第2课时 浮力的应用
1.下列关于浮力知识的应用,说法正确的是( B )
A.一艘轮船在海里和河里航行时,在海里受的浮力大
B.密度计在不同液体中漂浮,浸入体积越小,则所测液体密度越大
C.阿基米德原理只适用于液体,不适用于气体
D.潜水艇像鱼一样是靠改变自身体积,从而改变所受的浮力,实现上浮下潜的
2.[2024·新疆]人体密度跟水的密度差不多.质量为40 kg的小明套着游泳圈(游泳圈重力不计)在游泳池中漂浮时,小明浸在水中的体积为他的体积的,则游泳圈浸在水中的体积约为( A )
A.10 dm3 B.20 dm3
C.30 dm3 D.40 dm3
3.如图所示,已知鸡蛋的质量为55 g,体积为50 cm3.将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(如图甲所示);逐渐将食盐溶解在水中,鸡蛋恰好悬浮(如图乙所示);继续溶解食盐,最终鸡蛋漂浮(如图丙所示).下列说法正确的是( B )
第3题图
A.图甲中鸡蛋所受浮力为0.55 N
B.图乙中盐水的密度是1.1×103 kg/m3
C.图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D.图中三种状态下浮力的大小关系是F甲<F乙<F丙
4.炎热夏天,人们通常会在装有水的玻璃杯中放入冰块,如图所示是小明将一块冰块放入水中后静止时的情景,下列说法正确的是( D )
第4题图
A.冰块受到的浮力大于重力
B.冰块的密度大于水的密度
C.向杯中加盐可以使冰块下沉
D.冰块熔化后,水对玻璃杯底的压强不变
5.[2023·陕西]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吨,吃水深度6.6 m.下列说法正确的是( C )
第5题图
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”号不能与其他舰船近距离并排航行,是因为流体流速越大,压强越大
6.[2023·孝感]物理课上,老师将整个橙子放入水中,漂浮在水面上,如图甲所示.将其切成大小两块,再次投入水中,发现大块仍漂浮,小块缓慢沉入水底,如图乙所示.下列说法正确的是( D )
第6题图
A.整个橙子的密度等于水的密度
B.大块橙子受到的浮力大于其重力
C.小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小
D.两块橙子受到浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力
7.[2023·广东模拟]如图甲所示为一种水下执行海洋环境监测任务的滑翔机,主要由图乙所示的密封舱、非密舱两部分组成.该滑翔机通过液压泵将油在内、外两个弹性油囊间来回转移,从而实现上浮和下潜的目的.关于该滑翔机的说法正确的是( C )
第7题图
A.主要通过改变自重实现上浮或下潜
B.上浮时油从外油囊转移到内油囊
C.悬浮在水中时排开水的重力等于自重
D.下潜过程中所受水的压强不变
8.[2024·南通一模]如图所示,用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在矿泉水瓶内,拧紧瓶盖使其密封,用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”上浮.下列说法正确的是( C )
第8题图
A.“浮沉子”下沉过程中,所受液体压强不变
B.“浮沉子”沉到瓶底时,所受重力等于它受到的浮力
C.“浮沉子”开始上浮时,所受重力小于它受到的浮力
D.挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”不可能悬浮在水中
9.[2024·青岛一模]探究小组在课后服务时间制作了一个潜水艇模型,利用注射器向大试管中注气和抽气,就可以调整大试管在水中的状态.调节大试管刚好在水中悬浮,如图所示.忽略软胶管在水中的体积变化和对大试管的作用力,则( B )
第9题图
A.悬浮时,大试管排开水的重力大于所受浮力
B.将注射器的活塞往里推,大试管将会上浮
C.将注射器的活塞往外拉,大试管排开水的重力将会增大
D.处于悬浮状态时,向水中加盐,大试管会下沉
10.[2023·武汉模拟]海洋内部的海水密度并不是完全相同的,在个别海域存在海水上层密度大、下层密度小的情况,俗称“海底断崖”.若潜艇遇到这种情况,所受浮力会急剧减小而直坠深海,受到海水的压强增大导致失事.(前两空均填“增大”“减小”或“不变”)我国的372潜艇曾遭遇“海底断崖”造成的“掉深”险情,现场官兵临危不惧,迅速操作潜艇使水仓向外排水(填“向内吸水”或“向外排水”),成功上浮,创造了全球潜艇史上的重大奇迹.
