第十章第三节物体的浮沉条件及应用 ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期
2025-04-29
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第3节 物体的浮沉条件及应用 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | 青岛市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.01 MB |
| 发布时间 | 2025-04-29 |
| 更新时间 | 2025-05-07 |
| 作者 | 杜大大力 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-04-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51895646.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
八年级下册第十章第三节物体的浮沉条件及应用--能力提升训练卷
一.选择题(共12小题)
1.我国”远望号”卫星测控船从江阴出发执行任务,由长江进入海洋。下列有关测控船所受浮力的说法正确的是( )
A.由于船始终浮在水面上,所以它受到的浮力不变
B.由于海水的密度大,所以船在海洋里受到的浮力大
C.由于船排开海水的体积小,所以它在海洋里受到的浮力小
D.由于船排开海水的体积大,所以它在海洋里受到的浮力大
2.鱼类体内有鱼鳔,鱼通过改变鱼鳔的体积,可以轻易的改变自身的沉浮。鱼能控制自身的沉浮,主要是通过改变( )
A.所受的浮力 B.所受的重力
C.液体的密度 D.身体的温度
3.在习近平总书记“改革强军,科技兴军”伟大思想指引下,我国军队的武器装备建设取得了巨大进步,下列说法正确的是( )
A.甲图:歼20战机能超音速飞行,飞行速度最大能达到1000km/h
B.乙图:福建舰的排水量是8万吨,满载时所受海水的浮力为8×108N
C.丙图:国产99式主战坦克安装宽大的履带是为了增大坦克对地面的压强
D.丁图:国产039C型潜水艇悬浮于水中,当潜水舰水舱充水时,滑水艇会逐渐浮出水面
4.将重为4N,体积为6×10﹣4m3的物体投入一个装有适量水的烧杯中,溢出200g水。当物体静止时,下列说法正确的是( )
A.物体漂浮,F浮=2N
B.物体悬浮,F浮=4N
C.物体沉在水底,F浮=2N
D.物体漂浮,F浮=4N
5.如图所示,某些鱼的浮沉靠鳔的胀缩实现。下列说法正确的是( )
A.当鱼鳔膨胀时,鱼排开水的重力变小,鱼会下沉
B.当鱼鳔膨胀时,鱼排开水的重力变大,鱼会上浮
C.当鱼鳔收缩时,鱼受到的重力不变,鱼的浮力不变
D.当鱼鳔收缩时,鱼受到的重力变小,鱼的浮力变大
6.2022年1月,海啸导致南太平洋岛国汤加淡水紧缺,为实施人道主义救援,中国海军五指山舰日夜兼程抵达汤加之后,停泊于码头旁并通过管道向陆地输送550t淡水,如图所示,输水过程中,五指山舰( )
A.舰体略上浮,受到浮力不变
B.舰体略上浮,受到浮力变小
C.舰体略下沉,受到浮力不变
D.舰体略下沉,受到浮力变大
7.水平桌面上放有完全相同的甲、乙两烧杯,烧杯内分别盛有M、N两种液体,将质量相等、体积不等的正方体物块A、B分别放入两烧杯中,静止时液面刚好相平,如图所示。下列判断正确的是( )
A.物体排开液体的质量:mA排<mB排
B.M、N两种液体的密度:ρM<ρN
C.物块底面受到液体的压力:FA=FB
D.桌面受到烧杯的压力:F甲>F乙
8.甲、乙两物体的密度相同,甲的体积是乙的2倍。将它们叠放在水槽里的水中,水面恰好与甲的上表面相平,如图所示。现将乙物体取下,当甲物体静止时,甲物体将( )
A.沉在水槽的底部
B.悬浮在原位置
C.漂浮,水下部分高度与甲的高度之比为1:2
D.漂浮,露出水面部分的体积与甲的体积之比为1:3
9.如图甲所示,实心正方体物块放入柱形容器底部。逐渐向容器内倒入液体A(液体始终未溢出),物块受到的浮力F浮与容器内液体深度h的图像如图乙实线所示。更换另一种液体B重复上述过程,F浮与h的图像如图乙虚线所示。下列说法中正确的是( )
A.物块受到的重力等于8N
B.液体B的密度为0.9×103kg/m3
C.h=10cm时,物块在液体A中处于沉底状态
D.倒入液体B的深度为10cm时,物体对容器底部的压强为100Pa
10.粗细均匀、密度为ρ蜡的蜡烛底部粘有一块质量为m的铁块,蜡烛竖直漂浮在密度为ρ水的水中,蜡烛露出水面的高度为H,如图。点燃蜡烛,直至蜡烛与水面相平、烛焰熄灭(假定蜡烛油不流下来),设燃烧掉的蜡烛长为L,则的关系是( )
