專(zhuān)題4水的浮力（原卷版）

專(zhuān)題4水的浮力一．選擇題（共7小題）1．（2023?紹興）2023年3月，“探索一號(hào)“科考船完成了首次環(huán)大洋洲載人深潛科考任務(wù)，搭載的“奮斗者”號(hào)多次完成了深度超過(guò)萬(wàn)米的下潛。不考慮海水密度與潛水器體積的變化，潛水器在海面下下潛的過(guò)程中（）A．浮力不變，壓強(qiáng)變大 B．浮力變大，壓強(qiáng)變大 C．浮力變大，壓強(qiáng)不變 D．浮力不變，壓強(qiáng)不變2．（2023?浙江）將裝滿(mǎn)水的溢水杯放在天平左盤(pán)，砝碼放右盤(pán)，調(diào)節(jié)天平至指針指向分度盤(pán)中央。向溢水杯里輕放一個(gè)密度比水小的蠟塊，待蠟塊靜止，排開(kāi)的水全部流入量筒后（如圖），下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．天平指針仍指向分度盤(pán)中央刻度 B．蠟塊受到的浮力大于蠟塊的重力 C．量筒中水的質(zhì)量小于蠟塊的質(zhì)量 D．量筒中水的體積等于蠟塊的體積3．（2022?湖州）兩個(gè)邊長(zhǎng)相同、材料不同的實(shí)心正方體甲和乙，用質(zhì)量不計(jì)的細(xì)線(xiàn)連接，輕輕放入某液體中，靜止后懸浮，細(xì)線(xiàn)處于繃緊狀態(tài)，如圖所示。則（）A．甲受到的浮力比乙受到的浮力大 B．甲的密度與液體的密度相等 C．如果將細(xì)線(xiàn)剪斷，甲、乙再次靜止后，容器底部受到的壓力大小不變 D．如果將細(xì)線(xiàn)剪斷，甲、乙再次靜止后，容器底部受到液體的壓強(qiáng)不變4．（2022?舟山）學(xué)習(xí)了物體的浮沉條件后，小舟做了如下實(shí)驗(yàn)：在兩個(gè)薄氣球中加滿(mǎn)溫水，扎緊后剪去多余部分，分別浸沒(méi)于盛有冷水與熱水的玻璃杯中（如圖）。若不計(jì)氣球自重，放手后兩氣球的運(yùn)動(dòng)情況是（）A．冷水、熱水中都下沉 B．冷水中下沉，熱水中上升 C．冷水、熱水中都上升 D．冷水中上升，熱水中下沉5．（2021?寧波）將密度為0.9g/cm3、邊長(zhǎng)為10cm的立方體冰塊，放入盛有水的柱狀容器中，靜止時(shí)冰塊有2cm露出水面，如圖所示。對(duì)容器緩慢加熱，直至冰塊完全熔化。在冰熔化過(guò)程中，下列判斷與事實(shí)不符的是（）A．冰吸收熱量，溫度保持不變 B．水面高度始終保持不變 C．冰塊漂浮之后，受到的浮力逐漸變小 D．水對(duì)容器底部的壓力最多增大1.0N6．（2021?浙江）如圖所示，潛水員正潛沒(méi)在海水中，他攜帶的氣瓶可以對(duì)身上的背心進(jìn)行充氣或放氣，以改變背心的體積大小來(lái)實(shí)現(xiàn)浮沉。下列對(duì)潛水員分析正確的是（）A．向海底下潛過(guò)程中，受到海水的壓強(qiáng)變大 B．海水中水平游動(dòng)時(shí)，受到海水的壓強(qiáng)變小 C．對(duì)背心進(jìn)行放氣后，受到海水的浮力變大 D．對(duì)背心進(jìn)行充氣后，受到海水的浮力變小7．（2021?紹興）如圖所示，已知雞蛋的質(zhì)量為55克，體積為50立方厘米。將雞蛋放在盛有清水的玻璃杯里，雞蛋沉入杯底（圖甲）；逐漸將食鹽溶解在水中，雞蛋恰好懸?。▓D乙）；繼續(xù)溶解食鹽，最終雞蛋漂?。▓D丙）。下列說(shuō)法正確的是（）A．圖甲中雞蛋所受浮力為0.55牛 B．圖乙中鹽水的密度是1.1×103千克/米3 C．圖丙中雞蛋所受浮力大于雞蛋自身重力 D．圖中三種狀態(tài)下浮力的大小關(guān)系是F甲＜F乙＜F丙二．填空題（共4小題）8．（2023?金華）“深海勇士號(hào)”是中國(guó)第二臺(tái)深海載人潛水器。