初中物理人教版八年级下册12.1 杠杆精品同步达标检测题
展开1.小灿将一个重为0.5N的鸡蛋放入一杯水中,鸡蛋下沉到水底处于静止状态时受到的浮力为F1,小灿加入食盐并搅拌直至鸡蛋处于悬浮状态时受到的浮力为F2,然后又向杯子里加入一些食盐搅拌,使得鸡蛋上浮最终处于漂浮状态时受到的浮力为F3,下面选项正确的是( )
A.F1<0.5N F2=0.5N F3>0.5NB.F1=0.5N F2>0.5N F3>0.5N
C.F1<0.5N F2=0.5N F3=0.5ND.F1=0.5N F2>0.5N F3=0.5N
【答案】C
【解析】鸡蛋下沉到水底处于静止状态时受到的浮力为F1,此时的浮力小于鸡蛋的重力,即
当鸡蛋悬浮时,其受到的浮力等于自身的重力,即
鸡蛋在盐水中漂浮时,其受到的浮力等于自身的重力,即
故C符合题意;ABD不符合题意。
故选C。
2.如图是巴川中学吉祥物“小斑马”摆件。经测量,其质量为m,体积为V,m与V的比值小于水。现将其轻轻按压至刚好浸没在装满水且足够大的容器中(摆件不吸水)。关于“小斑马”说法正确的是( )
A.它此时排开水的重力为mg
B.松手后,它受到的浮力将先变小后不变
C.松手后,它最终静止时所受浮力为水gV
D.松手后,它将下沉并最终沉底
【答案】B
【解析】A.将“小斑马”轻轻按压至刚好浸没在水中,对物体在竖直方向上进行受力分析可得
由阿基米德可知,“小斑马”受到的浮力等于排开水的重力,所以排开水的重力为mg+F压,大于mg,故A错误。
B.因为“小斑马”的密度小于水的密度,所以松手后它会上浮最终在水面静止;在上浮过程中,排开液体的体积减小,由阿基米德原理可知, 它所受的浮力减小。在水面静止时,它手里平衡,对它竖直方向上受力分析可得,重力等于浮力,浮力将保持不变,所以松手后,它受到的浮力将先变小后不变,故B正确。
C.松手后最终静止时,浮力等于重力,浮力的大小为
故C错误。
D.“小斑马”的密度小于水的密度,松手后,“小斑马”会上浮并最终在水面保持漂浮。故D错误。
故选B。
3.如图水平面上有两个相同的杯子,分别装不同的液体,将同一个小球A分别放入两杯中,静止时,小球A在甲液体中漂浮,在乙液体中沉底。再往两个杯中放一些盐,杯中液体密度都增大,但两物体仍处于原来的状态,加入盐后( )
A.小球A在甲液体中受到的浮力变大
B.小球A在乙液体中受到的浮力不变
C.小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中受到的浮力
D.小球A在甲液体中受到的浮力等于在乙液体中受到的浮力
【答案】C
【分析】物体漂浮时,受到的浮力等于其重力,物体在液体中下沉时,受到的浮力小于重力;物体受到的浮力与液体的密度和排开的液体的体积有关。
【解析】由图可知,小球A在甲液体中始终处于漂浮状态,浮力等于重力,浮力不变;小球A在乙液体中下沉,受到的浮力小于重力,加入盐后,液体的密度变大,排开的液体的体积不变,则小球受到的浮力变大,但仍小于重力;所以小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中受到的浮力。
故选C。
4.小柯和家人一起去死海旅游,小柯为躺在水面上的爸爸拍了一张照片,如图所示,下列说法正确的是( )
A.浮力的方向是垂直向上
B.爸爸受到的浮力大于他的重力
C.海水的密度等于小柯爸爸身体的密度
D.排开海水的体积越大,受到的浮力越大
【答案】D
【解析】A.浮力的方向垂直于水平面,与重力方向相反,是竖直向上的,故A错误;
B.由图知,小柯的爸爸处于飘浮状态,根据物体的浮沉条件得,爸爸受到的浮力和重力是一对平衡力,所以爸爸受到的浮力等于他的重力,故B错误;
C.根据物体的浮沉条件得,海水的密度大于小柯爸爸身体的密度,故C错误;
D.根据得,排开海水的体积越大,受到的浮力越大,故D正确。
故选D。
5.一个质量分布不均匀的实心物体恰好悬浮在水中,若将其分成大小不等的两块后发现大块下沉,则小块最终会( )
A.悬浮B.漂浮C.沉底D.以上都有可能
【答案】B