A. B.
C. D.
11.在木棒的一端缠绕一些铜丝制成简易密度计,将其分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,烧杯中液面相平,观察到的现象如图所示,则下列不正确的是( )
A.甲、乙两图中,密度计排开液体的质量相等
B.甲、乙两图中,密度计底部受到的竖直向上的压力一定相同
C.甲图中,密度计底部受到的液体压强比乙图中大
D.甲图中,液体对容器底部的压力小于乙图中的液体对容器底部的压力
12.用细线将两个半径相同的实心小球A和B连接在一起,放入水中,静止后的状态如图所示,线已绷紧。下列判断正确的是( )
A.F浮A=GA B.F浮A=F浮B C.GA>GB D.ρA>ρ水
二.填空题(共8小题)
13.小球的重力为5N,体积为7×10﹣4m3,将其浸没在水中时,它受到的浮力为 N;松手后,小球将 (上浮/下沉/悬浮),最后静止时所受到的浮力为 N。
14.如图所示,用轻质薄壁的塑料瓶、透明胶带、铁质螺母和塑料软管制作潜水艇模型。潜水艇在水中受到浮力的方向是 。潜水艇实现浮与沉,因此需要选择质量合适的螺母作为配重。如果塑料瓶的容积为V,水的密度为ρ水,铁的密度为ρ铁,要让瓶内有一半水时,潜水艇恰能在水中悬浮,则所选螺母质量的表达式为m= 。
15.如图一枚鸡蛋漂浮在装有淡盐水的玻璃杯中,鸡蛋受到的浮力 重力,若再往玻璃杯中加一些盐,鸡蛋受到的浮力将 。
16.一个重30N、体积为0.002m3的物体用绳子悬挂着,如图所示。现将物体浸没在烧杯的水中,物体受到的浮力是 N(g取10N/kg)。物体浸入水后,水对杯底的压强 (填“增大”、“不变”或“减小”)。释放绳子后,物体将 。
17.如图所示,将两个质量相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙杯中橡皮泥所受的浮力, 杯中水面升高得多。
18.如图(a)所示,水平桌面上放有轻质薄壁圆柱形容器A(容器足够高)和实心圆柱体B,容器A底面积为SA装有深度为h的水,实心圆柱体B的质量为m、高为2h、底面积为SB,将圆柱体B竖直放入容器A中,B恰好浸没在水中,如图(b)所示。则容器A中水的质量可以表示为 。(选填编号)
①ρ水SAh
②2ρ水SBh
③2ρ水SAh
④ρ水(SA﹣SB)h
⑤2ρ水(SA﹣SB)h
19.边长为10cm的正立方体木块,漂浮在水面上时,有五分之二的体积露出水面,如图甲所示。将木块截去一部分后,再用少许粘合剂(其质量和体积忽略不计)固定上与截去部分体积相同的合金材料后,投入某种液体中仍漂浮,如图乙所示,此时液体对它竖直向上的压强为1×103 Pa,ρ合金=2.6×103 kg/m3,则合金材料的质量是 kg.(g=10N/kg)
20.在制作简易密度计的综合实践活动中,实验小组将吸管的一端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的两端封闭,放入水中后,如图甲所示,想让该吸管竖直漂浮在水中,接下来合理的措施是 。如图乙所示是设计好的密度计,其量程(A至B)是1g/cm3~1.6g/cm3。把该密度计放入某种液体中,液面位置恰好在AB的中点C处,则所测液体的密度 1.3g/cm3。实验结束后小华决定再增加一些配重,则该密度计C处对应的刻度值将 。若小华在水中实验时将配重增加到了最大,则用该密度 (能/不能)测量酒精的密度(ρ酒精=0.8g/cm3)。
三.作图题(共1小题)
21.在图中,重为0.5牛的鸡蛋静止在盐水中,请画出该鸡蛋所受力的示意图。
四.实验探究题(共3小题)
22.小明和小华利用如图所示的实验器材探究物体的浮沉条件,他们探究活动的过程如下:
(1)探究蜡块的上浮条件。
①测量蜡块的重力。
小明设计的方案:用弹簧测力计测出蜡块的重力。
小华设计的方案:用天平测出蜡块的质量,求出重力。
你支持 (选填“小明”或“小华”)的方案,理由是 。
②测量蜡块受到的浮力。
小明在量筒中放入适量的水,把蜡块放入水中浮在水面时,测出蜡块排开水的体积,用阿基米德原理求出浮力。你认为上述操作中存在的问题是 。
③通过比较蜡块的重力和受到的浮力可知物体上浮的条件。
(2)探究石块下沉的条件。
①测量石块的重力。
用弹簧测力计测出石块的重力。
②测量石块受到的浮力。
小明利用量筒测出石块浸没水中排开水的体积,用阿基米德原理求出浮力。小华依据另一种原理,采用不同的方法也测出了石块受到的浮力,其方法是 。
③通过比较石块的重力和受到的浮力,可知物体下沉的条件。
23.小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。
实验次数
1
2
3
4
5
液体密度ρ(g/cm3)
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
浸入的深度h/(cm)
5.6
5
4.5
4.2
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝作为配重为了降低吸管的 ,从而让它能够竖直的漂浮在液面上。小明制作密度计的原理是利用了物体漂浮在液面时,浮力 重力(大于/小于/等于)。
(2)将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图(b)所示,浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液 ρ水(选填“大于”、“小于”或“等于”),h与ρ水、ρ液,及H的关系式是h= 。
(3)小明根据图(a)在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同),再利用上述关系式进行计算,请先补充表中空白处的信息(结果保留一位小数),并根据表格信息标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出)。结果发现,1.1刻线是在1.0刻线的 (上/下)方,相邻刻线的间距 (选填“均匀”或“不均匀”)。
