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第八章 浮力
第三节 浮力的利用
知识清单
一、轮船
1.采用“空心”的办法,增加 ,从而增大所受的浮力.
2.排水量:轮船 .排水量的多少代表轮船的大小.
提示
当轮船满载航行时处于漂浮状态,所受浮力等于轮船所受到的总重力,即而因此,即轮船排水量等于轮船自身
的质量与满载时货物的质量之和.
二、潜艇
靠水舱充水或排水,改变 来实现上浮和下沉.
三、气球和飞艇
里面充的气体密度 空气密度,靠改变 来改变浮力的大小,实现升降.
基础演练
考点一 轮船
1.小明在课外活动中用三块大小相同的橡皮泥做成小船,把它们放在盛有水的水槽中,然后往小船内放入不同质量的物体它们均能漂浮在水面上,如图所示.针对此现象,下列说法正确的是 ( )
A.三只小船受到的浮力相等
B.三只小船底面受到的压力相等
C.小船所装物体越重,受到的浮力越大
D.小船所装物体越轻,受到的浮力越大
2. 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
3.2022年6月17日,我国第三艘航空母舰“福建舰”下水,“福建舰”满载排水量约为8万吨,在海水中吃水深度为15m,该航母满载时,底部最低处受到海水的压强为_______________Pa;若一架舰载直升机飞离航母后,航母排开的海水体积减小5m ,则该直升机的质量是 kg.(海水密度取1.0×10 kg/m ,g取10N/kg)
考点二 潜艇和气球
4.潜艇在国防中起到了重要作用,下列关于潜艇涉及的相关知识正确的是 ( )
A.潜艇的浮沉是通过改变自身体积实现的
B.潜艇浸没在水中越深,受到的浮力越大
C.悬浮在水中的潜艇受到的浮力等于自身重力
D.水对潜艇上表面的压强大于下表面的压强
5.如图所示为同一艘潜艇在水中上浮和下潜时的情景示意图,其中潜艇正在水中上浮的是 (选填“甲”或“乙”)图,正在水中下潜的是 (选填“甲”或“乙”)图.在两种情景中,潜艇所受的浮力分别为. 则(选填“>”“=”或“<”).
6.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,囊体上层装有压缩氦气.通过向艇外排出下层部分的空气而实现上升,高度可达到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
7.氢气球、热气球、飞艇能上升到空中,是因为氢气、热空气以及飞艇中的氦气的密度比空气 ,它们的重力比所受的浮力 .(均选填“大”或“小”)
易错点 不明确上浮物体的浮力与下沉物体的浮力的大小关系
8.小明分别拿着体积相同的木块和石块,把它们都浸没于水中,同时松开手时,他看到木块上浮,石块下沉,在木块未露出水面前,下列说法正确的是 ( )
A.木块受到的浮力等于自身重力 B.石块受到的浮力等于自身重力
C.木块受到的浮力等于石块受到的浮力 D.木块受到的浮力大于石块受到的浮力
能力提升
9.中国海监在钓鱼岛海域放置浮标以监测我国领海的水文变化.监测发现,从春季至夏季,海水温度上升、体积膨胀导致密度减小.此过程中,如图所示,若浮标体积保持不变,则
( )
A.浮力变大,露出海面体积变小 B.浮力变小,露出海面体积变大
C.浮力不变,露出海面体积变大 D.浮力不变,露出海面体积变小
10.两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙,制成了A、B两支密度计,放入同一个盛有水的烧杯中,静止后如图所示.下列说法正确的是 ( )
A.密度计A所受浮力较小 B.密度计B所受重力较小
C.两密度计底部所受水的压强相等 D.两密度计在水面处的刻度值不同
11.某同学制作了如图所示的潜艇模型,下列说法错误的是 ( )
A.潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的
B.向内推注射器活塞,水会被压入试管中,可实现潜艇下沉
C.向外拉注射器活塞,试管内水量适当时,可实现潜艇悬浮
D.潜艇模型的试管上绕些铁丝,可保持试管稳定
12.如图是“蛟龙”号完成下潜任务后,逐渐浮出水面的情景,当排开水的质量为2000t时,所受海水的浮力是 N;在“蛟龙”号浮出水面的过程中,浮力将_____________(选填“变大”“变小”或“不变”). 10 kg/m ,g取10N/kg)
13.如图所示,水中有一支长14cm、底部嵌有铁块的蜡烛,露出水面的长度为1cm,点燃蜡烛,至蜡烛熄灭时,水对容器底部产生的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”).熄灭时蜡烛所剩长度为 cm.
14.如图所示,将物体A放入水中时悬浮,将物体B放入水中时有一半的体积露出水面,将物体A置于物体B上再放入水中时,物体B有三分之一的体积露出水面,则两物体的体积之比物体B 的密度是 kg/m .
素养培育
15.小明利用吸管、细铜丝、石蜡等材料自制密度计.
(1)小明将自制的密度计放入水中,使密度计 .密度计在水中和在待测液体中所受浮力 (选填“相等”或“不相等”),小明用刻度尺测出密度计的长度为L,然后将密度计放入水中,测出密度计露出水面的高度为h ;将该密度计放入待测液体中,测出密度计露出该液体表面的高度为h ,如图所示.已知水的密度为,利用测量的物理量和ρ水计算待测液体的密度,请写出待测液体密度的表达式:= .
(2)小军也用吸管制作了一支密度计,他发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,为此同学们提出了如下改进方案,其中可行的是_____________(填序号).
A.换大的容器盛放液体做实验 B.换细的吸管制作密度计
C.换稍长的吸管制作密度计 D.适当减小密度计的配重
参考答案
知识清单
一、1.排开水的体积 2.满载时排开水的质量
二、自身重力
三、小于 自身体积
基础演练
1. C 2. B
3.1.5×10 5×10 4. C 5.乙 甲 =
6. C 7.小 小 8. C
能力提升
9. D 10. A 11. B
12.2×10 变小 13.变小 4 14.1 :6 0.5×10
素养培育
15.(1)竖直漂浮在水中 相等 (2)B
[解析](1)密度计是根据漂浮的条件来工作的,所以将自制的密度计放入水中,需要使密度计竖直漂浮在水中.密度计在水、待测液体中均处于漂浮状态,所受浮力都等于自身重力,即G.当将密度计放入盛水的容器时,“密度计”浸入水中的深度为L-h ;则根据和漂浮条件可知:
当将密度计放入盛待测液体的容器中时,密度计浸入液体中的深度为同理可得mg=ρg(L-h )S②,联立①②可得,
(2)为使测量结果更准确,应使密度计上两条刻度线之间的距离大一些,因为△V=S△h,所以要使△h变大,应减小密度计的横截面积S,具体做法是用更细的吸管,B可行.
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