人教版八年级下10.3物体的浮沉条件及应用同步练习(有解析)

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名称 人教版八年级下10.3物体的浮沉条件及应用同步练习(有解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2022-04-14 12:55:23

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人教版八年级下 10.3 物体的浮沉条件及应用 同步练习
一、单选题
1.如图所示,放在水平桌面上的甲、乙、丙三个全相同的烧杯,将三个完全相同的长方体A、B、C分别放入装有不同液体的烧杯中,A在甲杯中沉底,B在乙杯中悬浮,C在丙杯中漂浮,且各杯液面相平。下列判断不正确的是(  )
A.物体受到的浮力FA浮C.物体下表面受到液体的压力FA>FB=FC D.烧杯对桌面的压强p甲2.2021年4月23日,海军三型主战舰艇—长征18号艇、大连舰、海南舰在海南三亚某军港集中交接入列如图所示,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席交接入列活动并登上舰艇视察。针对新入列舰艇的说法正确的是(  )
A.大连舰、海南舰受到的重力小于其浮力
B.长征18号潜艇下潜时,受到的浮力和压强都增大
C.当海南舰上舰载直升机起飞后,该舰排开水的体积会减小
D.长征18号潜艇受到的重力等于其浮力时,该艇一定处于漂浮状态
3.相同柱形容器甲、乙置于水平地面上,容器内装有完全相同物块A、B,物块A与容器甲底部用一根细绳相连。同时往两容器内注水,直至水面相平,如图所示。下列判断正确的是(  )
A.此时物块受到的浮力F浮A=F浮B
B.此时容器对地面的压力F甲=F乙
C.此时容器对地面的压强p甲>p乙
D.此时水对容器底部的压力F水甲=F水乙
4.在如图所示的四个实验装置中,能用来探究流体压强与流速关系的是(  )
A. B.
C. D.
5.如图甲所示,一轻质钢丝固定在正方体木块的中央,木块浸入水的过程中,钢丝对木块在竖直方向的作用力F与木块下表面到水面距离h的关系如图乙所示,ρ木块=0.7×103kg/m3。下列说法正确的是(  )
A.木块的重力为10N
B.木块的边长为7cm
C.当F=6N时,木块排开水的体积为0.1m3
D.木块全部浸没在水中受到的浮力为10N
6.如图,我国一艘第三代093B型攻击核潜艇在一次军事演习中,停在水面下200m处,后根据演习指令,下潜至300m处悬停,在此过程中( )
A.只需向水舱内充水
B.只需水舱向外排水
C.需先水舱向外排水,后向水舱内充水
D.需先向水舱内充水,后水舱向外排水
7.质量相等的甲、乙两只小球,分别漂浮在酒精和水中,且ρ酒精<ρ水、ρ甲<ρ乙。则(  )
A.甲球的体积较小 B.甲球受到的浮力较小
C.两小球排开液体的质量相等 D.两小球排开液体的体积相等
8.如图所示是航母舰载飞机训练时的图片。下列说法中正确的是(  )
A.飞机在航母甲板上加速过程,飞机受到平衡力
B.飞机飞离航母时,惯性将消失
C.飞机飞离航母后,航母所受浮力变小
D.飞机获得向上的升力,是机翼上下空气流速差产生的
9.小明在饮料吸管中塞入一些细铁丝作为配重,并将一端封闭,制作了一只简易密度计;将其先后放入甲、乙两杯液体中,当密度计静止时,两杯中液体深度相同,如图所示,下列说法正确的是(  )
A.密度计在甲杯液体中受到的浮力更大
B.密度计的刻度线,越往上标注的密度值越大
C.密度计放入后,乙杯中液体对容器底的压强更大
D.适当减小配重,可以增大该密度计两条刻度线之间的距离,使测量结果更精确
10.两个相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,把完全相同的两个小球分别放入两个容器中,当两球静止时液面相平,球所处位置如图所示。甲、乙两种液体对容器底部的压强大小分别为、,两球在甲、乙两种液体中所受浮力大小分别为、,则它们的大小关系是(  )