(4)制作完毕后,小明发现1.1和1.2两刻度线的距离较小,请提出一个方法使两条刻度线之间的距离大一些,使测量结果更精确。方法: 。
(5)为检验刻度误差,小明取来食油,先用天平和量筒测量其密度,然后再用这个密度计测量。但操作时却出现如图(c)所示的情形,这让他很扫兴。难道实验就此终止了吗,根据经验或思考,在不更换食油的情况下,你认为可以进行怎样的尝试: 。
24.某项目化学习小组同学开展了自制潜水艇项目,过程如下:
【产品设计】
图甲为某小组自制的潜水艇,由生活舱和水舱构成,生活舱体积大于水舱体积。其材质为硬质塑料瓶,塑料瓶厚度不计,两个舱之间密封不连通,水舱与200毫升的注射器通过塑料软管相连,移动注射器活塞可实现潜水器的浮沉。
【产品调试】
任务一:如图乙所示,潜水艇完成从水面A位置下潜到B位置并稳定停留:
任务二:能从水底上浮到B位置并稳定停留:
任务三:完成从水底打捞一个重物(重0.3牛,体积为10厘米3)到B位置并稳定停留。
(1)小科关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中,若没有观察到气泡,则整个装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)完成任务二的上浮过程中(进出水口已打开)对注射器活塞的操作是 。
(3)已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度120毫升。完成任务三时(用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞),注射器活塞需要稳定在 毫升。
五.计算题(共2小题)
25.2000年8月12日,俄罗斯“库尔斯克”号多功能核潜艇在巴伦支海域遇难,艇上118名官兵全部遇难。该艇质量m=1.4×104t,是世界上最大的核潜艇之一,“库尔斯克”号的一种打捞方案是在潜艇周围缠满充气的负载量最大的浮力袋,若每只袋充足气后的体积为10m3,浮力袋的重力及打捞时充入袋内气体的重力均可忽略不计。设该潜艇全由钢铁制成,沉没时艇内全部进水,则打捞它需在艇的周围缠上多少只这样的浮力袋?(ρ铁=7.8×103kg/m3,ρ海水=1.03×103kg/m3)
26.阅读短文,解答问题。
中国第一艘航空母舰“辽宁号”的正式服役,标志着中国的军事装备进入了新的高度,航母上配备大量先进装备,其中舰载机时航母战斗力的核心,舰载机可以在航母上起飞、着落,执行各种军事任务。
舰载机在航母上着落时,必须适时放下舰钩,钩住甲板上的阻拦索,达到强行减速的目的。
(1)航母在海面上漂浮时,受到的浮力 航母的总重力。
(2)飞机降落时,舰钩钩住甲板上的阻拦索,使飞机强行减速,说明了 。
(3)某次训练中,某型号舰载机起飞后,舰底所受海水的压强将 (选填“变大”、“变小”或“不变”),若航母排开水的体积减小了20m3,则该型号舰载机的质量为 t.(ρ海水=1.1×103kg/m3,g取10N/kg,下同)
(4)已知航母在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比,当航母以最高航速54km/h匀速航行时,它受到的阻力是9×106N,则当航母以10m/s的速度匀速航行时,发动机提供的牵引力为 N。
(5)歼﹣15舰载机在海面附近沿水平方向低空飞行时,机翼上、下表面的压强差P和空气流速v的关系可表示为p=0.5ρv2,式中ρ表示空气密度,该型号飞机总质量25吨,起飞时升力由机翼获得,机翼的总面积为60m2,ρ=1.2kg/m3,假设某次该舰载机无风时在水平飞行甲板上起飞,则起飞的速度至少应为 m/s。(结果保留整数)
八年级下册第十章第三节物体的浮沉条件及应用--能力提升训练卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
A
A
B
D
B
B
D
D
D
C
C
题号
12
答案
B
一.选择题(共12小题)
1.我国”远望号”卫星测控船从江阴出发执行任务,由长江进入海洋。下列有关测控船所受浮力的说法正确的是( )
A.由于船始终浮在水面上,所以它受到的浮力不变
B.由于海水的密度大,所以船在海洋里受到的浮力大
C.由于船排开海水的体积小,所以它在海洋里受到的浮力小
D.由于船排开海水的体积大,所以它在海洋里受到的浮力大
【解答】解:船由长江进入海洋,一直处于漂浮状态,所以船所受浮力始终等于船的重力,而船自身重力不变,所以船所受浮力也没发生变化。
故选:A。
2.鱼类体内有鱼鳔,鱼通过改变鱼鳔的体积,可以轻易的改变自身的沉浮。鱼能控制自身的沉浮,主要是通过改变( )
A.所受的浮力 B.所受的重力
C.液体的密度 D.身体的温度
【解答】解:鱼体内的鱼鳔里面是空气,改变体积时不会改变自身质量,但是可以改变自身的体积,改变排水量,从而达到改变浮力的目的,控制自身的沉浮。
故选:A。
3.在习近平总书记“改革强军,科技兴军”伟大思想指引下,我国军队的武器装备建设取得了巨大进步,下列说法正确的是( )
A.甲图:歼20战机能超音速飞行,飞行速度最大能达到1000km/h
B.乙图:福建舰的排水量是8万吨,满载时所受海水的浮力为8×108N
C.丙图:国产99式主战坦克安装宽大的履带是为了增大坦克对地面的压强
D.丁图:国产039C型潜水艇悬浮于水中,当潜水舰水舱充水时,滑水艇会逐渐浮出水面
【解答】解:
A、歼20战机能超音速飞行,飞行速度最大能达到800m/s=2880km/h,故A错误;
B、福建舰的排水量是8万吨,满载时受到的浮力:F浮=G排=m排g=80000×103kg×10N/kg=8×108N;故B正确;
C、坦克的履带非常宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C错误;
D、国产039C型潜水艇悬浮于水中,由于水舱充水潜水艇的重力变大,重力大于浮力,所以潜水艇将下沉,故D错误。
故选:B。
4.将重为4N,体积为6×10﹣4m3的物体投入一个装有适量水的烧杯中,溢出200g水。当物体静止时,下列说法正确的是( )