【解析】质量分布不均匀的实心物体恰好悬浮在水中,说明物体混合密度与水的密度相同,将物体截成大小不等的两块后,大块下沉,说明大块的密度大于水的密度,则小块的密度应该小于水的密度,所以小块会上浮,最终会漂浮在水面上,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.如图所示,将一个铁球(不一定是实心的)分别放入酒精、水和水银中,不可能出现的情况是________(选填“a”、“b”或“c”)。
【答案】c
【解析】铁的密度大于酒精的密度,若铁球是实心的,在酒精中下沉;若铁球是空心的,且空心部分够大,则铁球能够漂浮在酒精中,a有可能;
铁的密度大于水的密度,若铁球是实心的,在水中下沉;若铁球是空心的,且空心部分够大,则铁球能够漂浮在水中,b有可能;
铁的密度小于水银的密度,不管铁球是实心还是空心,都会漂浮在水银中,c不可能。
7.物理课上,小英在老师的指导下制作了一个“浮沉子”。她高兴地向同学们展示,开始时,浮沉子静止在靠近瓶口处的水中,如图所示,小英稍用力挤压水瓶,水中的浮沉子就向下运动了,这说明,浮沉子受到的重力_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)它受到的浮力。
【答案】大于
【解析】“浮沉子”的原理:挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,将瓶体中的空气压缩,这时浮沉子里进入一些水,它的重力增加,大于它受到的浮力,就向
下沉。松开手,小瓶内水面上的空气体积增大,压强减小,浮沉子里面被压缩的空气把水压出来,此时浮沉子的重力小于它所受的浮力,因此它就向上浮。由此可知,小英稍用力挤压水瓶,水中的浮沉子就向下运动了,这说明,浮沉子受到的重力大于它受到的浮力
8.某一个物体的体积为4×10-3m3,质量为3.5kg,现将它完全浸没在水中,则该物体此时受到的浮力是______N;松手以后,该物体将______(填“不变”、“上浮”或“下沉”),最终受到的浮力是______N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】 40 上浮 35
【解析】[1]当物体浸没在水中时,此时排开水的体积就等于物体的体积,即
此时物体受到的浮力
[2]物体受到的重力
所以松手后物体会上浮;
[3]当物体静止时,物体处于漂浮状态,因此物体受到的浮力
知识点2 浮力的应用
9.潜水艇对保卫我国的南海起着重要的作用,如图所示,潜水艇在水中上浮和下沉时,下列说法正确的是( )
A.潜水艇是靠改变排开液体的重力来实现上浮和下沉的
B.潜水艇在水中悬浮和漂浮时所受的浮力相等
C.当潜水艇从长江潜行驶入大海时,自身重力变大了
D.潜水艇悬浮在水中时,总重大于同体积的水重
【答案】C
【解析】A.潜水艇靠在水中排开水的体积不变,由阿基米德原理可知受到的浮力不变,为了实现上浮和下沉,是通过改变自身的重力来实现的,故A错误;
B.潜水艇在水中悬浮和漂浮时排开水的体积不同,由阿基米德原理可知受到的浮力不同,故B错误;
C.潜水艇潜入水中后在水中潜行,当它从长江潜行到大海时,液体密度增大,根据F浮=ρ液gV排可知所受浮力增大,潜水艇处于悬浮状态,浮力等于重力, 所以自身重力变大,故C正确;
D.当潜水艇悬浮在水中时,浮力等于重力,由于潜水艇排开水的体积与潜水艇体积相同,所以潜水艇总重等于同体积的水重,故D错误。
故选C。
10.测量液体密度的仪器叫做密度计。图甲和图乙是用自制的简易密度计测量液体密度。简易密度计是在粗细均匀木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,它会竖直立在液体中,若铜丝的体积不计,木棒在甲、乙液体中受到的浮力大小分别为F甲和F乙,甲、乙两种液体的密度大小分别为ρ甲和ρ乙,则( )
A.F甲>F乙B.ρ甲=ρ乙C.ρ甲<ρ乙D.ρ甲>ρ乙
【答案】C
