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6. (2025·南京秦淮一模)如图所示,潜艇在海水中从高密度水层驶入低密度水层时,急速掉落的现象称为“掉深”。下列说法错误的是 (
A.潜艇遭遇“掉深”时,所受浮力变小
B.潜艇在高密度水层中下潜,所受的水的压强变大
C.潜艇悬浮在高密度水层和低密度水层中,重力不变
D.潜艇从刚要露出水面至漂浮在水面的过程中,所受浮力变小
C
)A.潜艇遭遇“掉深”时,所受浮力变小
B.潜艇在高密度水层中下潜,所受的水的压强变大
C.潜艇悬浮在高密度水层和低密度水层中,重力不变
D.潜艇从刚要露出水面至漂浮在水面的过程中,所受浮力变小
答案
6. C
解析
【分析】
要解决本题，需结合阿基米德原理、液体压强公式和物体浮沉条件，对每个选项逐一分析：
1. 分析浮力变化时，依据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，观察液体密度$\rho_{液}$和排开液体体积$V_{排}$的变化；
2. 分析液体压强变化时，依据液体压强公式$p=\rho_{液}gh$，观察液体密度$\rho_{液}$和深度$h$的变化；
3. 分析悬浮状态的重力变化时，结合悬浮条件（$G=F_{浮}$）判断。
【解析】
选项A：潜艇遭遇“掉深”时，排开海水的体积$V_{排}$不变，海水密度$\rho_{液}$变小，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，可知潜艇所受浮力变小，A正确。
选项B：潜艇在高密度水层中下潜，海水密度$\rho_{液}$不变，深度$h$变大，根据液体压强公式$p=\rho_{液}gh$，可知所受水的压强变大，B正确。
选项C：潜艇悬浮时，重力等于浮力（$G=F_{浮}$）。潜艇从高密度水层进入低密度水层，浮力变小，若要在低密度水层中悬浮，潜艇需要排出水来减小自身重力，因此悬浮在低密度水层时重力更小，C错误。
选项D：潜艇从刚要露出水面至漂浮在水面的过程中，排开海水的体积$V_{排}$逐渐变小，海水密度$\rho_{液}$不变，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，可知所受浮力变小，D正确。
本题要求选择错误的说法，故选C。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理、液体压强特点、物体浮沉条件
【点评】
本题以潜艇“掉深”的实际情境为载体，考查浮力与压强的核心知识点，需要学生将物理规律与实际场景结合，灵活运用公式分析物理量的变化，侧重对知识应用能力的考查。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需结合阿基米德原理、液体压强公式和物体浮沉条件，对每个选项逐一分析：
1. 分析浮力变化时，依据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，观察液体密度$\rho_{液}$和排开液体体积$V_{排}$的变化；
2. 分析液体压强变化时，依据液体压强公式$p=\rho_{液}gh$，观察液体密度$\rho_{液}$和深度$h$的变化；
3. 分析悬浮状态的重力变化时，结合悬浮条件（$G=F_{浮}$）判断。
【解析】
选项A：潜艇遭遇“掉深”时，排开海水的体积$V_{排}$不变，海水密度$\rho_{液}$变小，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，可知潜艇所受浮力变小，A正确。
选项B：潜艇在高密度水层中下潜，海水密度$\rho_{液}$不变，深度$h$变大，根据液体压强公式$p=\rho_{液}gh$，可知所受水的压强变大，B正确。
选项C：潜艇悬浮时，重力等于浮力（$G=F_{浮}$）。潜艇从高密度水层进入低密度水层，浮力变小，若要在低密度水层中悬浮，潜艇需要排出水来减小自身重力，因此悬浮在低密度水层时重力更小，C错误。
选项D：潜艇从刚要露出水面至漂浮在水面的过程中，排开海水的体积$V_{排}$逐渐变小，海水密度$\rho_{液}$不变，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，可知所受浮力变小，D正确。
本题要求选择错误的说法，故选C。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理、液体压强特点、物体浮沉条件
【点评】