11.[2023·成都]如图甲所示是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,其内部有两个气囊,主气囊内充满氦气(密度小于空气),副气囊内充有空气.当驻空的浮空艇要上浮时,排出副气囊内的部分空气,使浮空艇受到的重力小于浮力,实现上浮.图乙是国产大飞机C919,飞机在空中飞行时,机翼上表面的空气流速大,压强小,机翼的上下表面形成压力差,使飞机获得升力.
第11题图
12.[2023·齐齐哈尔]有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯中盛满酒精,乙溢水杯中盛满某种液体.将一个不吸收任何液体的小球轻轻地放入甲溢水杯中,小球浸没在酒精中,溢出酒精的质量是80 g;将小球从甲溢水杯中取出后擦干,再轻轻地放入乙溢水杯中,溢出液体的质量是80 g,小球露出液面的体积与浸入液体中的体积之比为1∶2.已知ρ酒精=0.8×103 kg/m3,则小球的密度是0.8×103kg/m3;乙溢水杯中液体的密度是1.2×103kg/m3.
13.[2022·益阳]我国从远古时代就开始利用浮力了.考古工作者发现,在距今7 500年前的新石器时期,我国古代劳动人民就制造出了独木舟,如图所示.该独木舟外形可看成一个长方体,它长2 m、宽50 cm、高15 cm,质量为50 kg,g取10 N/kg,ρ水=1×103 kg/m3.求:
第13题图
(1)当独木舟底部距离水面10 cm时,底部受到的压强;
(2)独木舟空载时受到的浮力;
(3)独木舟能承载的最大货物的重量.
解:(1)当独木舟底部距离水面10 cm时,底部受到的压强:
p=ρgh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1×103 Pa;
(2)独木舟空载时漂浮在水面上,受到的浮力等于独木舟的重力,即
F浮=G舟=m舟g=50 kg×10 N/kg=500 N;
(3)当独木舟船舷刚好与水面相平时,所能承载的货物的重量最大,此时独木舟浸在水中的体积:V排=2 m×0.5 m×0.15 m=0.15 m3,
此时独木舟受到的浮力:
F′浮=ρgV排
=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.15 m3
=1.5×103 N,
因为独木舟漂浮,则独木舟承载货物后的总重力:G总=F′浮=1.5×103 N,
独木舟能承载的最大货物的重量:G货=G总-G舟=1.5×103 N-500 N=1×103 N.
14.[2024·扬州]扬州中国大运河博物馆展示了各种古代船只模型.
第14题图
(1)资料显示:“丝网船”最大载重为5 t.若船和货物总质量为6×103 kg,船静止在水中时所受浮力为6×104N,排开水的体积为6m3.(g取10 N/kg)
(2)资料显示:“沙飞船”航速迅捷.同向并排行驶的两条“沙飞船”要保持安全距离,是因为两船较近时,中间流速大,流体压强较小.
(3)如图所示,游客站在静止的仿制“沙飞船”的船头,能从各个方向观看到投影画面,这是因为光在投影幕上发生了漫反射;投影画面向后移动,游客会产生船向前行的感觉,是由于运动具有相对性.
15.[2024·重庆]如图所示是某型号水下机器人.该机器人可以通过三种方式控制浮沉,第一种是机器人内部水舱充放水,水舱的容积为4×10-3 m3;第二种是利用推进器提供竖直向上的推力F推,F推可以在0~30 N之间调节;第三种是在机器人外部加装不同数量的浮块,每个浮块质量均为0.4 kg,体积均为1×10-3 m3.已知该机器人水舱未充水时的质量为9.5 kg,未装浮块时,机器人的总体积为1.2×10-2 m3,g取10 N/kg(体积不变,含机械臂).
第15题图
(1)求150 m深处水的压强;
(2)求当机器人未加浮块、水舱充满水浸没在水中悬停时,F推的大小;
(3)深处水底有一物体(未与水底紧密接触),其密度均匀且为2.5×103 kg/m3,体积为4×10-3 m3,需机器人潜入水中用机械臂抓住物体打捞上来,为确保打捞顺利进行,机器人下水前需制订好能让机器人抓住物体上浮的方案,在F推调到30 N的情况下,还需如何利用另外两种方式实现上浮,请通过计算给出一种合理方案.