【解析】A.木棒在甲、乙液体中都处于漂浮状态,木棒漂浮时,都处于平衡状态,木棒受到的浮力都等于自身的重力,所以木棒在甲、乙液体中受到的浮力大小相等,即F甲=F乙,故A不符合题意;
BCD.由图甲和图乙可知,图甲中木棒浸入液体中的体积大于图乙中木棒浸入液体中的体积,即图甲中木棒排开液体的体积大于图乙中木棒排开液体的体积,且木棒在甲、乙液体中受到的浮力大小相等,由阿基米德原理可知,ρ甲<ρ乙,故C符合题意,BD不符合题意。
故选C。
11.如图所示是“孔明灯”升空的情景,点燃托盘中的松脂,灯笼内部的空气受热密度变小,重力G______(变大/不变/变小),浮力F浮_______(变大/不变/变小),当F浮______(大于/等于/小于)G时,灯笼就开始上升了。
【答案】 变小 不变 大于
【解析】[1]灯笼内部的空气受热体积变大,密度变小,灯笼体积不变,灯笼内部空气质量变小,重力G减小。
[2]由于灯笼体积不变,排开空气的体积不变,根据可知,浮力的大小不变。
[3]当浮力大于重力时,合力向上,此时灯笼向上运动。
12.2019年12月17日,我国第一艘国产航空母舰山东舰在海南三亚某军港交付海军。该舰满载时排开水的质量达5万吨,它排开的水的重力为______(g取),歼舰载战斗机从甲板上起飞时,以战斗机为参照物,战斗机内的驾驶员是______(静止/运动)的。
【答案】 静止
【解析】[1]舰满载时排开水的质量为
排开的水的重力为
[2]战斗机的驾驶员相对于战斗机没有发生位置的改变,所以是静止的。
13.如图所示是我国自主研制的首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600某次执行任务时它的总质量为40t,当它停在水面上时,排开水的体积是 ___________m3,受到的浮力为 ___________N。
【答案】 40 4×105
【解析】[1][2]当飞机停在水面上时,此时处于平衡状态,由漂浮条件可得飞机受到的浮力为
根据阿基米德原理
可得排开水的体积为
14.2020年4月,如图所示的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器在马里亚纳海沟成功实现了10907m下潜。深海潜水器在水下下潜过程中海水密度不变,受到的海水压强___________,受到的浮力___________均选填“变大”、“变小”或“不变”;深海潜水器通常采用抛弃压载铁的办法实现上浮,此时需满足G___________F,潜水器可由静止开始上浮。
【答案】 变大 不变 <
【解析】[1]海水密度不变,潜艇在海面下不断下潜时,深度增加,由可知,潜艇受到海水的压强变大。
[2]潜艇在海面下匀速下潜过程中,排开海水的体积不变,海水密度不变,由阿基米德原理可知,潜艇受到的浮力不变。
[3]根据物体浮沉条件可知,当物体所受浮力小于自身重力时才能上浮,深海潜水器通常采用抛弃压载铁的办法实现上浮,此时需满足,潜水器可由静止开始上浮。
[能力提升练]
15.如图所示,海洋中巨大的冰山能漂浮在水面上。下列说法中不正确的是( )
A.冰山受到的浮力等于冰山的重力B.冰山的密度等于海水的密度
C.冰山在海面上处于平衡状态D.冰山受到浮力的施力物体是海水
【答案】B
【解析】A.冰山漂浮在水面上,由漂浮条件得,冰山受到的浮力等于冰山的重力,故A正确,不符合题意;
B.冰山的密度小于海水的密度,故B错误,符合题意;
C.冰山在海面上受力平衡,处于平衡状态,故C正确,不符合题意;
D.冰山浸在海水中,受到浮力的施力物体是海水,故D正确,不符合题意。
故选B。
16.体积相同的三个实心物体A、B、C浸没水中,沉浮状态如图所示。则此时对物体分析正确的是( )
A.三个物体受到的浮力:F浮A>F浮B>F浮C
B.三个物体的密度:ρA>ρB>ρC
C.三个物体的重力:GA<GB<GC
D.三个物体都处于平衡状态
【答案】C
【解析】A.体积相同的三个实心物体A、B、C浸没水中,排开水的体积相同,根据阿基米德原理可知,三个物体受到的浮力为F浮A=F浮B=F浮C,故A错误;