本题以潜艇“掉深”的实际情境为载体，考查浮力与压强的核心知识点，需要学生将物理规律与实际场景结合，灵活运用公式分析物理量的变化，侧重对知识应用能力的考查。
【难度系数】
0.6
7. (2025·南京鼓楼校级模拟)图甲为一彩球“温度计”,其密闭玻璃容器内装有一种特殊液体,随着温度升高,这种液体的密度会减小。液体中有5个挂有温度标牌的彩球,彩球体积(包括标牌)相等,其热胀冷缩可以忽略。当有彩球悬浮时,悬浮的彩球标牌上的温度值就是所测得的当前环境温度。图乙为这个温度计的示意图,编号为4的彩球标牌所标温度值为22℃,相邻编号的彩球标牌上的温度值间隔为2℃,下列说法正确的是 (
A.彩球4在22℃时所受浮力大于18℃时所受浮力
B.当环境温度处于该温度计可测得的最低温度时,5个彩球均漂浮
C.若有2个彩球漂浮,3个彩球沉底,则环境温度t满足22℃＜t＜24℃
D.要增大该温度计能测得的最高温度,可增加一个与彩球1体积相等、质量更小的彩球
D
)A.彩球4在22℃时所受浮力大于18℃时所受浮力
B.当环境温度处于该温度计可测得的最低温度时,5个彩球均漂浮
C.若有2个彩球漂浮,3个彩球沉底,则环境温度t满足22℃＜t＜24℃
D.要增大该温度计能测得的最高温度,可增加一个与彩球1体积相等、质量更小的彩球
答案
7. D
解析
【分析】
首先结合物体浮沉条件和液体密度随温度的变化规律分析：
1. 明确彩球密度关系：编号1到5的彩球密度逐渐增大（温度升高液体密度减小，密度小的彩球先漂浮）；液体密度随温度升高而减小，悬浮彩球的密度等于液体密度，其标牌温度为环境温度。
2. 对各选项逐一推导：
分析A选项：彩球重力不变，漂浮和悬浮时浮力都等于重力，故浮力相等。
分析B选项：最低温度时液体密度最大，仅密度最大的5号彩球悬浮，其余漂浮。
分析C选项：22℃＜t＜24℃时，液体密度介于ρ₃和ρ₄之间，此时3个彩球漂浮、1个悬浮、1个沉底。
分析D选项：更高温度对应更小的液体密度，增加质量更小（密度更小）的彩球，可在液体密度更小的状态下悬浮，从而测得更高温度。
【解析】
逐一分析各选项：
A选项：彩球4的重力恒定，22℃时彩球4悬浮，浮力等于重力；18℃时液体密度更大，彩球4漂浮，浮力仍等于重力，因此两次浮力大小相等，A错误。
B选项：环境温度为该温度计可测得的最低温度时，液体密度最大，此时密度最大的5号彩球悬浮，1、2、3、4号彩球漂浮，并非5个彩球均漂浮，B错误。
C选项：4号彩球对应22℃，相邻彩球温度间隔2℃，则3号彩球对应24℃。当22℃＜t＜24℃时，液体密度介于ρ₃和ρ₄之间，此时1、2、3号彩球漂浮，4号彩球悬浮，5号彩球沉底，即3个彩球漂浮、1个悬浮、1个沉底，并非2个漂浮、3个沉底，C错误。
D选项：要增大该温度计能测得的最高温度，需要对应更小的液体密度。增加一个与彩球1体积相等、质量更小的彩球，其密度更小，当温度升高至液体密度等于该彩球密度时，该彩球悬浮，即可测得更高的温度，D正确。
【答案】
D
【知识点】
物体浮沉条件、密度与温度的关系
【点评】
本题以创新型彩球温度计为载体，综合考查物体浮沉条件与密度的关联应用，需要理清液体密度、彩球密度与环境温度的对应逻辑，对分析推理能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
首先结合物体浮沉条件和液体密度随温度的变化规律分析：
1. 明确彩球密度关系：编号1到5的彩球密度逐渐增大（温度升高液体密度减小，密度小的彩球先漂浮）；液体密度随温度升高而减小，悬浮彩球的密度等于液体密度，其标牌温度为环境温度。
2. 对各选项逐一推导：
分析A选项：彩球重力不变，漂浮和悬浮时浮力都等于重力，故浮力相等。
分析B选项：最低温度时液体密度最大，仅密度最大的5号彩球悬浮，其余漂浮。
分析C选项：22℃＜t＜24℃时，液体密度介于ρ₃和ρ₄之间，此时3个彩球漂浮、1个悬浮、1个沉底。
分析D选项：更高温度对应更小的液体密度，增加质量更小（密度更小）的彩球，可在液体密度更小的状态下悬浮，从而测得更高温度。
【解析】
逐一分析各选项：
A选项：彩球4的重力恒定，22℃时彩球4悬浮，浮力等于重力；18℃时液体密度更大，彩球4漂浮，浮力仍等于重力，因此两次浮力大小相等，A错误。
B选项：环境温度为该温度计可测得的最低温度时，液体密度最大，此时密度最大的5号彩球悬浮，1、2、3、4号彩球漂浮，并非5个彩球均漂浮，B错误。
C选项：4号彩球对应22℃，相邻彩球温度间隔2℃，则3号彩球对应24℃。当22℃＜t＜24℃时，液体密度介于ρ₃和ρ₄之间，此时1、2、3号彩球漂浮，4号彩球悬浮，5号彩球沉底，即3个彩球漂浮、1个悬浮、1个沉底，并非2个漂浮、3个沉底，C错误。