A. B.
C. D.
二、填空题
11.2020年11月10日,中国“奋斗者”号载人潜水器在“地球第四极”马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,创造了中国载人深潜的新纪录。本次万米深潜任务成功的一大亮点是采用了许多自主研发的国产新材料。
(1)“奋斗者”号采用的钛合金材料强度高韧性好、耐腐蚀,与下列哪种材料类型相同?______①塑料 ②不锈钢 ③玻璃
(2)“奋斗者”号下潜时,外部携带了4块压载铁,总质量将近2吨。压载铁被悬挂的模型如下图所示,试计算4块压载铁水下浸没时对“奋斗者”号的作用力约为多少?(压载铁的密度近似为8×103千克/米3,海水的密度近似为水的密度)( )
(3)完成水下作业之后,“奋斗者”号抛去压载铁上浮。为了使“奋斗者”号在深海有足够大的浮力返航,采用了一种新的固体浮力材料,由大量纳米级大小的空气玻璃微珠组成。为了满足设计需求,该材料需要具备怎样的性质?______(答出一点即可)
12.如图所示,边长为a正方体木块漂浮在密度为ρ的液体中,有体积露出液面,则木块的密度为__________,木块下表面受到液体的压强为__________,若把木块露出液面的部分切去时,木块将__________(选填“上浮”、“保持不动”或“下沉”).
13.物质物理属性有:密度、磁性、弹性、导电性、导热性、硬度、透明度等,下面的现象主要运用了哪一性质。室内装修时热水管通常要用泡沫材料包裹,这是涉及到泡沫材料的______;俗话说“没有金钢钻,莫揽瓷器活”,金刚钻的______比瓷器强;在死海中,不会游泳的人也可浮在水面上,这涉及到水的_________有关。
14.潜水艇是通过改变______达到上浮和下沉的;热气球通过加热空气或某些密度比空气小的气体(如氦气)从而获得较大的______升到空中的。(两空均选填“自身重力”或“浮力”)
15.将一块质量为60g、体积为100的物块浸没在水中后放手,物块最终处于_______(填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”)状态,此时物块浸入水中的体积是_______,物块受到的浮力为________N,(g取10N/kg,)
三、综合题
16.阅读短文,回答问题:
绝境重生的372舰艇
海水跃层也称“跃变层”,它是指海水中某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层,如果海水跃层是上层密度大、下层密度小的状态,形成负密度梯度跃变层,被称为“海中断崖”。潜艇在水下航行中,如突遭海中断崖,会急剧掉向海底,称为“掉深”, 大多数常规潜艇的有效潜深为300m,潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时,会被巨大的海水压力破坏,造成失事。我军372潜艇一次远航战备巡逻中,当时海区情况比较复杂,以前也碰见“掉深”的情况,但这次潜艇掉的又快又深,潜艇的主机舱管路发生破损,艇长王红理瞬间条件反射式发出命令:“损管警报!向所有水柜供气!”。不到10秒钟,应急供气阀门打开,所有水柜开始供气;1分钟内,上百个阀门关闭,数十种电气设备关闭;2分钟后,全艇各舱室封舱完毕。但“掉深”依然继续。3分钟后,掉深终于停止,深度计开始缓慢回升。 372潜艇闯过鬼门关,奋力自拔,化险为夷,创下了同类潜艇深度自拔的新纪录,创造了我军乃至世界潜艇史上的奇迹。
(1)“海中断崖”通常指潜艇遇到海水密度跃层,潜艇所处的海水密度突然变_______(选填“大”或“小”),所受的浮力突然_______(选填“增大”或“减小”),失去平衡而急剧下沉的一种现象。
(2)“打开应急高压气阀门,向水柜供气!”目的是排出水柜中的水,使潜水艇自身的重力_______(选填“增加”或“减少”)。
(3)向所有水柜供气后,潜艇掉深有所减缓,但不会立即停止,这是因为潜艇具有_______。
17.阅读短文,回答问题.