B.根据物体的沉浮条件,A上浮力,表明浮力大于重力,即,由于是浸没,排开水的体积等于物体的体积,所以ρA<ρ水,同理,B悬浮,浮力等于物体的重力,则ρB=ρ水,C下沉,浮力小于物体的重力,则ρC>ρ水,则浮力三个物体的密度:ρA<ρB<ρC,故B错误;
C.三个物体的体积相同,ρA<ρB<ρC,根据密度公式可得,质量大小关系为
mA
GA
D.AC受到的浮力与重力不相等,为非平衡状态,B的浮力等于重力,悬浮,处于平衡状态,故D错误。
故选C。
17.小强将鸡蛋放入装有半杯浓盐水的柱形杯中,静止时如图甲所示,然后缓慢向杯中添加清水,直至如图乙所示。在向杯中添加清水过程中,下列说法正确的是( )
A.盐水的密度变大B.鸡蛋受到的浮力变小
C.盐水对烧杯底的压力逐渐变小D.盐水对烧杯底的压强逐渐变大
【答案】D
【解析】A.由题知,烧杯中装有浓盐水,向杯中添加清水,因清水的密度小于浓盐水的密度,所以往杯中加入适量清水后,盐水的密度变小,故A错误;
B.鸡蛋由漂浮到悬浮,都处于平衡状态,则鸡蛋受到的浮力都等于鸡蛋的重力,所以鸡蛋受到的浮力不变,故B错误;
CD.图中烧杯为柱形容器,且鸡蛋分别处于漂浮和悬浮状态,则盐水对烧杯底的压力等于盐水和鸡蛋的总重力,所以往杯中加入适量清水,盐水对烧杯底的压力增大,根据可知,盐水对烧杯底的压强增大,故C错误,D正确。
故选D。
18.如图甲,在弹簧测力计下悬挂一个重为G、体积为V的长方体,弹簧测力计的示数为F1。如图乙,长方体悬浮在水中,受到的浮力为F浮;水对长方体上、下表面的压力分别为F2、F3。下列关系式中正确的是:①;②;③;④( )
A.①②③④B.①②C.②③D.①②③
【答案】A
【解析】由图甲可得,长方体受重力和拉力作用而处于平衡状态,又弹簧测力计的示数为F1,所以
由图乙可知,长方体悬浮在水中,由浮沉条件得
所以
所以①正确;
由长方体在水中受浮力的原因得
即
,
所以
所以②③正确;
由阿基米德原理知
即
所以④正确。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
19.底面积为S=100cm2的柱形容器内装有适量的水,A和B是密度为ρ=4g/cm3的某种合金制成的两个小球,A球的质量为mA=80g;甲和乙是两个完全相同的木块,其质量为m甲=m乙=300g。若用细线把球和木块系住,则在水中平衡时(水未溢出)如图所示,甲有四分之一体积露出水面,乙浸没水中。则下列计算正确的是( )
A.木块的密度为0.75g/cm3
B.如果同时剪断木块和球之间的细线,则水对容器底的压强变化240Pa
C.如果剪断木块甲和A球之间的细线,A球静止后,所受支持力为0.4N
D.如果剪断木块乙和B球之间的细线,B球静止后,对容器底部的压力的大小为1.6N
【答案】B
【解析】A.A球的体积为
A球的重力为
甲的重力为
对于甲和A球,整体处于漂浮状态,根据漂浮的条件可得
设甲和乙的体积为V,结合阿基米德原理可得
解得,甲和乙的体积为
木块的密度为
故A错误;
B.对于乙和B球,整体处于悬浮状态,根据悬浮条件可得
结合阿基米德原理可得
解得,B的体积为
B的重力为
未剪断线时,甲和A处于漂浮状态,乙和B处于悬浮状态,它们受到的总浮力等于它们的总重,为
同时剪断细线时,甲、乙漂浮、A、B下沉,此时A受到的浮力为
B受到的浮力为
四物体受到的总浮力为
减小的浮力为
由可得排开水的体积减少量为
水的深度减少量为
水对容器底的压强变化量为
故B正确;
C.如果剪断木块甲和A球之间的细线,A球静止后沉底,所受支持力为
故C错误;
D.如果剪断木块乙和B球之间的细线,B球静止后,对容器底部的压力的大小为
故D错误。
故选B。
20.如图,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,它们一起静止在水中,其中乙球下方的弹簧长度等于原长。下列判断正确的是( )
A.甲球重力大于它受到的浮力
B.乙球重力小于它受到的浮力
C.三个小球都是悬浮在水中
D.三个小球的密度关系ρ甲<ρ乙<ρ丙
【答案】D