D选项：要增大该温度计能测得的最高温度，需要对应更小的液体密度。增加一个与彩球1体积相等、质量更小的彩球，其密度更小，当温度升高至液体密度等于该彩球密度时，该彩球悬浮，即可测得更高的温度，D正确。
【答案】
D
【知识点】
物体浮沉条件、密度与温度的关系
【点评】
本题以创新型彩球温度计为载体，综合考查物体浮沉条件与密度的关联应用，需要理清液体密度、彩球密度与环境温度的对应逻辑，对分析推理能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
8. (2024·宝鸡凤翔模拟)如图所示是由中国科学院自主研发的极目一号Ⅲ型浮空艇,创造了海拔9 032 m的大气科学观测海拔高度的世界纪录。浮空艇的总体积约为9 000 m³,当其上升时不断向外排放空气,但整个浮空艇的体积保持不变。在浮空艇上升过程中,浮空艇受到的浮力
变小
(变大/不变/变小)。浮空艇在9 032 m高空受到的浮力是36000
N。当浮空艇悬浮在9 032 m的高空时,它受到的浮力等于
(大于/等于/小于)它自身的重力。(已知地表的空气密度为1.29 kg/m³,9 032 m高空的空气密度约为0.4 kg/m³,g取10 N/kg)答案
8. 变小 36000 等于
解析
【分析】
要解决这道题，我们可以分三步思考：
1. 分析浮力变化：根据阿基米德原理$ F_{浮}=\rho_{空气}gV_{排} $，浮空艇上升过程中体积不变（$ V_{排} $不变），但高空空气密度随海拔升高而减小，因此代入公式可知浮力会变小。
2. 计算高空浮力：已知9032m高空的空气密度、$ g $值和浮空艇体积，直接利用阿基米德原理公式代入数值计算即可。
3. 判断悬浮时浮力与重力的关系：根据物体的浮沉条件，当物体悬浮时，处于平衡状态，受到的浮力等于自身重力。
【解析】
1. 浮力变化判断：
根据阿基米德原理$ F_{浮}=\rho_{空气}gV_{排} $，浮空艇上升过程中，$ V_{排}=V_{艇} $保持不变，但空气的密度随海拔升高而减小，因此浮空艇受到的浮力变小。
2. 计算9032m高空的浮力：
已知$ \rho_{高空}=0.4\ \mathrm{kg/m}^3 $，$ V_{排}=9000\ \mathrm{m}^3 $，$ g=10\ \mathrm{N/kg} $，代入公式得：
$ F_{浮}=\rho_{高空}gV_{排}=0.4\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 9000\ \mathrm{m}^3=36000\ \mathrm{N} $
3. 悬浮时浮力与重力的关系：
根据物体浮沉条件，当物体悬浮时，物体处于平衡状态，受到的浮力等于自身的重力。
【答案】
变小；36000；等于
【知识点】
阿基米德原理；物体浮沉条件
【点评】
本题结合实际科技成果考查浮力的相关知识，需要灵活运用阿基米德原理和物体浮沉条件，同时要注意海拔对空气密度的影响，注重物理知识在实际场景中的应用。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，我们可以分三步思考：
1. 分析浮力变化：根据阿基米德原理$ F_{浮}=\rho_{空气}gV_{排} $，浮空艇上升过程中体积不变（$ V_{排} $不变），但高空空气密度随海拔升高而减小，因此代入公式可知浮力会变小。
2. 计算高空浮力：已知9032m高空的空气密度、$ g $值和浮空艇体积，直接利用阿基米德原理公式代入数值计算即可。
3. 判断悬浮时浮力与重力的关系：根据物体的浮沉条件，当物体悬浮时，处于平衡状态，受到的浮力等于自身重力。
【解析】
1. 浮力变化判断：
根据阿基米德原理$ F_{浮}=\rho_{空气}gV_{排} $，浮空艇上升过程中，$ V_{排}=V_{艇} $保持不变，但空气的密度随海拔升高而减小，因此浮空艇受到的浮力变小。
2. 计算9032m高空的浮力：
已知$ \rho_{高空}=0.4\ \mathrm{kg/m}^3 $，$ V_{排}=9000\ \mathrm{m}^3 $，$ g=10\ \mathrm{N/kg} $，代入公式得：
$ F_{浮}=\rho_{高空}gV_{排}=0.4\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 9000\ \mathrm{m}^3=36000\ \mathrm{N} $
3. 悬浮时浮力与重力的关系：