A.物体漂浮,F浮=2N
B.物体悬浮,F浮=4N
C.物体沉在水底,F浮=2N
D.物体漂浮,F浮=4N
【解答】解:由G=mg=ρVg得:
物体的密度:ρ0.7×103kg/m3,
则ρ<ρ水,所以物体在水中将漂浮;
物体在水中受到的浮力:
F浮=G=4N。
故选:D。
5.如图所示,某些鱼的浮沉靠鳔的胀缩实现。下列说法正确的是( )
A.当鱼鳔膨胀时,鱼排开水的重力变小,鱼会下沉
B.当鱼鳔膨胀时,鱼排开水的重力变大,鱼会上浮
C.当鱼鳔收缩时,鱼受到的重力不变,鱼的浮力不变
D.当鱼鳔收缩时,鱼受到的重力变小,鱼的浮力变大
【解答】解:AB、当鳔膨胀时,鱼排开水的体积增大,根据G排=ρ水gV排可知,鱼排开水的重力变大,根据阿基米德原理可知,浮力变大,当浮力大于鱼的重力时,鱼会上浮,故A错误,B正确;
CD、当鱼鳔收缩时,鱼受到的重力不变,但是鱼排开水的体积减小,根据F浮=ρ水gV排可知鱼受到浮力变小,故CD错误。
故选:B。
6.2022年1月,海啸导致南太平洋岛国汤加淡水紧缺,为实施人道主义救援,中国海军五指山舰日夜兼程抵达汤加之后,停泊于码头旁并通过管道向陆地输送550t淡水,如图所示,输水过程中,五指山舰( )
A.舰体略上浮,受到浮力不变
B.舰体略上浮,受到浮力变小
C.舰体略下沉,受到浮力不变
D.舰体略下沉,受到浮力变大
【解答】解:五指山舰始终漂浮在水面上,根据浮沉条件,漂浮时,浮力等于重力,当输水过程中,五指山舰的总重力减小,故受到的浮力减小;
根据阿基米德原理原理得,当浮力变小时,V排变小,即舰体上浮。故B正确。
故选:B。
7.水平桌面上放有完全相同的甲、乙两烧杯,烧杯内分别盛有M、N两种液体,将质量相等、体积不等的正方体物块A、B分别放入两烧杯中,静止时液面刚好相平,如图所示。下列判断正确的是( )
A.物体排开液体的质量:mA排<mB排
B.M、N两种液体的密度:ρM<ρN
C.物块底面受到液体的压力:FA=FB
D.桌面受到烧杯的压力:F甲>F乙
【解答】解:A、物块A在甲中漂浮,则F浮A=GA排=mA排g,物块B在乙中悬浮,则F浮B=GB排=mB排g,因为A受到的浮力等于B受到的浮力,所以mA排=mB排,故A错误;
B、由图知,A排开液体M的体积小于B排开液体N的体积,又知A受到的浮力等于B受到的浮力,根据F浮=ρ液gV排可知,M液体的密度大于N液体的密度,即ρM>ρN,故B错误;
C、根据物体浮沉条件可知,F浮=G,两物块质量相等,故A受到的浮力等于B受到的浮力;根据浮力产生的原因可知,其A上表面受到的压力为0(露出液面),B的上表面受到的压力不为0,故物块底面受到液体的压力:FA<FB,故C错误;
D、因为ρM>ρN,两液面等高,VM>VN,由得,mM>mN,又因为物体和容器的质量相同,故m甲总>m乙总,由G=mg可得,G甲总>G乙总,所以桌面受到烧杯的压力:F甲>F乙,故D正确。
故选:D。
8.甲、乙两物体的密度相同,甲的体积是乙的2倍。将它们叠放在水槽里的水中,水面恰好与甲的上表面相平,如图所示。现将乙物体取下,当甲物体静止时,甲物体将( )
A.沉在水槽的底部
B.悬浮在原位置
C.漂浮,水下部分高度与甲的高度之比为1:2
D.漂浮,露出水面部分的体积与甲的体积之比为1:3
【解答】解:由图可知:甲、乙处于漂浮,V排=V甲,
则由物体的漂浮条件可知:F浮=G甲+G乙,
即:ρ水gV排=ρ物gV甲+ρ物gV乙,
已知V甲=2V乙,
所以,ρ水gV甲=ρ物gV甲+ρ物gV甲,
解得:ρ物ρ水,
则当乙物体取下,由物体的浮沉条件可知:甲物体会漂浮,故A、B错误;
甲漂浮时,由物体的漂浮条件可知:F浮甲=G甲,
即:ρ水gV排1=ρ物gV甲,
所以,;
由V=Sh得:;故C错误;
已知V露=V甲﹣V排1,则11;故D正确。
故选:D。
9.如图甲所示,实心正方体物块放入柱形容器底部。逐渐向容器内倒入液体A(液体始终未溢出),物块受到的浮力F浮与容器内液体深度h的图像如图乙实线所示。更换另一种液体B重复上述过程,F浮与h的图像如图乙虚线所示。下列说法中正确的是( )
A.物块受到的重力等于8N
B.液体B的密度为0.9×103kg/m3
C.h=10cm时,物块在液体A中处于沉底状态
D.倒入液体B的深度为10cm时,物体对容器底部的压强为100Pa
【解答】解:
A.由图乙可知,物块受到的浮力F浮与容器内液体深度h的变化规律,当容器内液体A的深度h≥8cm时,正方体物块受到的浮力9N不再发生变化,当容器内液体B的深度h≥10cm时正方体物块受到的浮力8N不再发生变化,由于两次浮力不相等,且浮力不变时的液体深度不同,所以正方体在液体A中处于漂浮状态,在液体B中处于沉底状态,所以正方体的棱长为10cm,则物块受到的重力:
G=F浮A=9N,故A错误;
BD.由图乙可知,物块受到的浮力F浮与容器内液体深度h的变化规律,物体在液体B中时受到的浮力F浮B=8N,由A选项可知正方体棱长为10cm=0.1m,根据阿基米德原理,由F浮=ρ液gV排可得,液体B的密度为:
,
倒入液体B的深度为10cm时,物体受到向上的浮力为8N,物体重力为9N,对物体进行受力分析,所以物体对容器底部的压力为:
F压=G﹣F浮B=9N﹣8N=1N,
根据压强公式,物体对容器底部的压强为:
,
故D正确,B错误;
C.因容器内液体A的深度h≥8cm时处于漂浮状态,所以,当h=10cm时,物块在液体A中仍处于漂浮状态,故C错误。
故选:D。
10.粗细均匀、密度为ρ蜡的蜡烛底部粘有一块质量为m的铁块,蜡烛竖直漂浮在密度为ρ水的水中,蜡烛露出水面的高度为H,如图。点燃蜡烛,直至蜡烛与水面相平、烛焰熄灭(假定蜡烛油不流下来),设燃烧掉的蜡烛长为L,则的关系是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
设蜡烛原长为L0,蜡烛的横截面积为S,
(1)蜡烛未燃烧时:
∵蜡烛和铁块漂浮,
∴F浮=G总,
即:F浮铁+ρ水S(L0﹣H)g=mg+ρ蜡SL0g,﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
(2)点燃蜡烛,直至蜡烛与水面相平、烛焰熄灭:
∵蜡烛和铁块漂浮,
∴F浮′=G总′,
即:F浮铁+ρ水S(L0﹣L)g=mg+ρ蜡S(L0﹣L)g,﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
①﹣②得:
ρ水S(L0﹣H)g﹣ρ水S(L0﹣L)g=ρ蜡SL0g﹣ρ蜡S(L0﹣L)g,
ρ水SLg﹣ρ水SHg=ρ蜡SLg,
ρ水SLg﹣ρ蜡SLg=ρ水SHg,
LSg(ρ水﹣ρ蜡)=ρ水SHg,
L(ρ水﹣ρ蜡)=ρ水H,
解得:
。
故选:C。
11.在木棒的一端缠绕一些铜丝制成简易密度计,将其分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,烧杯中液面相平,观察到的现象如图所示,则下列不正确的是( )
A.甲、乙两图中,密度计排开液体的质量相等
B.甲、乙两图中,密度计底部受到的竖直向上的压力一定相同
C.甲图中,密度计底部受到的液体压强比乙图中大
D.甲图中,液体对容器底部的压力小于乙图中的液体对容器底部的压力
【解答】解:AB、密度计放在甲、乙液体中都漂浮,受到的浮力都等于密度计受到的重力,密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力相等,密度计排开液体的质量相等,即F浮甲=F浮乙=G排甲=G排乙,因密度计漂浮,根据浮力产生的原因可知:物体漂浮时,密度计底部所受液体的压力F=F浮,所以两图中木棒底部所受液体的压力相等,故AB正确。
C、因密度计漂浮,则由浮力产生的原因可得F浮=F向上=pS,所以甲、乙两杯中液体对密度计下表面的压强相等,故C错误;
D、由图可知,密度计排开液体的体积V排甲>V排乙,且浮力相等,根据F浮=ρ液V排g可知 ρ甲<ρ乙;
放入密度计后两液面相平,则液体体积与排开液体的体积之和相等(即总体积相等),因V排甲>V排乙,所以两液体的体积关系为V甲液<V乙液,且ρ甲<ρ乙,根据m=ρV 可知m甲<m乙,因此甲烧杯中液体的质量比乙图的小,根据G=mg可知:G甲<G乙,甲图中,液体对容器底部的压力小于乙图中的液体对容器底部的压力,故D正确。
故选:C。
12.用细线将两个半径相同的实心小球A和B连接在一起,放入水中,静止后的状态如图所示,线已绷紧。下列判断正确的是( )
A.F浮A=GA B.F浮A=F浮B C.GA>GB D.ρA>ρ水
【解答】解:A、对实心小球A受力分析可知:F浮A=GA+F,由此可知,F浮A>GA,故A错误;
B、实心小球A和B的半径相同,则它们的体积也相同,由图可知,它们浸没在水中,那么它们排开水的体积相等,根据F浮=ρ水V排g可知,F浮A=F浮B,故B正确;
C、对实心小球A受力分析可知:F浮A=GA+F,即GA=F浮A﹣F,
对实心小球B受力分析可知:GB=F浮B+F,
所以GA<GB,故C错误;
D、由(1)知:F浮A>GA,则ρ水gV排>ρAgVA,
因为它们浸没在水中,则V排=VA,
所以ρA<ρ水,故D错误。
故选:B。
二.填空题(共8小题)
13.小球的重力为5N,体积为7×10﹣4m3,将其浸没在水中时,它受到的浮力为 7 N;松手后,小球将 上浮 (上浮/下沉/悬浮),最后静止时所受到的浮力为 5 N。
【解答】解:
当小球浸没在水中时,排开水的体积就等于小球的体积,
即V排=V物=7×10﹣4m3,
此时木块受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×7×10﹣4m3=7N;
因为G<F浮,
所以松手后小球会上浮;
当小球静止时漂浮,受到的浮力F浮′=G=5N。
故答案为:7;上浮;5。
14.如图所示,用轻质薄壁的塑料瓶、透明胶带、铁质螺母和塑料软管制作潜水艇模型。潜水艇在水中受到浮力的方向是 竖直向上 。潜水艇实现浮与沉,因此需要选择质量合适的螺母作为配重。如果塑料瓶的容积为V,水的密度为ρ水,铁的密度为ρ铁,要让瓶内有一半水时,潜水艇恰能在水中悬浮,则所选螺母质量的表达式为m= 。
【解答】解:(1)潜艇在水中受到的浮力是水对潜艇的作用,它的方向是竖直向上;
(2)设螺母的质量为m螺母,根据密度公式得,螺母的体积为:V螺母,螺母受到的浮力为:F浮'=ρ水V螺母g,
塑料瓶受到的浮力:F浮=ρ水Vg,
塑料瓶内水的重力:G水=m水g=ρ水(V)gρ水Vg,
塑料瓶是轻质薄壁,潜水艇恰能在水中悬浮,F浮+F浮'=G总=G水+G螺母,即ρ水Vgρ水Vg+m螺母g,解得,m螺母。
故答案为:竖直向上;。
15.如图一枚鸡蛋漂浮在装有淡盐水的玻璃杯中,鸡蛋受到的浮力 等于 重力,若再往玻璃杯中加一些盐,鸡蛋受到的浮力将 不变 。
【解答】解:由物体的浮沉条件可知,鸡蛋漂浮时,受到的浮力等于鸡蛋的重力。若再往玻璃杯中加盐,盐水的密度变大,鸡蛋仍然处于漂浮状态,受到的浮力仍然等于重力,鸡蛋的重力不变,则鸡蛋受到的浮力不变。
故答案为:等于;不变。
16.一个重30N、体积为0.002m3的物体用绳子悬挂着,如图所示。现将物体浸没在烧杯的水中,物体受到的浮力是 20 N(g取10N/kg)。物体浸入水后,水对杯底的压强 增大 (填“增大”、“不变”或“减小”)。释放绳子后,物体将 下沉 。
【解答】解:
(1)V排=V=0.002m3,
物体所受的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m3=20N;
(2)物体浸入水后,烧杯内水深h增大,由公式p=ρgh可知水对杯底的压强增大;
(3)∵物体浸没在水中,G=30N,F浮=20N,
∴F浮<G,
∴释放绳子后,物体将下沉。
故答案为:20;增大;下沉。
17.如图所示,将两个质量相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙杯中橡皮泥所受的浮力, 乙 杯中水面升高得多。
【解答】解:∵实心球橡皮泥沉到容器底部,
∴实心球橡皮泥受到的浮力:
F球<G,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
∵碗状橡皮泥漂浮在水面,