【解析】A.由题意和图示可知,甲球下方弹簧长度大于原长,则弹簧对甲球有向下的拉力F拉,甲球受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、弹簧的拉力而处于平衡状态,由甲球受到的合力为零可得
则甲球的重力小于它受到的浮力,故A错误;
B.乙球下方弹簧长度等于原长,则弹簧对乙球没有作用力,乙球处于平衡状态,其受到的浮力和自身的重力是一对平衡力,二力大小相等,故B错误;
C.丙球下方弹簧长度小于原长,则弹簧对丙球有向上的支持力F支,丙球受到竖直向上的浮力、弹簧的支持力和竖直向下的重力而处于平衡状态,由丙球受到的合力为零可得
则丙球的重力大于它受到的浮力,由
、、
可知,只有乙球悬浮在水中,故C错误;
D.因三个实心球的体积相等,浸没时排开水的体积相等,所以,由可知,它们受到的浮力相等,即
结合C项解答可知
由的变形式知,三个球的密度大小关系为
故D正确。
故选D。
21.把甲、乙两个体积相同的实心正方体物块投入水中,静止后如图所示,则两物块的密度______,两物块底部所受水的压强______,两物块所受浮力______。(均选填“>”、“<”或“=”)
【答案】 < < <
【解析】[1]甲在水中漂浮,甲的密度小于水的密度;乙在水中悬浮,乙的密度等于水的密度,故两物块的密度为
[2]由图知,甲下表面所处的深度小于乙下表面所处的深度,根据可知
[3]甲、乙两物块的体积相同,由图知
故根据可得两物块所受浮力为
22.质量相等的两个实心小球A和B,它们的密度之比ρA︰ρB=2︰3,现将A、B放入盛有足够多水的容器中(水均未溢出),当A、B静止时,水对A、B两球的浮力之比FA浮︰FB浮=6︰5,则小球A在水中静止时处于___________(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)状态,ρB=___________,()
【答案】 漂浮
【解析】因为两球质量相等,密度之比ρA︰ρB=2︰3,是根据知,体积之比为
VA︰VB=ρB︰ρA=3︰2
若两球在水中都漂浮或一漂浮一悬浮,根据二力平衡条件,浮力等于重力,就有
FA浮︰FB浮=GA︰GB=mA︰mB=1︰1
与实际不符,显然不是都漂浮或一漂浮一悬浮;若两球在水中都是全部浸没,就有
FA浮︰FB浮=ρ水gVA︰ρ水gVB=VA︰VB=3︰2
与实际不符,显然不可能是全部浸没;这样就只有是一个漂浮、一个浸没,甲的密度比乙的密度小,即A球漂浮,B球浸没,由
FA浮︰FB浮=ρAgVA︰ρ水gVB=ρAVA︰ρ水VB=6︰5
可得A的密度为
由ρA︰ρB=2︰3,可得B的密度为
23.水平桌面上两个底面积相同的容器中分别盛有甲、乙两种液体,完全相同的小球M、N静止时状态如图所示,已知两个小球受到的浮力相等且两容器内液面相平。则小球M排开液体的重力 ___________小球N排开液体的重力,甲液体的密度 ___________乙液体的密度,甲液体对容器底部的压力 ___________乙液体对容器底部的压力(以上均选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】 等于 大于 大于
【解析】[1]小球M在甲液体中漂浮,则浮力
小球 N 在乙液体中悬浮,则浮力
由于小球M、N 完全相同,即
则有
由阿基米德原理可知
[2]小球M在甲液体中漂浮,则密度
小球N在乙液体中悬浮,则密度
由于小球M、N 完全相同,即
则有
[3]两容器液面相平即容器底部深度h相同,根据液体压强计算公式 p=ρgh可知
两容器底面积相同,由压力计算公式得,容器底部受到液体压力
24.小乐想制作一个浮力秤,他找来一个瓶身为圆柱体的空饮料瓶(图中零刻度线以上部分为圆柱体),剪掉瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,即制成浮力秤。使用时,只要把被测物体投入瓶中,从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量。(g取10N/kg)