解:(1)150 m深处水的压强为
p=ρgh=1×103 kg/m3×10 N/kg×150 m=1.5×106 Pa;
(2)该机器人水舱未充水时的重力为
G=mg=9.5 kg×10 N/kg=95 N,
水舱充满水,水的重力为
G水=m水g=ρVg=1×103 kg/m3×4×10-3 m3×10 N/kg=40 N,
浮力为
F浮=ρgV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×1.2×10-2 m3=120 N,
悬停时,根据二力平衡,所需推力
F推+F浮=G+G水,
F排=G+G水-F浮=95 N+40 N-120 N=15 N;
(3)物体重力为
G物=m物g=ρ物V物g=2.5×103 kg/m3×4×10-3 m3×10 N/kg=100 N,
物体浮力为
F浮′=ρgV排′=1×103 kg/m3×10 N/kg×4×10-3 m3=40 N,
物体要上浮,需要的拉力为
F拉=G物-F浮′=100 N-40 N=60 N,
将水舱排空,机器人可产生拉力为
F′=F浮-G=120 N-95 N=25 N,
当F推调为30 N时,则还需要的升力由浮块提供,为F浮块=F拉-F′-F推′=60 N-25 N-30 N=5 N,
每个浮块重力为G浮块=m浮块g=0.4 kg×10 N/kg=4 N,
每个浮块浮力为F浮块=ρgV浮块排=1×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3 m3=10 N,
每个浮块可产生升力为
F浮块′=F浮块-G浮块=10 N-4 N=6 N,
因此,在F推调到30 N的情况下,还可以将水舱中水排空,并用一个浮块,即可让机器人抓住物体上浮.第3节 物体的浮沉条件及应用
第1课时 物体的浮沉条件
1.[2023·金昌]2023年4月,我国东部战区组织了环台岛军事演习,这是对“台独”分裂势力与外部反华势力勾连挑衅的严重警告,是捍卫国家主权和领土完整的必要行动.如图所示为参加演习的我国辽宁号航空母舰,当战斗机从军舰上起飞后( B )
第1题图
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
2.[2023·凉山]如图所示,两个相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体.将体积相同、密度不同的实心球A、B分别放入容器中静止时,A球悬浮,B球漂浮,h1
第2题图
A.两个小球受到的重力:GAB.两个小球受到的浮力:FA浮>FB浮
C.两种液体的密度:ρ甲<ρ乙
D.两个容器对桌面的压强:p甲>p乙
3.[2024·巴中]一个体积为100 cm3、质量为90 g的球放入足够深的水中,静止后的状态及所受浮力大小为( A )
A.漂浮0.9 N B.漂浮1 N
C.沉底0.9 N D.沉底1 N
4.[2024·佛山期中]在两个烧杯内盛有甲、乙两种液体,将瓶口扎有橡皮膜的同一小瓶,分别放入甲、乙液体中,均处于悬浮状态且开口朝下,小瓶在甲液体中橡皮膜的凹陷程度较大,如图所示.轻触乙液体中的小瓶使其下沉.下列说法正确的是( B )
第4题图
A.甲液体的密度比乙液体的密度小
B.下沉过程中,小瓶所受浮力变小
C.下沉过程中,橡皮膜所受液体压强不变
D.悬浮时,小瓶在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小
5.[2024·南通]将新鲜度不同的甲、乙两鸡蛋放入水中,静止时的状态如图所示,下列说法正确的是( B )
第5题图
A.若甲、乙体积相等,甲受到的浮力小
B.若甲、乙质量相等,甲受到的浮力小
C.向杯中加盐水后,乙受到的浮力变大
D.向杯中加酒精后,乙受到的浮力变大
6.[2022·湖南]冬至,小静煮饺子时发现,当饺子刚刚下锅会沉在水底,此时饺子所受的浮力小于重力;在水中煮一会儿,饺子就会胀浮在水面上,此时饺子所受的浮力等于(填“大于”“等于”或“小于”)重力.