∴碗状橡皮泥受到的浮力:
F碗=G,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:
F球<F碗;
∵F浮=ρ水V排g,
∴排开水的体积:
V球<V碗,
即:实心橡皮泥排开的水的体积小于碗状橡皮泥排开的水的体积,
∴乙杯中水面升高得多。
故答案为:小于,乙。
18.如图(a)所示,水平桌面上放有轻质薄壁圆柱形容器A(容器足够高)和实心圆柱体B,容器A底面积为SA装有深度为h的水,实心圆柱体B的质量为m、高为2h、底面积为SB,将圆柱体B竖直放入容器A中,B恰好浸没在水中,如图(b)所示。则容器A中水的质量可以表示为 ①⑤ 。(选填编号)
①ρ水SAh
②2ρ水SBh
③2ρ水SAh
④ρ水(SA﹣SB)h
⑤2ρ水(SA﹣SB)h
【解答】解:由图a可知,轻质薄圆柱形容器A的底面积为SA,所以容器A中水的质量为:m水=ρ水V水=ρ水SAh
由图b可知,B恰好浸没在水中,则水对容器底部的压强为:p=ρ水gH=2ρ水gh,则水对容器底部的压力为:F=pS=2ρ水gh(SA﹣SB),所以水的重力为:G水=F=2ρ水gh(SA﹣SB),
故水的质量为:m水2ρ水(SA﹣SB)h。
故答案为:①⑤。
19.边长为10cm的正立方体木块,漂浮在水面上时,有五分之二的体积露出水面,如图甲所示。将木块截去一部分后,再用少许粘合剂(其质量和体积忽略不计)固定上与截去部分体积相同的合金材料后,投入某种液体中仍漂浮,如图乙所示,此时液体对它竖直向上的压强为1×103 Pa,ρ合金=2.6×103 kg/m3,则合金材料的质量是 0.52 kg.(g=10N/kg)
【解答】解:木块的体积:
V=0.1m×0.1m×0.1m=0.001m3,
∵木块漂浮在水面上,有体积露出水面,
∴F浮=G木,
∵F浮=ρ水V排g=ρ水Vg,G木=ρ木Vg,
∴ρ水Vg=ρ木Vg,
∴ρ木ρ水1×103kg/m3=0.6×103kg/m3,
设截去木块的体积为V′,
∵在某种液体中仍漂浮,
∴剩余木块的重加上合金重等于受到液体的浮力,
即G木+G金=ρ木(V﹣V′)g+ρ金V′g=F浮′,﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
∵木块受到液体的浮力:F浮′=F下表面﹣F上表面=F下表面=ps=1×103Pa×0.01m2=10N,﹣﹣﹣﹣②
∴由①②可得:
ρ木(V﹣V′)g+ρ金V′g=10N,
即:0.6×103kg/m3×(0.001m3﹣V′)×10N/kg+2.6×103 kg/m3×V′×10N/kg=10N,
解得:
V′=2×10﹣4m3,
m金=ρ金V′=2.6×103 kg/m3×2×10﹣4m3=0.52kg。
故答案为:0.52。
20.在制作简易密度计的综合实践活动中,实验小组将吸管的一端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的两端封闭,放入水中后,如图甲所示,想让该吸管竖直漂浮在水中,接下来合理的措施是 增加配重 。如图乙所示是设计好的密度计,其量程(A至B)是1g/cm3~1.6g/cm3。把该密度计放入某种液体中,液面位置恰好在AB的中点C处,则所测液体的密度 小于 1.3g/cm3。实验结束后小华决定再增加一些配重,则该密度计C处对应的刻度值将 变大 。若小华在水中实验时将配重增加到了最大,则用该密度 不能 (能/不能)测量酒精的密度(ρ酒精=0.8g/cm3)。
【解答】解:(1)想让该吸管竖直漂浮在水中,需要增加配重,如再吸管的下端绕铜丝,这样可以降低重心,增大稳定程度。
(2)由阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排得,液体密度为:,S为管底面积,h为浸入深度,因为密度计漂浮在液体中,浮力等于重力,所以在不同的液体中,浮力相等,管底面积相等,由公式可知,液体密度与吸管浸入深度成反比,刻度不均匀且上疏下密,若把这个密度计放入某种液体中,液面位置恰好在AB的中点C,则这种液体的密度小于1.30×103kg/m3。
(3)若再增加配重,则浮力变大,根据F浮=ρ液gV排得,密度一定,密度计排开液体的体积变大,即浸入液体的体积变大,浸入液体的深度增加,C在液面下,刻度值变大。
在未继续增加配重时,密度计的最小刻度是1g/cm3,当液体的密度为1g/cm3时,密度一定,增加配重,浸入液体的深度增加,A在液面下,即1g/cm3的刻度线应该在A点之上,无法读出数值,不能测出密度,1g/cm3的密度值不能测出,小于1g/cm3的密度值更不能测出,所以用该密度计不能测量酒精的密度。
故答案为:增加配重;小于;变大;不能。
三.作图题(共1小题)
21.在图中,重为0.5牛的鸡蛋静止在盐水中,请画出该鸡蛋所受力的示意图。
【解答】解:重为0.5N的鸡蛋静止悬浮在盐水中,鸡蛋处于平衡状态,鸡蛋受到竖直向下的重力与竖直向上的浮力是一对平衡力,大小相等,所以鸡蛋受到的浮力等于鸡蛋的重力0.5N,且这两个力的作用点画在鸡蛋的重心上。浮力的方向是竖直向上,重力是竖直向下。
故答案如图所示:
四.实验探究题(共3小题)
22.小明和小华利用如图所示的实验器材探究物体的浮沉条件,他们探究活动的过程如下:
(1)探究蜡块的上浮条件。
①测量蜡块的重力。
小明设计的方案:用弹簧测力计测出蜡块的重力。
小华设计的方案:用天平测出蜡块的质量,求出重力。
你支持 小华 (选填“小明”或“小华”)的方案,理由是 蜡块的重力小于弹簧测力计的分度值,无法直接精确测量 。
②测量蜡块受到的浮力。
小明在量筒中放入适量的水,把蜡块放入水中浮在水面时,测出蜡块排开水的体积,用阿基米德原理求出浮力。你认为上述操作中存在的问题是 蜡块没有浸没在水中 。
③通过比较蜡块的重力和受到的浮力可知物体上浮的条件。
(2)探究石块下沉的条件。
①测量石块的重力。
用弹簧测力计测出石块的重力。
②测量石块受到的浮力。
小明利用量筒测出石块浸没水中排开水的体积,用阿基米德原理求出浮力。小华依据另一种原理,采用不同的方法也测出了石块受到的浮力,其方法是 将石块浸没在水中时读出弹簧测力计的示数F示,利用F浮=G﹣F示计算石块受到的浮力大小 。