(1)石块的作用是_____;
(2)如图所示,秤上不放其他物体时,瓶身与水面齐平位置即为浮力秤的0刻度。若浮力秤圆柱状部分的横截面积为50cm2,请计算图中刻度4右边对应的质量应标上多少?( );
(3)在浮力秤中放入不同质量的物体时,浮力秤浸入水中深度也不同。若放入物体的质量为m,水面到浮力秤0刻度线之间的距离为h,则下图四个选项中,能正确表示两者关系的是_____。
【答案】 使浮力秤能够竖直地漂浮在水中 200g B
【解析】[1]石块受到的重力远大于空饮料瓶受到的重力,所以放入石块后浮力秤的重心较低,并低于浮力的作用点,当浮力等于重力时,浮力秤将竖直漂浮在水中;如果没有石块,整套装置的重心将会高于浮力的作用点,在浮力和重力的作用下,浮力秤容易歪斜,难以竖直漂浮在水中,所以石块的作用是可以使浮力秤能够竖直地漂浮在水中。
[2]设被测物体的质量为m,圆柱状部分的横截面积为S,在浮力秤中放入被测物体后,瓶身浸入的深度增加值为h,则浮力秤再次漂浮时,增大的浮力等于增大的重力,即∆F浮=G物,即ρ水gSh=m物g,所以m物=ρ水Sh。
图中刻度4,即h=4cm时,物体的质量
m物=ρ水Sh=1.0g/cm3×50cm2×4cm=200g
[3]根据m物=ρ水Sh可知,即h与m物成正比,其图像是过原点的一条倾斜直线,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
25.在学习了浮沉条件的知识后,小明知道,当物体的密度大于液体密度时,物体在液体中处于沉底状态。但是他在帮妈妈洗碗时发现,碗既能漂浮在水面,又能在水中沉底,这是为什么呢?碗的密度到底比水大还是小呢?带着这些疑问,小明通过下面的方法对碗的密度进行了测量:
(1)他先用电子秤测出碗的质量为m;
(2)由于碗不能放入量筒,于是小明找来一个装有适量水的水桶,并测出桶和水的总质量为m1;
(3)小明想用电子秤间接测量碗的体积。请你在三个图中选择正确的做法,并读出电子秤的示数m2,你的选择是___________;
(4)碗的密度表达式为:ρ=___________。(水的密度用ρ水表示)小明测量出碗的密度大于水,通过分析他明白了碗能漂在水上的原因是做成了空心的,生活中的___________(填“轮船”或“飞机”)就是应用了这个道理。
【答案】 B图 轮船
【解析】(3)[1]桶和水的总质量为m1,A、C两图电子秤的示数是在(2)的基础上增加了碗的质量,无法间接测量碗的体积,B图中用一细线将碗浸没在水中时,电子秤的示数会增大,是因为水给碗一个向上的浮力,物体间力的作用是相互的,碗给水一个向下的力作用在电子秤上,所以碗受到的浮力为
碗的体积等于碗排开水的体积,由阿基米德可知,碗的体积为
故选B图。
(4)[2]碗的密度表达式为
[3]碗的密度大于水,碗能漂在水上的原因是做成了空心的,生活中的轮船就是应用了这个道理,轮船主要是钢铁制成的,钢铁的密度比水大,所以将轮船做成空心的,能通过增大轮船排开水的体积,增大浮力,所以能漂浮在水面上。
26.阅读材料,回答下面的问题:
“海翼”水下滑翔机
2017年12月31日,由中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2017年中国十大科技进展新闻在京揭晓,“国产水下滑翔机下潜6329米刷新世界纪录”成功入选。“海翼”水下滑翔机是由中国科学院沈阳自动化研究所完全自主研发、拥有自主知识产权的水下滑翔机。2018年7月28日,“海翼”号水下滑翔机首次应用于中国北极科考。2019年5月16日,在第三届世界智能大会展示了“海翼”号水下滑翔机。
水下滑翔机是一种新型的水下机器人。“海翼”的外形设计成流线型,使用碳纤维材料做成。由于配备有油囊装置,需要上浮时,油囊会鼓起来,其利用净浮力和姿态角调整获得推进力,能源消耗极小,只在调整净浮力和姿态角时消耗少量能源,并且具有效率高、续航力大(可达上千公里)的特点。虽然水下滑翔机的航行速度较慢,但其具有制造成本和维护费用低、可重复使用、并可大量投放等特点,满足了长时间、大范围海洋探索的需要。水下滑翔机可以搭载各种传感器,可以大范围地观测和获取海水的温度、盐度、浊度、叶绿素、含氧量及洋流变化等信息,对开发海洋资源、预防灾害等都有重要作用。