根据物体浮沉条件，当物体悬浮时，物体处于平衡状态，受到的浮力等于自身的重力。
【答案】
变小；36000；等于
【知识点】
阿基米德原理；物体浮沉条件
【点评】
本题结合实际科技成果考查浮力的相关知识，需要灵活运用阿基米德原理和物体浮沉条件，同时要注意海拔对空气密度的影响，注重物理知识在实际场景中的应用。
【难度系数】
0.6
9. 某日,中国海军辽宁号航母编队在西太平洋海域进行远海实战训练。航母上配备大量先进装备,其中舰载机是航母战斗力的核心,舰载机可以在航母上起落,执行各种军事任务。(海水的密度$ρ_{海水}=1.1×10³ kg/m³,g$取10 N/kg)
(1) 航母从密度小的近海驶入密度大的深海(航母总重不变),其排开海水的质量将
(2) 若航母满载时排水量达6.75×10⁴ t,则此时受到的浮力是多少?
(3) 一架质量为22 t的舰载机起飞后,航母排开海水的体积变化了多少?
(1) 航母从密度小的近海驶入密度大的深海(航母总重不变),其排开海水的质量将
不变
(变大/不变/变小)。(2) 若航母满载时排水量达6.75×10⁴ t,则此时受到的浮力是多少?
(3) 一架质量为22 t的舰载机起飞后,航母排开海水的体积变化了多少?
答案
9. (1) 不变 (2) 满载时，航母受到的浮力 $ F_{浮} = G_{排} = m_{排}g = 6.75 × 10^{4} × 10^{3} \mathrm{ kg} × 10 \mathrm{ N/kg} = 6.75 × 10^{8} \mathrm{ N} $ (3) 由于航母处于漂浮状态，浮力等于航母的重力，则舰载机从航母起飞后， $ \Delta F_{浮} = G_{舰载机} = m_{舰载机}g $，根据阿基米德原理 $ F_{浮} = \rho_{海水}gV_{排} $ 可知： $ \rho_{海水}g\Delta V_{排} = m_{舰载机}g $，所以，排开海水体积减小量 $ \Delta V_{排} = \frac{m_{舰载机}}{\rho_{海水}} = \frac{22 × 10^{3} \mathrm{ kg}}{1.1 × 10^{3} \mathrm{ kg/m}^{3}} = 20 \mathrm{ m}^{3} $
解析
【分析】
(1) 航母始终处于漂浮状态，根据漂浮条件，浮力等于航母总重力，航母总重不变，所以浮力不变。再根据阿基米德原理，浮力等于排开海水的重力，即$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$，浮力不变则排开海水的重力不变，因此排开海水的质量不变。
(2) 航母满载时的排水量是排开海水的质量，根据阿基米德原理，浮力等于排开液体的重力，即$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$，代入排水量的数值和$g$的取值即可计算出浮力。
(3) 舰载机起飞后，航母的总重力减小，减小的重力等于舰载机的重力。由于航母仍漂浮，浮力的减小量等于舰载机的重力。根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{海水}gV_{排}$，变形可得$\Delta V_{排}=\frac{\Delta F_{浮}}{\rho_{海水}g}$，而$\Delta F_{浮}$等于舰载机的重力$m_{舰载机}g$，代入后约去$g$，即可求出排开海水体积的变化量。
【解析】
(1) 航母始终漂浮，受到的浮力等于总重力，航母总重不变，所以浮力不变。由阿基米德原理$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$可知，浮力不变则排开海水的重力不变，因此排开海水的质量不变。
(2) 航母满载时排水量$m_{排}=6.75×10^{4}\ \mathrm{t}=6.75×10^{7}\ \mathrm{kg}$，根据阿基米德原理，此时受到的浮力：
$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g=6.75×10^{7}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6.75×10^{8}\ \mathrm{N}$
(3) 舰载机的质量$m_{舰载机}=22\ \mathrm{t}=22×10^{3}\ \mathrm{kg}$，舰载机起飞后，航母总重力减小量$\Delta G=m_{舰载机}g$，由于航母仍漂浮，浮力减小量$\Delta F_{浮}=\Delta G=m_{舰载机}g$。