如图甲所示,2019年4月国产第二艘航母完成第五次出海试航,航母搭载的舰载机质量为5150kg,舰载飞机与甲板的总接触面积为5000cm2.飞机的推重比是指飞机发动机所产生的总推力与飞机总重量的比值.该舰载机以720km/h速度飞行时的推重比为1.2.
(1)下列说法中错误的是( )
A.航母的外壳采取硬度大的特种钢板制成的
B.航母静止在海面上受到平衡力
C.舰载机加速起飞过程中,惯性将变大
D.航母从江面航行到海面,航母将上浮一些
(2)海上刮西风,为便于舰载机起飞,航母航向应调整为________(选填“向东”或“向西”)航行.舰载机降落到甲板后,会受到阻拦索的阻挡而减速,是为了防止飞机因________继续滑行而掉入海中.
(3)舰载飞机对甲板的压强为________Pa.若因执行任务其中两架舰载机起飞后,则航母排开海水的体积减少了________m3.(海水的密度为1.03×103kg/m3,g取10N/kg)
(4)舰载机以720km/h速度飞行1080km,需要________h,其发动机推力的功率为________W(可以认为舰载机的总重不变).
(5)航母上的工作人员在不同海域取样部分海水,并利用以下方法测量某次取得的海水的密度.方法:取一个圆柱形杯身的杯子(杯子厚度忽略不计),先在其中装水密封后,放在水平桌面上,如图乙所示;再将杯子分别倒置在盛有水和海水的容器中,静止后杯子内外液面高度差如图丙和丁所示,则图丁中所取样的海水密度为________kg/m3.(水的密度为1.0×103kg/m3)
18.阅读短文,回答问题:
“圆梦”号飞艇
我国研发的平流层飞艇“圆梦”号(如图甲)已首飞成功,飞艇依靠浮力可升到20km高的平流层,其推进系统由太阳能电厂提供能量,推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡,可使飞艇长时间悬停.
平流层飞艇探测范围与高度的关系如表一所示:
飞行高度/km 20 40 50 80 100
探测范围半径/km 194 347 414 589 695
飞艇飞行时所受的空气阻力与风速的关系如表二所示:
平流层风速v/m·s-1 0 10 20 30 40
空气阻力f/N 0 90 360 810 1440
(1)飞艇球囊的外壳应选用密度较_________的材料制成.
(2)下列飞行器件中,其升空原理与飞艇相同的是_________;
A.孔明灯 B.飞机 C.火箭 D.风筝
(3)飞艇气囊内的气体密度比艇外的空气密度_________,当热气球总重力(含球囊内的空气) _________浮力时,热气球从地面开始升空.
(4)飞艇从近地面升到平流高空的过程中,所受大气压将_________,探测范围将_________; (以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
(5)若飞艇的气囊体积为3104m3,则飞艇在平流层受到的浮力约为_________N,平流层空气密度取 0.06kg/m3(g 取10N/kg)
(6)若飞艇从足够高处匀速竖直下降时,一重物从气球上掉下,随后飞艇将______(填运动情况).
(7)飞艇推进器的功效(功效是指推进器的推力与功率的比值)为0.01N/W,当飞艇推进器的功率为2.025104W时,平流层风速为_________m/s.