2023年5月20日，國(guó)家文物局利用該潛水器在沉船附近完成水下永久測(cè)繪基點(diǎn)布放，并進(jìn)行了初步搜索調(diào)查和影像記錄，開(kāi)啟了中國(guó)深?？脊判缕隆；卮鹣铝袉?wèn)題。（1）下潛過(guò)程中，“深海勇士號(hào)”潛水器受到海水的壓強(qiáng)將（選填“變大”“變小”或“不變”）。（2）若“深海勇士號(hào)”潛水器懸停在水下4000米處考察，此時(shí)潛水器總質(zhì)量為α千克，則它受到的浮力為牛。9．（2023?麗水）2023年3月11日，“奮斗者”號(hào)載人潛水器圓滿(mǎn)完成了國(guó)際首次環(huán)大洋洲載人深潛科考任務(wù)?！皧^斗者”號(hào)外殼堅(jiān)硬，下潛過(guò)程中體積保持不變，依靠調(diào)整配備的壓載鐵來(lái)實(shí)現(xiàn)下潛和上浮。（1）潛水器浸沒(méi)后在下潛的過(guò)程中所受的液體壓強(qiáng)逐漸。（2）潛水器懸浮在海水中時(shí)，所受的浮力重力（填“大于”、“小于”或“等于”）。10．（2022?寧波）2022年4月28日，“巔峰使命”珠峰科考全面啟動(dòng)。5月15日凌晨1點(diǎn)26分，中國(guó)自主研發(fā)的“極目一號(hào)”Ⅲ型浮空艇從海拔4300m的科考營(yíng)地順利升空，4點(diǎn)40分達(dá)到海拔9032m，超過(guò)珠峰8848.86m的高度，創(chuàng)造了浮空艇大氣科學(xué)觀測(cè)的世界紀(jì)錄。（1）該浮空艇總質(zhì)量約2625kg，它受到重力的大小約為N；（2）已知海拔4300m處的空氣密度約為0.8kg/m3。如圖所示，該浮空艇在營(yíng)地升空前體積達(dá)9060m3，此時(shí)浮空艇受到的浮力大小約為N；（3）“極目一號(hào)”浮空艇內(nèi)部有三層：上層裝有氦氣（相同條件下氦氣密度比空氣小得多），中間隔開(kāi)，下層是空氣。當(dāng)懸于空中的浮空艇需要（填“上浮”或“下降”）的時(shí)候，可以用上層的氦氣排出下層的部分空氣，以此改變自身重力，同時(shí)使整個(gè)浮空艇的壓強(qiáng)差在安全范圍內(nèi)。11．（2022?溫州）排氣閥是供暖設(shè)備中的重要部件，它能及時(shí)排出管內(nèi)熱水汽化產(chǎn)生的氣體，使水正常流動(dòng)，從而保證供暖效果。排氣閥工作原理如圖所示：水中氣體在流動(dòng)過(guò)程中，積聚于封閉的排氣閥內(nèi)，使閥內(nèi)氣壓變大，浮筒隨水面一起下降，此時(shí)閥內(nèi)氣體排出使氣壓變小，從而浮筒上升，堵桿重新堵住排氣孔。（1）水管內(nèi)的水流速度至少達(dá)到0.25米/秒才能攜帶氣泡流動(dòng)。若水管總長(zhǎng)為60米，要使水流能攜帶氣泡流動(dòng)，則水從水管起始端流到終端最多要多少時(shí)間？（2）排氣閥中的浮筒和堵桿總質(zhì)量為0.02千克，計(jì)算排氣閥排氣時(shí)浮筒浸在水中的體積。（水的密度取1.0×103千克/米3）三．實(shí)驗(yàn)探究題（共1小題）12．（2021?金華）某校“制作浮力秤”項(xiàng)目研究小組，制成如圖所示浮力秤。使用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)稱(chēng)量范圍較小，有待提升改造?！驹矸治觥扛×Τ邮抢梦矬w漂浮時(shí)F?。紾物的原理工作的；浮力大小與液體密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)?！締?wèn)題提出】浮力大小與液體密度存在怎樣的定量關(guān)系？【方案設(shè)計(jì)】器材：懸掛式電子秤、金屬塊（4.0N）、大燒杯、水以及各種不同密度的溶液等。步驟：①將金屬塊掛在電子秤下，讀取電子秤示數(shù)并記錄；②將金屬塊浸沒(méi)在盛水的燒杯中，讀取電子秤示數(shù)并記錄，然后取出金屬塊擦干；③按照步驟②的操作，換用不同密度的溶液，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)?！