7.[2023·淄博]如图所示,将高为5 cm的长方体木块缓慢放入盛满水的容器中,静止时木块在水面上漂浮,下表面到水面的距离为3 cm,排开水的重力为3 N.则木块下表面受到水的压强是300Pa,木块受到的浮力是3N,木块的质量是0.3kg,木块的密度是6×102kg/m3.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
第7题图
8.[2023·宜昌]如图所示,重为 0.5 N 的鸡蛋漂浮在装有淡盐水的玻璃杯中,鸡蛋受到的浮力是0.5N,若再往玻璃杯中加盐,鸡蛋受到的浮力将不变(填“变大”“不变”或“变小”).
第8题图
9.[2023·威海]如图所示,长方体容器内装有水,将苹果放入后漂浮(水未溢出),则水对容器底增加的压力等于苹果的重力;苹果下方M点与相同深度的N点受到水的压强分别为pM、pN,则pM等于pN.(两空均填“大于”“等于”或“小于”)
第9题图
10.[2024·广东]如图所示,乒乓球漂浮在水面,请在O点画出乒乓球受到的重力G和浮力F浮.
第10题图
答案:如图所示:
第10题图
11.[2024·达州]如图甲所示,悬挂在弹簧测力计下的实心圆柱体A浸没在水中,将其缓慢拉出水面(忽略物体带出的水),弹簧测力计的示数F与物体上升的高度h之间的变化图像如图乙所示.然后将体积为2 000 cm3的实心物体B用细线和A连接在一起,如图丙所示放入水中,A、B刚好悬浮.细线的重力和体积忽略不计,ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg,下列说法正确的是( D )
第11题图
A.A浸没在水中所受浮力为10 N
B.A的底面积为50 cm2
C.B的重力为20 N
D.B的密度为0.75×103 kg/m3
解析:A.由图乙可知,当h处于0~10 cm时,弹簧测力计的示数不变,说明圆柱体A未露出水面,此时弹簧测力计的示数F示=5 N,当h处于20 cm以上时,弹簧测力计的示数不变,说明圆柱体A已完全露出水面,此时弹簧测力计的示数F示′=10 N,则圆柱体A受到的重力G=F示′=10 N圆柱体A浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F示=10 N-5 N=5 N,故A错误;B.由F浮=ρ水gV排可得,圆柱体A的体积VA=V排===5×10-4 m3,若圆柱体A拉离水面时容器中的水面高度不变,则圆柱体A的底面积SA===5×10-3 m2=50 cm2,实际圆柱体A拉出水面时,容器中的水面在下降,物体A从刚露出水面到离开水面时移动的距离与圆柱体A的高度不相等,故B错误;C.将体积为2 000 cm3的实心物体B用细线和A连接在一起,放入水中,A、B刚好悬浮,则A、B的总重力G总=F浮′=ρ水gV排=ρ水g(VA+VB)=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(5×10-4 m3+2×10-3 m3)=25 N,则B的重力GB=G总-GA=25 N-10 N=15 N,故C错误;D.B的密度ρB====0.75×103 kg/m3,故D正确.故选D.
12.[2024·上海]如图1所示,将盛有液体的容器甲、乙两容器竖直放在水平面上.甲中液体未知,乙中液体为水,容器的质量和厚度都忽略不计.
(1)若甲容器中液体质量为1.2 kg,受力面积为1.2×10-3 m2,求甲容器对地面的压强p甲;
(2)若乙容器中水的质量为1.5 kg,求乙中水的体积V水;
(3)如图2所示,若在乙容器中再加入一定水,则此时水的深度为0.2 m,将容器乙放进容器甲中,容器甲的液面比容器乙的水面高0.05 m,求此时甲容器中液体的密度.