19.同种物质做成的甲、乙、丙、丁四个金属物体中,有两个是空心的,它们的质量如表1所示,体积如图所示。小杭把它们放入装有足够水的池中,四个金属物体(ρ水=1g/cm3)
表1
物体 甲 乙 丙 丁
质量m/g 3 5 9 3
(1)空心的是______(选填以下对应的字母)
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
(2)在水中静止时沉底的是______(选填以下对应的字母)
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
(3)在水中静止时物体排开水的体积最小的是______(选填以下对应的字母)
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】
A.三个长方体A、B、C完全相同,其自身重力也相同。A在甲液体中沉底,A受到的浮力小于自身重力;B在乙液体中悬浮,所受浮力等于自身重力;C在丙液体中漂浮,所受浮力等于自身重力。故B、C受到的浮力相等且大于A受到的浮力,即FA浮B.物体A在甲液体中沉底,甲液体密度小于物体A的密度;物体B在乙液体中悬浮,乙液体密度等于物体B的密度;物体C在丙液体中漂浮,丙液体密度大于物体C的密度;而三个物体完全相同,即三个物体密度也相同,所以三种液体的密度关系:ρ甲<ρ乙<ρ丙,所以丙烧杯中液体密度最大,故B正确,不符合题意;
C.物体上、下表面受到液体的压力差等于物体受到的浮力,B、C两物体所受浮力相等,B物体悬浮,下表面所受压力大于B受到的浮力;C物体上表面受到的压力为零,所以C物体下表面所受压力等于C受到的浮力;所以B物体下表面受到的液体压力大于C物体下表面受到的液体压力,即FB>FC,故C错误,符合题意;
D.烧杯对桌面的压强,烧杯底面积相同,烧杯对桌面的压力等于烧杯、物体和容器中液体的总重力。丙容器中液体最多,液体的密度最大,所以丙容器中液体重力最大;甲、乙两容器中液体体积相同,乙容器中液体密度较大,所以乙容器中液体重力大于甲容器中液体重力,所以丙容器对桌面的压力最大,乙次之,丙最小。所以烧杯对桌面的压强p甲故选C。
2.C
【详解】
A.大连舰、海南舰在水中处于漂浮状态,受到的重力等于其浮力,故A错误;
B.潜艇下潜的过程中,水的密度ρ水不变,所处深度h增大,根据可知,当潜艇下潜时,它受到的压强变大,又因为排开水的体积V排不变,根据可知,受到的浮力不变,故B错误;
C.海南舰始终漂浮于水面上,由漂浮条件可知,浮力等于重力,即F浮=G,当舰载直升机起飞后,海南舰的重力G减小,因海南舰仍处于漂浮状态,故所受浮力F浮要减小,因浮力减小,由阿基米德原理可知,排开水的体积减小,故C正确;
D. 长征18号潜艇受到的重力等于其浮力时,该艇可能处于漂浮状态,也可能处于悬浮状态,故D错误。
故选C。
3.D
【详解】
A.由图可知,物体排开水的体积的关系
VA排>VB排
根据F浮=ρ水gV排可知物块受到的浮力
F浮A>F浮B
故A错误;
BC.相同的容器内水面相平,因为
VA排>VB排
所以容器内水的体积大小关系
V甲<V乙
根据m=ρV可知,水的质量
m甲<m乙
物块和容器的质量都相同,总质量等于容器、物块和水的质量之和,所以总质量的关系
m总甲<m总乙
由G=mg可知总重力的关系
G总甲<G总乙
容器对地面的压力等于总重力,所以此时容器对地面的压力
F甲<F乙
容器的底面积相等,由可知,此时容器对地面的压强
p甲<p乙
故BC错误;
D.相同的容器内水面相平,根据p=ρ水gh可知水对容器底部的压强
p水甲=p水乙
容器的底面积相等,根据F=pS可知水对容器底部的压力
F水甲=F水乙
故D正确。
故选D。
4.A
【详解】
A.如图所示的装置,当风从该装置吹过时,其上下表面空气流动速度不同,导致其上下表面产生压强差,使该装置受到向上的力的作用,该力可以通过测力计指针的偏转来反映,所以该装置可以用来探究流体压强与流速关系,故A符合题意;
B.该装置是用弹簧测力计测量物体的重力,故B不符合题意;
C.该装置是托里拆利实验装置,用来测量大气压的值,故C不符合题意;
D.该装置是用密度计测量液体密度,故D不符合题意。
