” $)$。

某同学将一支自制的简易密度计放入盛有不同液体的两个烧杯中，静止后的情形如图所示，两液面相平，下列判断正确的是 $($　　 $)$

A．密度计在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小

B．甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强小

C．密度计越靠上的刻度，对应的密度值越大

D．甲液体的密度比乙液体的密度大

如图甲所示，一个底面积为 $4\times {10}^{-2}{m}^2$的薄壁圆柱形容器置于水平地面上，装有 $0.3m$深的水。现将物体 $A$放人其中，物体 $A$漂浮于水面上，如图乙所示，此时容器底部受到水的压强比图甲增大了 $400\mathit{Pa}$．当再给物体 $A$施加一个竖直向下大小为 $4N$的力 $F$以后，物体 $A$恰好浸没水中静止（水未溢出），如图丙所示。 $({\rho }_{水}=1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$求：

（1）容器中水的质量；

（2）物体 $A$放入前，容器底部受到水的压强；

（3）物体 $A$的密度。

以下四图节选自我国古代科技著作《天工开物》，其中说法正确的是 $($　　 $)$

A．图甲“没水采珠”中，水面下采珠人下潜的越深受到水的压力越小

B．图乙“竹笆沉底”中，船上装载的竹笆越多，船受到的浮力保持不变

C．图丙“河池山锡”中，水由高处流下，水的重力势能转化为动能

D．图丁“六桨客船”中，划水的船桨属于省力杠杆

如图所示，水平桌面上有两个完全相同的溢水杯甲和乙、杯中装满了水，将两个体积相同、材料不同的实心小球 $A$和 $B$分别放入溢水杯中。则下列说法错误的是 $($　　 $)$

A．小球 $A$的质量小于小球 $B$的质量

B．小球 $A$受到的浮力等于小球 $B$受到的浮力

C．甲杯对桌面的压强等于乙杯对桌面的压强

D．水对甲杯底的压强等于水对乙杯底的压强

现有一个用超薄材料制成的圆柱形容器，它的下端封闭，上端开口，底面积 $S=200c{m}^2$，高度 $h=20\mathit{cm}$，如图甲所示；另有一个实心匀质圆柱体，密度 $\rho =0.8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，底面积 $S_1=120c{m}^2$，高度与容器高相同，如图乙所示。 $({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg})$。

（1）将圆柱体竖直放在圆柱形容器内，求圆柱体对容器底部的压强是多少？

（2）向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零，求此时水对容器底部的压强和所注的水重各是多少？

水平桌面上两个完全相同的烧杯中分别盛有甲、乙两种液体，将两个完全相同的小球 $A$、 $B$分别放入两烧杯中，当两球静止时，两液面高度相同，球所处的位置如图所示两小球；所受浮力的大小关系为 $F_A$　　 $F_B$，两小球所排开液体重力的大小关系为 $G_A$　　 $G_B$，两种液体对烧杯底的压强的大小关系为 $p_{甲}$　　 $p_{乙}$（均选填“ $>$”、“ $=$”或“ $<$” $)$。

如图所示，用细线将正方体 $A$和物体 $B$相连放入水中，两物体静止后恰好悬浮，此时 $A$上表面到水面的高度差为 $0.12m$。已知 $A$的体积为 $1.0\times {10}^{-3}{m}^3$，所受重力为 $8N$； $B$的体积为 $0.5\times {10}^{-3}{m}^3$，水的密度 $\rho =1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，求：

（1） $A$上表面所受水的压强；

（2） $B$所受重力大小；

（3）细线对 $B$的拉力大小。

如图是生活中常用的小茶杯，请你在下列器材中选择合理的器材，利用浮力等相关知识设计一个测量小茶杯密度的实验。

备选器材：若干个量筒、溢水杯和烧杯，记号笔、足量水（小茶杯可以放入溢水杯、烧杯，但放不进量筒）

要求：

（1）简述实验步骤（如需将小茶杯放入水中，请明确表述小茶杯放入水中的具体操作）：用符号表示有关的物理量。

（2）利用测出的物理量写出小茶杯密度的表达式。（水的密度用 ${\rho }_{水}$表示）