(1)如图“海翼”的外形设计成流线型,是为了_____(选填“增大”或“减小”)阻力;
(2)“海翼”水下滑翔机可满足长时间、大范围海洋探索的需要,是因为其具有_____的特点;(写出一条即可)
(3)“海翼”配备油囊装置,需要上浮时,油囊会鼓起来,从而使得排开水的体积_____(选填“增大”、“减小”或“不变”),受到的浮力_____(选填“大于”、“小于”或“等于”)重力;
(4)“海翼”号实现浮沉的原理与传统潜水艇浮沉的原理__。(选填“相同”或“不同”)
【答案】 减小 制造成本和维护费用低、效率高、续航力大并可大量投放 增大 大于 不同
【解析】(1)[1]水下滑翔机“海翼”的外形是仿照鸟类的体型设计建造的,一般设计成流线型,这属于仿生技术,流线型能减小运动时的阻力。
(2)[2]水下滑翔机的航行速度较慢,但其具有制造成本和维护费用低、可重复使用、并可大量投放等特点,满足了长时间、大范围海洋探索的需要。
(3)[3][4]“海翼”配备油囊装置,需要上浮时,油囊会鼓起来,由F浮=ρgV排可知,浮力增大,使浮力大于重力,物体上浮。
(4)[5]潜水艇靠改变自身的重力来实现浮沉的,故“海翼”号实现浮沉的原理与传统潜水艇浮沉的原理不同。
[高频考题实战练]
27.(2022·江苏无锡·统考中考真题)如图是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇示意图,艇体采用轻质的复合织物材料制成,外观呈白色,囊体上层装有压缩氨气通过向艇外排出下层部分的空气而实现上升,高度达到9032m,高度越高大气越稀薄,上升过程中艇体体积不变,关于浮空艇,以下说法中正确的是( )
A.艇体材料的密度较大
B.白色外观可以吸收各种色光
C.上升过程中,浮空艇所受的浮力变小
D.上升过程中,浮空艇所受的重力不变
【答案】C
【解析】A.艇体采用轻质的复合织物材料制成,艇体材料的密度较小,故A错误;
B.白色外观可以反射各种色光,故B错误;
C.上升过程中,艇体体积不变,根据可知,高度越高大气越稀薄,空气的密度变小,故艇体受到的浮力变小,故C正确;
D.上升过程中,囊体上层装有压缩氨气通过向艇外排出下层部分的空气,空气的密度比较大,减轻了浮空艇的重力,重力小于浮力,从而实现上升,故D错误。
故选C。
28.(2022·四川广安·统考中考真题)水平桌面上有两个完全相同的容器甲、乙,分别装有深度相同的水,将两个体积相同、材料不同的小球A、B,分别放在甲、乙两容器中(水均未溢出),小球静止在如图所示的位置时,两个小球所受浮力分别为FA、FB,下列判断正确的是( )
①FA
③甲容器底部受到水的压强大于乙容器底部受到水的压强
④甲容器底部对桌面的压强小于乙容器底部对桌面的压强
A.①④B.①③C.②④D.②③
【答案】A
【解析】①根据可知,B悬浮,排开水的体积比较大,故B球受到的浮力比较大,故①正确;
②A球漂浮,说明A球的密度小于水的密度,B球悬浮,说明B球的密度等于水的密度,故A球的密度小于B球的密度,故②错误;
③没有放小球前,有两个完全相同的容器甲、乙,分别装有深度相同的水,放了小球后,B球排开水的体积比较大,乙容器水面的高度比较大,根据可知,甲容器底部受到水的压强小于乙容器底部受到水的压强,故③错误;
④没有放小球前,有两个完全相同的容器甲、乙,分别装有深度相同的水,说明容器中水的质量相同,容器的质量相同,放入小球后,A漂浮,A球的重力等于A球所受的浮力,B球悬浮,B球的重力等于B球所受的浮力,而B球的浮力比较比较大,故B球的重力也大,故乙容器底部对桌面的压力比较大,故甲容器底部对桌面的压强小于乙容器底部对桌面的压强,故④正确。
故A正确。
故选A。
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