故选A。
5.D
【详解】
A.如图乙所示,当木块距离下表面为0时,钢丝绳上的拉力竖直向上,且大小等于木块的重力,木块的重力为7N,故A错误;
B.根据图乙可知,早用在钢丝绳上的力为0时,木块下表面距离水面的高度为7cm,并且木块处于漂浮状态,则浮力等于重力,即F浮=G,根据ρ水gV排=ρ物gV木,可知ρ水Sh=ρ物Sa,则正方形木块的边长为
故B错误;
C.当钢丝对木块在竖直方向的作用力F=6N时,正方体在水中受到的浮力为
F浮=G-F=7N-6N=1N
由公式F浮=ρ液gV排可得,木块排开水的体积为
故C错误;
D.木块全部浸没在水中受到的浮力为
故D正确。
故选D。
6.D
【详解】
核潜艇悬停时受到的重力和浮力大小相等。核潜艇完全没入水面之后,海水的密度不变,排开海水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力不变。核潜艇要继续下潜,需要重力大于浮力,需先向水舱内充水;当下潜至300m处悬停,此时重力需要等于浮力,由于浮力不变,所以需要水舱向外排水,使重力等于浮力核潜艇才能悬停在300m处。故D正确,ABC错误。
故选D。
7.C
【详解】
A.质量相等的甲、乙两只小球,因为
ρ甲<ρ乙
由可知两球的体积
V甲>V乙
故A不符合题意;
BCD.根据G=mg可知它们的重力相等,甲乙漂浮在酒精和水中,根据漂浮条件可知浮力等于重力,由于两球重力相等,所以浮力相等,根据阿基米德原理可知它们排开液体的重力相等,由G=mg可知它们的排开液体的质量相等,因为
ρ酒精<ρ水
由可知两小球排开液体的体积不相等,故C符合题意,BD不符合题意。
故选C。
8.C
【详解】
A.飞机在航母甲板上加速过程,飞机的运动状态发生改变,飞机受到非平衡力,故A错误;
B.惯性的大小只与质量大小有关,飞机飞离航母时,飞机的质量不发生改变,因此惯性的大小不变,故B错误;
C.飞机飞离航母后,航母的重力变小。航母飞机飞离航母前后,航母都漂浮在水面上,航母受到的浮力都等于重力,因此航母所受浮力变小,故C正确;
D.飞机获得向上的升力,是机翼上的空气流速快于机翼下的空气流速差,因此机翼上的竖直向下的压强小于机翼下的竖直向上的压强,产生向上的压强差,因此飞机获得向上的升力,故D错误。
故选C。
9.C
【详解】
A.同一支密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮,则
F浮甲=F浮乙=G
即浮力是相同的,故A错误;
B.密度计漂浮在液体中,由
F浮=ρ液gV排=G
密度计浸入液体的深度越大,说明液体的密度越小,即密度计越靠近上方的刻度,其相应的密度数值越小,故B错误;
C.由图可知,密度计在乙液体中排开的液体的体积小,根据ρ液=可知,乙液体的密度大,深度相同,根据p=ρgh可知,乙杯中液体对容器底的压强更大,故C正确;
D.因为密度计漂浮在液体中,则
F浮=G
ρ液gSh=G
ΔV=Sh
增大该密度计两条刻度线之间的距离,即ΔV变大,h变大,具体做法是:可适当增大配重或用更细的吸管,故D错误。
故选C。
10.A
【详解】
球在甲中漂浮,浮力等于重力,在乙中悬浮,浮力等于重力,两球的重力相等,所以两球浮力相等,即
F甲=F乙
在甲中漂浮,则
ρ甲>ρ球
在乙中悬浮,则
ρ乙=ρ球
所以
ρ甲>ρ乙
两个容器中液体的深度相同,根据公式p=ρgh可知
p甲>p乙
故选A。
11. ② 17500N 密度小,抗压能力强
【详解】
(1)[1]不锈钢具有强度高韧性好、耐腐蚀与钛合金材料类型相同。
(2)[2]4块压载铁体积
受到的浮力
4块压载铁重量
拉力的大小
(3)[3]为了满足设计需求,该材料需要具备密度小,抗压能力强的性质。
12. ρ ρga 上浮
【详解】
木块在液体中漂浮,浮力与重力相等, F浮=G,ρg(1-)V=ρ木gV,解得:ρ木=ρ;
木块露出液面的高度为a,所以浸入液面以下的部分高度为(1-)a=a,木块底部所受液体的压强p=ρga=ρga;
当把它露出液面的部分截去后,瞬时排开液体的体积不变,受到的浮力不变,但此时木块的重力减小,即此时受到的浮力大于自身的重力,故剩余部分将上浮.