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{海水}gV_{排}$，可得排开海水体积的变化量：
$\Delta V_{排}=\frac{\Delta F_{浮}}{\rho_{海水}g}=\frac{m_{舰载机}g}{\rho_{海水}g}=\frac{m_{舰载机}}{\rho_{海水}}=\frac{22×10^{3}\ \mathrm{kg}}{1.1×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}}=20\ \mathrm{m}^{3}$
【答案】
(1) 不变
(2) $6.75×10^{8}\ \mathrm{N}$
(3) $20\ \mathrm{m}^{3}$
【知识点】
漂浮条件、阿基米德原理、浮力计算
【点评】
本题围绕航母舰载机的场景，考查了漂浮条件和阿基米德原理的综合应用，解题的关键是灵活运用漂浮时浮力等于重力的条件，以及阿基米德原理的不同表达式，同时注意单位的换算。
【难度系数】
0.6
(1) 航母始终处于漂浮状态，根据漂浮条件，浮力等于航母总重力，航母总重不变，所以浮力不变。再根据阿基米德原理，浮力等于排开海水的重力，即$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$，浮力不变则排开海水的重力不变，因此排开海水的质量不变。
(2) 航母满载时的排水量是排开海水的质量，根据阿基米德原理，浮力等于排开液体的重力，即$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$，代入排水量的数值和$g$的取值即可计算出浮力。
(3) 舰载机起飞后，航母的总重力减小，减小的重力等于舰载机的重力。由于航母仍漂浮，浮力的减小量等于舰载机的重力。根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{海水}gV_{排}$，变形可得$\Delta V_{排}=\frac{\Delta F_{浮}}{\rho_{海水}g}$，而$\Delta F_{浮}$等于舰载机的重力$m_{舰载机}g$，代入后约去$g$，即可求出排开海水体积的变化量。
【解析】
(1) 航母始终漂浮，受到的浮力等于总重力，航母总重不变，所以浮力不变。由阿基米德原理$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$可知，浮力不变则排开海水的重力不变，因此排开海水的质量不变。
(2) 航母满载时排水量$m_{排}=6.75×10^{4}\ \mathrm{t}=6.75×10^{7}\ \mathrm{kg}$，根据阿基米德原理，此时受到的浮力：
$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g=6.75×10^{7}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6.75×10^{8}\ \mathrm{N}$
(3) 舰载机的质量$m_{舰载机}=22\ \mathrm{t}=22×10^{3}\ \mathrm{kg}$，舰载机起飞后，航母总重力减小量$\Delta G=m_{舰载机}g$，由于航母仍漂浮，浮力减小量$\Delta F_{浮}=\Delta G=m_{舰载机}g$。
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{海水}gV_{排}$，可得排开海水体积的变化量：
$\Delta V_{排}=\frac{\Delta F_{浮}}{\rho_{海水}g}=\frac{m_{舰载机}g}{\rho_{海水}g}=\frac{m_{舰载机}}{\rho_{海水}}=\frac{22×10^{3}\ \mathrm{kg}}{1.1×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}}=20\ \mathrm{m}^{3}$
【答案】
(1) 不变
(2) $6.75×10^{8}\ \mathrm{N}$
(3) $20\ \mathrm{m}^{3}$
【知识点】
漂浮条件、阿基米德原理、浮力计算
【点评】
本题围绕航母舰载机的场景，考查了漂浮条件和阿基米德原理的综合应用，解题的关键是灵活运用漂浮时浮力等于重力的条件，以及阿基米德原理的不同表达式，同时注意单位的换算。
【难度系数】
0.6