③通过比较石块的重力和受到的浮力,可知物体下沉的条件。
【解答】解:(1)①蜡块的重力:
G=mg=9×10﹣3kg×10/N/kg=0.09N<0.2N,
即:蜡块的重力小于弹簧测力计的分度值,无法直接精确测量,
所以,支持小华的方案;
②把蜡块放在水中浮在水面时,测出蜡块排开水的体积,这样用阿基米德原理求出的浮力不是蜡块浸没在水中受到的浮力。应该利用“助沉法”使蜡块浸没在水中,测出蜡块排开水的体积;
(2)②利用称重法测量石块受到的浮力:将石块浸没在水中时读出弹簧测力计的示数F示,利用F浮=G﹣F示计算石块受到的浮力大小。
故答案为:(1)①小华;蜡块的重力小于弹簧测力计的分度值,无法直接精确测量;②蜡块没有浸没在水中;(2)②将石块浸没在水中时读出弹簧测力计的示数F示,利用F浮=G﹣F示计算石块受到的浮力大小。
23.小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。
实验次数
1
2
3
4
5
液体密度ρ(g/cm3)
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
浸入的深度h/(cm)
6.25
5.6
5
4.5
4.2
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝作为配重为了降低吸管的 重心 ,从而让它能够竖直的漂浮在液面上。小明制作密度计的原理是利用了物体漂浮在液面时,浮力 等于 重力(大于/小于/等于)。
(2)将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图(b)所示,浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液 大于 ρ水(选填“大于”、“小于”或“等于”),h与ρ水、ρ液,及H的关系式是h= 。
(3)小明根据图(a)在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同),再利用上述关系式进行计算,请先补充表中空白处的信息(结果保留一位小数),并根据表格信息标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出)。结果发现,1.1刻线是在1.0刻线的 下 (上/下)方,相邻刻线的间距 不均匀 (选填“均匀”或“不均匀”)。
(4)制作完毕后,小明发现1.1和1.2两刻度线的距离较小,请提出一个方法使两条刻度线之间的距离大一些,使测量结果更精确。方法: 换用更细的吸管或减小吸管的横截面积或增大配重或增大金属丝重力或多绕一些金属丝 。
(5)为检验刻度误差,小明取来食油,先用天平和量筒测量其密度,然后再用这个密度计测量。但操作时却出现如图(c)所示的情形,这让他很扫兴。难道实验就此终止了吗,根据经验或思考,在不更换食油的情况下,你认为可以进行怎样的尝试: 再向容器中加油或者将容器换成直径细些的 。
【解答】解:(1)为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,吸管下端塞入一些金属丝作为配重,这样做目的是为了降低重心,让密度计竖直漂浮在液体中;
小明制作密度计的原理是利用了物体漂浮在液面时,浮力等于重力;
(2)由于吸管在(a)、(b)图中均漂浮,
所以F浮=G,
则在水和另一种液体中受到的浮力相等,
所以F浮=ρgV排,V排a>V排b,
所以ρ水<ρ液。
设吸管的底面积为S,根据物体浮沉条件可知,
F浮水=F浮夜,即ρ水gSH=ρ液gSh,
h;
(3)液体密度为0.8g/cm3时的深度值为:h6.25cm;
根据(2)可知,将上端刻度与下端刻度进行比较,得到刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密;即1.1刻线是在1.0刻线的下方,相邻刻线的间距不均匀。
(4)为了使两条刻度线之间的距离大一些,使测量结果更精确,由于ΔV=V排1﹣V排2=SΔh,所以,使Δh变大,应减小S即可,即具体做法是:换用更细的吸管或减小吸管的横截面积或增大配重或增大金属丝重力或多绕一些金属丝。
(5)图(c)所示的情形,说明密度计的重力过大,应该使密度计漂浮在液体中,不能沉底,再向容器中加油或者将容器换成直径细些的,以提高油的深度。
故答案为:
(1)重心;等于;
(2)大于;;
(3)6.25;下;不均匀;
(4)换用更细的吸管或减小吸管的横截面积或增大配重或增大金属丝重力或多绕一些金属丝;
(5)再向容器中加油或者将容器换成直径细些的。
24.某项目化学习小组同学开展了自制潜水艇项目,过程如下:
【产品设计】
图甲为某小组自制的潜水艇,由生活舱和水舱构成,生活舱体积大于水舱体积。其材质为硬质塑料瓶,塑料瓶厚度不计,两个舱之间密封不连通,水舱与200毫升的注射器通过塑料软管相连,移动注射器活塞可实现潜水器的浮沉。
【产品调试】
任务一:如图乙所示,潜水艇完成从水面A位置下潜到B位置并稳定停留:
任务二:能从水底上浮到B位置并稳定停留:
任务三:完成从水底打捞一个重物(重0.3牛,体积为10厘米3)到B位置并稳定停留。
(1)小科关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中,若没有观察到气泡,则整个装置 不漏气 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)完成任务二的上浮过程中(进出水口已打开)对注射器活塞的操作是 向内推活塞至潜水艇上浮到B位置并稳定停留 。
(3)已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度120毫升。完成任务三时(用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞),注射器活塞需要稳定在 100 毫升。