13. 导热性 硬度 密度
【详解】
[1]由于泡沫材料有导热性差,保温性好的特点,所以室内装修时热水管通常要用泡沫材料包裹。
[2]金刚钻在工作时,需要较高的硬度,之所以采用“金刚钻”,是因为钻石的硬度很大。
[3]人体密度与水的密度差不多,死海海水由于含盐量太高,密度大于河水,所以不会游泳的人在河水中可能下沉,在死海中漂浮。
14. 自身重力 浮力
【详解】
[1]在水中,潜水艇受到水的浮力和重力的作用,
因为F浮=ρ水V排g,潜水艇的体积不变,排开水的体积不变,
所以潜水艇受到水的浮力不变;
把压缩空气压入潜水艇的压力舱,将海水排出,潜水艇自重G减小,当F浮>G时,潜水艇上浮;
打开压力舱的阀门,让海水进入压力舱内,潜水艇自重G增大,当F浮当F浮=G时,潜水艇悬浮,可以停留在任何深度;
由此可见,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自重来实现的。
[2]当给热气球内的气体加热时,气球内的气体膨胀、体积增大、密度减小,当自身所排开空气的重力大于本身的重力,即:F浮>G,热气球上浮;
当停止加热时,气球内的气体温度降低,体积收缩、密度增大,当自身所排开空气的重力小于本身的重力,即:F浮由此可见,热气球是通过改变气体的密度来实现上升或下降。
15. 漂浮 60 0.6
【详解】
[1]物块的密度
ρ===0.6×103kg/m3
物块的密度小于水的密度,物块浸没在水中后放手,物块最终漂浮在水面上。
[2][3]物块放入水中静止时漂浮,此时受到的浮力
F浮=GA=mg=0.06kg×10N/kg=0.6N
物块浸入水中的体积与排开水的体积相等,即
V浸=V排== =6×10-5m3=60cm3
16. 小 减小 减少 惯性
【详解】
(1)[1][2]“海中断崖”指潜艇所处的海水密度突然变小,而潜艇排开海水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,潜艇受到海水的浮力会突然减小,所以潜艇急剧下沉。
(2)[3]向水柜供气,是利用气压将水柜内的水排出,从而减小潜艇的重力,使潜艇的重力小于浮力而不再下沉。
(3)[4]向所有水柜供气后,潜艇的重力减小,但不会立即停止下沉,原因是潜艇具有惯性,要保持原来下沉的运动状态继续下沉。
17. C 向西 惯性 1.03×105 10 1.5 1.236×107 1.1×103
【详解】
第一空. A.钢的硬度大,所以可用作用航母的外壳,故A正确,不符合题意;
B.航母静止在海面上,处于平衡状态,受到力是平衡力,故B正确,不符合题意;
C.惯性与质量有关,舰载机加速起飞过程中,质量不变,惯性不变,故C错误,符合题意;
D.航母从江面航行到海面,始终处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,重力不变,受到的浮力不变,海水的密度大于江水的密度,根据F浮=ρ液gV排可知海水中排开液体的体积较小,会上浮一些,故D正确,不符合题意.
第二空. 海上刮西风,“辽宁号”航向应调整为向西行驶,飞机迎风起飞,机翼上面空气流速会更大,压强更小,更有利于飞机起飞;
第三空.舰载机降落到甲板后,为了防止飞机由于惯性继续滑行而掉入海中,受到阻拦索的阻挡而减速;
第四空.舰载飞机的重力
G=mg=5150kg×10N/kg=51500N,
对甲板的压力
F=G= 51500N,
舰载飞机对甲板的压强
p==1.03×105Pa;
第五空.根据F浮=G舰载机总=ρ海水gV排得排开海水体积减小量:
ΔV排==10m3;
第六空.舰载机飞行的时间
t==1.5h;
第七空.舰载机的速度
v=720km/h=200m/s,
该舰载机以720km/h速度飞行时的推力
F=1.2G=1.2×51500N=61800N,
发动机推力的功率
P==Fv=61800N×200m/s=1.236×107W;
第八空.设杯子的底面积为S,杯子在水中和在海水中受的浮力相等,
F浮水=F浮海水,
ρ水gV排=ρ海水gV排′,
ρ水g(V水+Sh2)=ρ海水g(V水+Sh3),
水的体积V水=Sh1,图中h1=0.10m,h2=0.032m,h3=0.02m,
解得:ρ海水=1.1×103kg/m3.