第12题图
解:(1)容器的质量和厚度都忽略不计,则甲容器中液体的重力:G甲=m液g=1.2 kg×10 N/kg=12 N,
甲容器对地面的压力:F甲=G甲=12 N,甲容器对地面的压强:p甲===1×104 Pa;
(2)乙中水的体积V乙水===1.5×10-3 m3;
(3)以容器整体为受力分析对象,因为容器的质量和厚度都忽略不计,故G乙=G水,乙容器在甲中漂浮,故G乙=F浮=G排,
即ρ水S乙h乙水g=ρ液gS乙(h乙水+Δh),得
ρ液===800 kg/m3.第3节 物体的浮沉条件及应用
第1课时 物体的浮沉条件
1.[2023·金昌]2023年4月,我国东部战区组织了环台岛军事演习,这是对“台独”分裂势力与外部反华势力勾连挑衅的严重警告,是捍卫国家主权和领土完整的必要行动.如图所示为参加演习的我国辽宁号航空母舰,当战斗机从军舰上起飞后( )
第1题图
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
2.[2023·凉山]如图所示,两个相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体.将体积相同、密度不同的实心球A、B分别放入容器中静止时,A球悬浮,B球漂浮,h1第2题图
A.两个小球受到的重力:GAB.两个小球受到的浮力:FA浮>FB浮
C.两种液体的密度:ρ甲<ρ乙
D.两个容器对桌面的压强:p甲>p乙
3.[2024·巴中]一个体积为100 cm3、质量为90 g的球放入足够深的水中,静止后的状态及所受浮力大小为( )
A.漂浮0.9 N B.漂浮1 N
C.沉底0.9 N D.沉底1 N
4.[2024·佛山期中]在两个烧杯内盛有甲、乙两种液体,将瓶口扎有橡皮膜的同一小瓶,分别放入甲、乙液体中,均处于悬浮状态且开口朝下,小瓶在甲液体中橡皮膜的凹陷程度较大,如图所示.轻触乙液体中的小瓶使其下沉.下列说法正确的是( )
第4题图
A.甲液体的密度比乙液体的密度小
B.下沉过程中,小瓶所受浮力变小
C.下沉过程中,橡皮膜所受液体压强不变
D.悬浮时,小瓶在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小
5.[2024·南通]将新鲜度不同的甲、乙两鸡蛋放入水中,静止时的状态如图所示,下列说法正确的是( )
第5题图
A.若甲、乙体积相等,甲受到的浮力小
B.若甲、乙质量相等,甲受到的浮力小
C.向杯中加盐水后,乙受到的浮力变大
D.向杯中加酒精后,乙受到的浮力变大
6.[2022·湖南]冬至,小静煮饺子时发现,当饺子刚刚下锅会沉在水底,此时饺子所受的浮力 重力;在水中煮一会儿,饺子就会胀浮在水面上,此时饺子所受的浮力 (填“大于”“等于”或“小于”)重力.
7.[2023·淄博]如图所示,将高为5 cm的长方体木块缓慢放入盛满水的容器中,静止时木块在水面上漂浮,下表面到水面的距离为3 cm,排开水的重力为3 N.则木块下表面受到水的压强是 Pa,木块受到的浮力是 N,木块的质量是 kg,木块的密度是 kg/m3.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
第7题图
8.[2023·宜昌]如图所示,重为 0.5 N 的鸡蛋漂浮在装有淡盐水的玻璃杯中,鸡蛋受到的浮力是 N,若再往玻璃杯中加盐,鸡蛋受到的浮力将 (填“变大”“不变”或“变小”).
第8题图
9.[2023·威海]如图所示,长方体容器内装有水,将苹果放入后漂浮(水未溢出),则水对容器底增加的压力 苹果的重力;苹果下方M点与相同深度的N点受到水的压强分别为pM、pN,则pM pN.(两空均填“大于”“等于”或“小于”)
第9题图
10.[2024·广东]如图所示,乒乓球漂浮在水面,请在O点画出乒乓球受到的重力G和浮力F浮.
第10题图
11.[2024·达州]如图甲所示,悬挂在弹簧测力计下的实心圆柱体A浸没在水中,将其缓慢拉出水面(忽略物体带出的水),弹簧测力计的示数F与物体上升的高度h之间的变化图像如图乙所示.然后将体积为2 000 cm3的实心物体B用细线和A连接在一起,如图丙所示放入水中,A、B刚好悬浮.细线的重力和体积忽略不计,ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg,下列说法正确的是( )
第11题图
A.A浸没在水中所受浮力为10 N
B.A的底面积为50 cm2
C.B的重力为20 N
D.B的密度为0.75×103 kg/m3
12.[2024·上海]如图1所示,将盛有液体的容器甲、乙两容器竖直放在水平面上.甲中液体未知,乙中液体为水,容器的质量和厚度都忽略不计.