緮?shù)據(jù)處理】實(shí)驗(yàn)編號(hào)1234567液體密度ρ液（g/cm3）﹣0.81.01.21.41.92.0電子秤示數(shù)F拉（N）4.03.63.53.43.32.63.0浮力大小F?。∟）﹣0.40.5x0.71.41.0【交流分析】（1）表格中x的數(shù)據(jù)是；（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，除步驟①外，其余每一次測(cè)量，金屬塊都需要浸沒(méi)，其目的是；（3）小組同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析討論，認(rèn)為第6次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)異常。若電子秤正常工作、電子秤讀數(shù)和表中數(shù)據(jù)記錄均無(wú)誤。則造成此次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)異常的原因可能是?！镜贸鼋Y(jié)論】……【知識(shí)應(yīng)用】（4）根據(jù)以上探究，寫(xiě)出一種增大浮力秤稱(chēng)量范圍的方法。四．解答題（共4小題）13．（2023?溫州）我國(guó)某地使用“沉管法”建跨海隧道：用鋼筋水泥等材料澆筑若干個(gè)中空管段，用隔墻封閉兩端并使其漂浮在水中；用拖船牽引至指定位置，向管段中的水箱注水使其下沉（如圖）；對(duì)下沉的多個(gè)管段進(jìn)行依次連接，拆除隔墻形成隧道。（1）拖運(yùn)管段時(shí)，若速度為2千米/時(shí)，拖運(yùn)距離為3千米，需要小時(shí)。（2）圖中，當(dāng)往水箱中注水的質(zhì)量為6×104千克時(shí)，管段剛好能夠在水下勻速緩慢下沉。若管段排開(kāi)水的體積為3.06×103米3，則注水前管段與水箱的總質(zhì)量為多少千克？（海水密度取1.0×103千克/米3）（3）管段隔墻設(shè)計(jì)需要考慮其下沉到海底時(shí)受到的壓力大小。這一壓力的大小與哪些因素有關(guān)？。14．（2021?杭州）小金把家里景觀水池底部的鵝卵石取出清洗。他先將一個(gè)重為10N的空桶漂浮在水面上，然后將池底的鵝卵石撈出放置在桶內(nèi)，桶仍漂浮在水面。（不考慮撈出過(guò)程中帶出的水，ρ水＝1.0×103kg/m3）（1）空桶漂浮在水面時(shí)所受浮力大小。（2）鵝卵石撈出放置在桶內(nèi)時(shí)，水池水面高度與鵝卵石未撈出時(shí)相比會(huì)（選填“上升”、“下降”或“不變”）。若此時(shí)桶排開(kāi)水的體積為6.0×10﹣3m3，求桶內(nèi)鵝卵石的質(zhì)量。15．（2021?溫州）圖甲所示為一種水下滑翔機(jī)，圖乙是其部分結(jié)構(gòu)示意圖。該滑翔機(jī)通過(guò)液壓泵將油在內(nèi)、外油囊間來(lái)回轉(zhuǎn)移，從而改變浮力大小以達(dá)到上浮和下潛的目的，再結(jié)合其它技術(shù)即可滑行，以執(zhí)行海洋環(huán)境的監(jiān)測(cè)任務(wù)。（1）該滑翔機(jī)具有低能耗、高續(xù)航的特點(diǎn)，電池一次充電后能提供1千瓦時(shí)電能。它在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中前進(jìn)速度保持0.2米/秒，但只有9%的時(shí)間耗電，耗電時(shí)功率僅為4瓦。該滑翔機(jī)充電一次總共能航行的路程為多少千米？（2）該滑翔機(jī)總重515牛。當(dāng)外油囊中無(wú)油時(shí)，滑翔機(jī)排開(kāi)水的體積為0.0495米3。已知