18. 小 A 小 小于 变小 变大 1.8×104 先减速下降后加速上升 15
【详解】
第一空.为不至使飞艇过重,相同体积时,密度越小,质量越小,重力越小,飞艇球囊的外壳应选用密度较小的材料制成.
第二空.飞艇充入的气体密度比空气小时,ρ物 < ρ空 ,空气对它的浮力大于重力,所以气球可以升入高空.
A.孔明灯升空是因为灯内气体受热膨胀,密度减小,浮力大于重力而升空的;
B. 飞机的机翼为上凸型,当飞机向前运动气流通过机翼的时候,在相同的时间内上方的气流走过的路程长所以速度快,空气流速越大压强越小,所以会产生一个向上的升力,飞机便上升
C. 火箭内的燃料燃烧时产生高温高压气体向下喷射,力的作用是相互的,火箭同时受到相反的作用力而飞上天
D. 风筝在空中飞行时,风筝上方的空气流速大压强小,风筝下方的空气流速小压强大.风筝上下方所受到的压力差形成向上的升力;
故升空原理与飞艇相同的是A孔明灯.
第三空.飞艇是利用它们在空气中的浮力来工作的; 飞艇内的气体密度小于空气的密度时,热气球从地面开始升空;
第四空.由阿基米德原理F浮=ρ空气gV排与G艇=ρ艇gV艇比较可知:
V排=V艇, ρ空气ρ艇,则F浮>G艇,飞艇才可以升空;
第五空.飞艇从近地面升到平流高空的过程中,高空空气密度小,所受大气压将减小;
第六空.由表一知,随高度上升,探测范围将变大.
第七空.飞艇在平流层受到的浮力:
F浮=ρ空气gV排=0.06kg/m3×10N/kg×3×104m3=1.8×104N;
第八空.若飞艇从足够高处匀速竖直下降时,浮力等于重力,一重物从气球上掉下,浮力不变,重力减小,浮力大于重力,飞艇将减速下降直到速度为零后又加速上升.
第九空.飞艇悬停在空中,因此飞艇受到的水平推力和阻力是一对平衡力,
由题意可得 =0.01N/W,
当飞艇推进器的功率为P=2.025×104W时
则此时飞艇推进器的推力为:
F=0.01N/WP=0.01N/W2.025×104W=202.5N;
由表二可以看出,飞艇飞行时所受的空气阻力与风速的平方成正比,即f=kv2,
当v=10m/s时,空气阻力f=90N,
即90N=k(10m/s)2,
解得k=,即f=v2,
当f=F=202.5N时,
风速v= ==15m/s.
19. BD ABC A
【详解】
(1)[1]由知道,甲、乙、丙、丁四个物体的密度分别为
由以上计算知道,同种材料制成的甲、乙、丙、丁四个物体,乙丁是空心的。
故选BD。
(2)[2]由于甲、乙、丙的密度都大于水的密度,由浮沉条件知道,在水中静止时会沉底,丁的密度小于水的密度,在水中会漂浮。
故选ABC。
(3)[3]由于甲、乙、丙在水中静止时会沉底,且甲的体积最小,由知道,甲、乙、丙中排开水的体积是最小的是甲。又因为甲丁的质量相同,重力相同,而丁漂浮,受到的浮力等于受到的重力,由阿基米德原理知道,排开水的体积大于甲排开水的体积,故在水中静止时物体排开水的体积最小的是甲。
故选A。
答案第1页,共2页
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