8.3　浮力的利用- 2023-2024学年物理鲁科版（五四学制）八年级下册

第三节　浮力的利用 轮船 1.某油轮的排水量为5×106 kg,其自身质量为6×105 kg,最多可装载原油　 　kg,当它满载时所受的浮力为　 N。  2.把橡皮泥投入水中会下沉,把它捏成盆的形状就能浮在水面,并能装载一些小“货物”,这是采用了　 　的方法增大了可以利用的　 。  4.4×106 4.9×107 空心 浮力　 潜水艇 3.(2023碑林区模拟)如图所示,小李利用体积为170 cm3的潜水艇模型(忽略进气排气管的体积),探究潜水艇在水中如何实现上浮或下沉。下列说法正确的是(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)( ) A.模型浸没在水中时受到的浮力为170 N B.模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力变大 C.若要让悬浮的模型上浮应从模型向外排水 D.潜水艇能上浮或下沉是通过改变浮力实现的 C 4.如图所示,潜水艇在水下从甲位置下潜到乙位置的过程中,潜水艇自身的重力　 　,受到的浮力　 　,潜水艇底部受到水的压强　 　。(均选填“增大”“减小”或“不变”)  增大 不变 增大 气球和飞艇 5.如图所示,为避免压坏反射面板,在维修“中国天眼”时,用一个直径固定的氦气球将维修工人吊起,利用氦气球浮力抵消维修工人自身的大部分体重,减少对反射面板的压力,甚至形成“零重力”,下列对维修过程的描述正确的是( ) A.“零重力”是指维修工人所受重力消失 B.“零重力”时浮力与总重力大小相等 C.“零重力”时反射面板对维修工人仍有支持力 D.氦气球在空气中所受浮力不可以用阿基米德原理来进行计算 B 6.气球或飞艇能升上高空,是由于受到　 　浮力的作用,上升过程中,气球所受浮力会逐渐减小(气球的体积不随高度的升高而变化),这是因为越往高空,空气密度越　 　。当气球或飞艇需要降落时,应该放出一部分气体,减小气球的体积,从而使气球受到的浮力　 　(选填“增大”“减小”或“不变”),达到下降的目的。  空气 小 减小 综合 7.如图所示是关于浮力知识的应用实例,下列说法错误的是( ) A 甲 乙 丙 丁 A.图甲,浸没在水中的潜水艇下潜过程中所受浮力逐渐变大 B.图乙,巨轮能浮在水面上是用空心的办法增大了排开液体的体积 C.图丙,飞艇用不会爆炸的氦气代替氢气做成的飞艇造价低廉、安全 D.图丁,气球是利用填充气体的密度小于空气密度的方法来实现上浮 8.潜水艇是通过改变　 　来实现在海中上浮和下潜的。一艘潜水艇从水面下 110 m 深处上浮到10 m深处的过程中,浮力　 　,受到的压强　 　;如果同一艘船从大海驶入长江时,受到的浮力　 　,而浸入水中部分的体积将　 　(后四空均选填“变大”“不变”或“变小”)。  自身重力 不变 变小 不变 变大 C 9.(2023陕西改编)如图所示,是我国055型万吨级驱逐舰“延安”号。该舰满载时,排水量约12 000 t,吃水深度6.6 m。下列说法正确的是 ( ) A.排水量指的是舰船满载时排开水的重力 B.“延安”号漂浮在海面上,所受重力小于浮力 C.“延安”号漂浮在海面上,所受浮力方向竖直向上 D.“延安”号从长江驶入东海后,舰体会下沉一些 10.(原创题)2023年1月22日,“探索一号”科考船搭载“奋斗者”号全海深载人潜水器,在位于东南印度洋蒂阿蔓蒂那海沟最深点完成深潜作业后,成功回收。这是人类历史上首次抵达该海沟的最深点,由此拉开了对该海沟系统科学考察的序幕,对全球深渊科学的发展具有十分重要的意义。设海水密度不变,下列分析正确的是( ) A.释放潜水器前后,科考船一直漂浮在海面上,所受浮力大小不变 B.潜水器在下潜过程中受到的浮力等于自身重力 C.潜水器在下潜过程中受到的浮力减小 D.释放潜水器后,科考船会浮起一些 D 11.关于浮力的应用,下列说法错误的是( ) A.轮船采用“空心”的办法,能够排开更多的水,增大了浮力,从而能够漂在水面上 B.轮船的“排水量”表示的是按设计的要求装满货物时排开水受到的重力 C.潜水艇工作时是通过改变自身重力的方式来实现浮沉的 D.气球和飞艇里面充入比空气密度小的气体才可能自动升上高空 B 12.2022年5月21日凌晨,我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇(如图所示)从海拔4 300 m的珠峰科考营地顺利升至9 050 m高空,创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录,内部充有氦气的浮空艇体积达 9 060 m3。