(1)若甲容器中液体质量为1.2 kg,受力面积为1.2×10-3 m2,求甲容器对地面的压强p甲;
(2)若乙容器中水的质量为1.5 kg,求乙中水的体积V水;
(3)如图2所示,若在乙容器中再加入一定水,则此时水的深度为0.2 m,将容器乙放进容器甲中,容器甲的液面比容器乙的水面高0.05 m,求此时甲容器中液体的密度.
第12题图第2课时 浮力的应用
1.下列关于浮力知识的应用,说法正确的是( )
A.一艘轮船在海里和河里航行时,在海里受的浮力大
B.密度计在不同液体中漂浮,浸入体积越小,则所测液体密度越大
C.阿基米德原理只适用于液体,不适用于气体
D.潜水艇像鱼一样是靠改变自身体积,从而改变所受的浮力,实现上浮下潜的
2.[2024·新疆]人体密度跟水的密度差不多.质量为40 kg的小明套着游泳圈(游泳圈重力不计)在游泳池中漂浮时,小明浸在水中的体积为他的体积的,则游泳圈浸在水中的体积约为( )
A.10 dm3 B.20 dm3
C.30 dm3 D.40 dm3
3.如图所示,已知鸡蛋的质量为55 g,体积为50 cm3.将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(如图甲所示);逐渐将食盐溶解在水中,鸡蛋恰好悬浮(如图乙所示);继续溶解食盐,最终鸡蛋漂浮(如图丙所示).下列说法正确的是( )
第3题图
A.图甲中鸡蛋所受浮力为0.55 N
B.图乙中盐水的密度是1.1×103 kg/m3
C.图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D.图中三种状态下浮力的大小关系是F甲<F乙<F丙
4.炎热夏天,人们通常会在装有水的玻璃杯中放入冰块,如图所示是小明将一块冰块放入水中后静止时的情景,下列说法正确的是( )
第4题图
A.冰块受到的浮力大于重力
B.冰块的密度大于水的密度
C.向杯中加盐可以使冰块下沉
D.冰块熔化后,水对玻璃杯底的压强不变
5.[2023·陕西]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吨,吃水深度6.6 m.下列说法正确的是( )
第5题图
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”号不能与其他舰船近距离并排航行,是因为流体流速越大,压强越大
6.[2023·孝感]物理课上,老师将整个橙子放入水中,漂浮在水面上,如图甲所示.将其切成大小两块,再次投入水中,发现大块仍漂浮,小块缓慢沉入水底,如图乙所示.下列说法正确的是( )
第6题图
A.整个橙子的密度等于水的密度
B.大块橙子受到的浮力大于其重力
C.小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小
D.两块橙子受到浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力
7.[2023·广东模拟]如图甲所示为一种水下执行海洋环境监测任务的滑翔机,主要由图乙所示的密封舱、非密舱两部分组成.该滑翔机通过液压泵将油在内、外两个弹性油囊间来回转移,从而实现上浮和下潜的目的.关于该滑翔机的说法正确的是( )
第7题图
A.主要通过改变自重实现上浮或下潜
B.上浮时油从外油囊转移到内油囊
C.悬浮在水中时排开水的重力等于自重
D.下潜过程中所受水的压强不变
8.[2024·南通一模]如图所示,用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在矿泉水瓶内,拧紧瓶盖使其密封,用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”上浮.下列说法正确的是( )
第8题图
A.“浮沉子”下沉过程中,所受液体压强不变
B.“浮沉子”沉到瓶底时,所受重力等于它受到的浮力
C.“浮沉子”开始上浮时,所受重力小于它受到的浮力
D.挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”不可能悬浮在水中
9.[2024·青岛一模]探究小组在课后服务时间制作了一个潜水艇模型,利用注射器向大试管中注气和抽气,就可以调整大试管在水中的状态.调节大试管刚好在水中悬浮,如图所示.忽略软胶管在水中的体积变化和对大试管的作用力,则( )
第9题图
A.悬浮时,大试管排开水的重力大于所受浮力
B.将注射器的活塞往里推,大试管将会上浮
C.将注射器的活塞往外拉,大试管排开水的重力将会增大
D.处于悬浮状态时,向水中加盐,大试管会下沉
10.[2023·武汉模拟]海洋内部的海水密度并不是完全相同的,在个别海域存在海水上层密度大、下层密度小的情况,俗称“海底断崖”.若潜艇遇到这种情况,所受浮力会急剧 而直坠深海,受到海水的压强 导致失事.(前两空均填“增大”“减小”或“不变”)我国的372潜艇曾遭遇“海底断崖”造成的“掉深”险情,现场官兵临危不惧,迅速操作潜艇使水仓 (填“向内吸水”或“向外排水”),成功上浮,创造了全球潜艇史上的重大奇迹.