【解答】解:(1)关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中,如果漏气,会观察到气泡产生,即:当观察没有气泡产生现象,则气密性良好。
(2)完成任务二上浮过程,要减小潜水器自身的重力,需要向外排水,对注射器活塞的操作是:向内推活塞至潜水艇上浮到B位置并稳定停留;
(3)重物G=0.3N,受到的浮力为:F浮=ρ水v排g=1.0×103kg/m3×10×10﹣6m3×10N/kg=0.1N,
完成从水底打捞这个重物到B位置并稳定停留,在浮力不变的情况下,要减小自身的重力,即向外排出水的重力为:G水=G﹣F浮=0.3N﹣0.1N=0.2N,
向外排出水的质量为:m水0.02kg=20g,
根据密度公式得,向外排出水的体积为:V水20cm3=20mL,
则注射器活塞需要向内推入V气=V水=20mL的气体,
已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度120毫升,完成任务三时(用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞),注射器活塞需要稳定在的刻度是:120mL﹣20mL=100mL。
故答案为:(1)不漏气;(2)向内推活塞至潜水艇上浮到B位置并稳定停留;(3)100。
五.计算题(共2小题)
25.2000年8月12日,俄罗斯“库尔斯克”号多功能核潜艇在巴伦支海域遇难,艇上118名官兵全部遇难。该艇质量m=1.4×104t,是世界上最大的核潜艇之一,“库尔斯克”号的一种打捞方案是在潜艇周围缠满充气的负载量最大的浮力袋,若每只袋充足气后的体积为10m3,浮力袋的重力及打捞时充入袋内气体的重力均可忽略不计。设该潜艇全由钢铁制成,沉没时艇内全部进水,则打捞它需在艇的周围缠上多少只这样的浮力袋?(ρ铁=7.8×103kg/m3,ρ海水=1.03×103kg/m3)
【解答】解:设浮力袋排开水的总体积为V排,
要想把“库尔斯克”号打捞出来,则需要F浮=G潜,
由于沉没时艇内全部进水,水的重力等于潜水艇空心部分排开水的重力(浮力),二者相互抵消,
故若浮力袋的重力及打捞时充入袋内气体的重力均可忽略不计,则浮力等于浮力袋受到的浮力与潜艇实心部分受到的浮力之和,
潜艇实心部分排开水的体积等于实心部分的体积,
根据F浮=ρ液gV排、G=mg和ρ可得:F浮=ρ海水gV排mg,
代入数据得:1.03×103kg/m3×10N/kg×V排+1.03×103kg/m3×10N/kg1.4×107kg×10N/kg,
解得V排≈11797.2m3,
力袋的个数n1180只。
答:打捞它需在艇的周围缠上1180只这样的浮力袋。
26.阅读短文,解答问题。
中国第一艘航空母舰“辽宁号”的正式服役,标志着中国的军事装备进入了新的高度,航母上配备大量先进装备,其中舰载机时航母战斗力的核心,舰载机可以在航母上起飞、着落,执行各种军事任务。
舰载机在航母上着落时,必须适时放下舰钩,钩住甲板上的阻拦索,达到强行减速的目的。
(1)航母在海面上漂浮时,受到的浮力 等于 航母的总重力。
(2)飞机降落时,舰钩钩住甲板上的阻拦索,使飞机强行减速,说明了 力可以改变物体的运动状态 。
(3)某次训练中,某型号舰载机起飞后,舰底所受海水的压强将 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”),若航母排开水的体积减小了20m3,则该型号舰载机的质量为 22 t.(ρ海水=1.1×103kg/m3,g取10N/kg,下同)
(4)已知航母在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比,当航母以最高航速54km/h匀速航行时,它受到的阻力是9×106N,则当航母以10m/s的速度匀速航行时,发动机提供的牵引力为 4×106 N。
(5)歼﹣15舰载机在海面附近沿水平方向低空飞行时,机翼上、下表面的压强差P和空气流速v的关系可表示为p=0.5ρv2,式中ρ表示空气密度,该型号飞机总质量25吨,起飞时升力由机翼获得,机翼的总面积为60m2,ρ=1.2kg/m3,假设某次该舰载机无风时在水平飞行甲板上起飞,则起飞的速度至少应为 83 m/s。(结果保留整数)
【解答】解:(1)当航母在平静的水面航行时,由于漂浮,它所受的浮力等于它的总重力;
(2)飞机降落时,舰钩钩住甲板上的阻拦索,使飞机强行减速,说明了力可以改变物体的运动状态;
(3)舰载机从跑道上起飞后,航母将会上浮一些,深度h减小,根据p=ρgh可知,舰底所受海水的压强减小;
舰载机起飞前,航母漂浮,浮力等于总重力,
舰载机起飞后,航母仍然漂浮,故减小的浮力:ΔF浮=G舰载机,
根据阿基米德原理可知,ΔF浮=ΔG排海水,
故G舰载机=ΔG排海水,
根据G=mg和ρ可得,该型号舰载机的质量:
m舰载机=Δm排海水=ρ海水×ΔV排=1.1×103kg/m3×20m3=2.2×104kg=22t;
(4)航母的最高航速:54km/h=15m/s,
根据题意可得,航母受到的阻力f=kv2,
则9×106N=k(15m/s)2,
解得k=4×104,
所以,当航母以10m/s的速度匀速航行时,受到的阻力:
f′4×104×(10m/s)2=4×106N,
因为航母匀速航行,所以F牵=f′=4×106N;
(5)飞机的重力:G=mg=25×103kg×10N/kg=2.5×105N;
飞机要起飞,飞机起飞的最小升力应等于该飞机的重力,
所以pS=G,
则机翼上、下表面的压强差:p103Pa,
根据公式p=0.5ρv2可得,起飞速度:
v83m/s。
故答案为:
(1)等于;(1)力可以改变物体的运动状态;(3)变小;22;(4)4×106;(5)83。
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2025/4/29 9:35:17;用户:陈殿坤;邮箱:18661962951;学号:19102655
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