若科考营地空气密度为1.2 kg/m3,g取10 N/kg,下列判断正确的是( ) A.待放飞的浮空艇受到的浮力为108 720 N B.浮空艇内氦气的密度一定大于1.2 kg/m3 C.浮空艇的升空利用了流体压强的特点 D.正在升空的浮空艇所受大气压强不变 A 13.已知某航母满载时的排水量(排水量指航母排开水的质量)约为 6.5万吨,它满载时受到的浮力约为　 　N;当航母从海水密度较小的港口驶达密度较大的远海时,若不计航母质量的变化,其浮力　 　(选填“变大”“不变”或“变小”)。(g取10 N/kg)  6.5×108 不变 14.如图所示,小华制作了一个简易的密度计:她选择一根长16 cm的饮料吸管,将一些铜丝从下端塞入并用石蜡封口。密度计在液体中漂浮时,受到的浮力　 　(选填“大于”“小于”或“等于”)密度计的重力;将密度计放入水中,露出水面的长度是8.8 cm,将密度计放入某液体中,露出液面的长度是8 cm,则此液体的密度为　 　kg/m3;将密度计从液体中取出后,烧杯底部受到液体的压强将　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。(ρ水=1.0×103 kg/m3)  等于 0.9×103 变小 15.如图所示,一艘轮船正在长江重庆段航行,船体和货物总重为 8 600 t,江水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求: (1)轮船所受的浮力。 答案:(1)8.6×107 N (2)船体浸在水面下的体积。 (3)请运用有关公式推导说明:这艘轮船从长江驶入大海时,船体是上浮还是下沉一些。 答案:(2)8.6×103 m3　(3)轮船从长江驶入大海始终是漂浮的,F浮= G船=ρ液gV排, 则有ρ江水gV排=ρ海水gV排′, 因为ρ江水<ρ海水, 所以V排>V排′,则船体会上浮一些。 16.饺子刚下锅时为什么会沉入水底?快煮熟时为什么又会浮到水面 上来? (1)比较受力法 饺子刚下锅时,由于受到的浮力　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)重力,所以会沉入水底;快煮熟时由于饺子内的少量气体受热膨 胀,体积变大,根据公式　 　,饺子受到的　 　(选填“重力”或“浮力”)　 　(选填“变大”“变小”或“不变”),当　 时,饺子会浮到水面上来。  小于 F浮=ρ液gV排 浮力 变大 浮力大于重力　 (2)比较密度法 饺子刚下锅时,由于饺子的密度　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度,所以会沉入水底;快煮熟时由于饺子内的少量气体受热膨胀,体积变大,根据公式　 　,饺子的　 　不变,饺子的密度　 　(选填“变大”“变小”或“不变”),当　 _ 　时,饺子会浮到水面上来。  大于 质量 变小 饺子的密度 小于水的密度 17.半潜船通过压水舱的吸水和排水,实现其上浮和半潜(甲板潜入水 中)。现有一艘半潜船,前去执行运输一艘受损船舶的任务。(ρ海水= 1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg) (1)如图甲所示,当该半潜船不装货物时排开水的体积为4×104 m3,求该半潜船的质量。 解析:(1)当该半潜船不装货物时排开水的体积V排=4×104 m3,根据阿基米德原理可得,它的质量等于此时排开水的质量 m半潜船=m排=ρ海水V排=1.0×103 kg/m3×4×104 m3=4×107 kg。 答案:(1)4×107 kg (2)如图乙所示,当压水舱吸水时实现半潜。如图丙所示,将质量为4.7×104 t的受损船舶移动到半潜船甲板上方后,半潜船通过排水上 浮,当半潜船浸入海水中的体积为9×104 m3时,甲板完全露出水面,求此时半潜船中剩余水的体积。 答案:(2)3 000 m3 ρ=　 解析:(2)由阿基米德原理可得,漂浮的物体排开水的质量等于它的质量,半潜船上浮后排开水的质量m排′=ρ海水V排′=1.0×103 kg/m3×9× 104 m3=9×107 kg, m剩水=m排′-m受损船-m半潜船=9×107 kg-4.7×107 kg-4×107 kg=3×106 kg,剩余水的体积为V===3 000 m3。 $$