11.[2023·成都]如图甲所示是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,其内部有两个气囊,主气囊内充满氦气(密度小于空气),副气囊内充有空气.当驻空的浮空艇要上浮时,排出副气囊内的部分空气,使浮空艇受到的重力 浮力,实现上浮.图乙是国产大飞机C919,飞机在空中飞行时,机翼上表面的空气流速大,压强 ,机翼的上下表面形成压力差,使飞机获得升力.
第11题图
12.[2023·齐齐哈尔]有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯中盛满酒精,乙溢水杯中盛满某种液体.将一个不吸收任何液体的小球轻轻地放入甲溢水杯中,小球浸没在酒精中,溢出酒精的质量是80 g;将小球从甲溢水杯中取出后擦干,再轻轻地放入乙溢水杯中,溢出液体的质量是80 g,小球露出液面的体积与浸入液体中的体积之比为1∶2.已知ρ酒精=0.8×103 kg/m3,则小球的密度是 kg/m3;乙溢水杯中液体的密度是 kg/m3.
13.[2022·益阳]我国从远古时代就开始利用浮力了.考古工作者发现,在距今7 500年前的新石器时期,我国古代劳动人民就制造出了独木舟,如图所示.该独木舟外形可看成一个长方体,它长2 m、宽50 cm、高15 cm,质量为50 kg,g取10 N/kg,ρ水=1×103 kg/m3.求:
第13题图
(1)当独木舟底部距离水面10 cm时,底部受到的压强;
(2)独木舟空载时受到的浮力;
(3)独木舟能承载的最大货物的重量.
14.[2024·扬州]扬州中国大运河博物馆展示了各种古代船只模型.
第14题图
(1)资料显示:“丝网船”最大载重为5 t.若船和货物总质量为6×103 kg,船静止在水中时所受浮力为 N,排开水的体积为 m3.(g取10 N/kg)
(2)资料显示:“沙飞船”航速迅捷.同向并排行驶的两条“沙飞船”要保持安全距离,是因为两船较近时,中间流速大,流体压强 .
(3)如图所示,游客站在静止的仿制“沙飞船”的船头,能从各个方向观看到投影画面,这是因为光在投影幕上发生了 ;投影画面向后移动,游客会产生船向前行的感觉,是由于运动具有 .
15.[2024·重庆]如图所示是某型号水下机器人.该机器人可以通过三种方式控制浮沉,第一种是机器人内部水舱充放水,水舱的容积为4×10-3 m3;第二种是利用推进器提供竖直向上的推力F推,F推可以在0~30 N之间调节;第三种是在机器人外部加装不同数量的浮块,每个浮块质量均为0.4 kg,体积均为1×10-3 m3.已知该机器人水舱未充水时的质量为9.5 kg,未装浮块时,机器人的总体积为1.2×10-2 m3,g取10 N/kg(体积不变,含机械臂).
第15题图
(1)求150 m深处水的压强;
(2)求当机器人未加浮块、水舱充满水浸没在水中悬停时,F推的大小;
(3)深处水底有一物体(未与水底紧密接触),其密度均匀且为2.5×103 kg/m3,体积为4×10-3 m3,需机器人潜入水中用机械臂抓住物体打捞上来,为确保打捞顺利进行,机器人下水前需制订好能让机器人抓住物体上浮的方案,在F推调到30 N的情况下,还需如何利用另外两种方式实现上浮,请通过计算给出一种合理方案.