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19. 用硬塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等，制作如图所示的潜水艇模型，不计进排气管体积.要让原本悬浮在$a$位置的潜水艇下潜至$b$位置悬浮，采取的措施是使瓶内气体
(
A.增加
B.减少
C.先增加后减少
D.先减少后增加
(
D
)A.增加
B.减少
C.先增加后减少
D.先减少后增加
答案
D
解析
【分析】
要解决此题，需结合潜水艇的浮沉原理分步分析：
1. 潜水艇模型依靠改变自身重力实现浮沉，由于硬塑料瓶体积固定，模型排开水的体积不变，根据阿基米德原理，模型受到的浮力始终保持不变。
2. 模型原本在a位置悬浮，此时总重力等于浮力。要下潜至b位置，需让模型重力大于浮力，因此先减少瓶内气体，使水进入瓶中，总重力增大，模型下沉；
3. 到达b位置后要实现悬浮，需让总重力再次等于浮力，此时瓶内水过多，重力仍大于浮力，因此需要增加瓶内气体，排出部分水，使总重力减小至等于浮力，从而在b位置悬浮。
综上，瓶内气体需先减少后增加。
【解析】
1. 潜水艇模型的浮沉原理：通过改变自身重力实现上浮、下潜，由于硬塑料瓶体积不变，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，模型受到的浮力大小始终不变。
2. 模型在a位置悬浮时，总重力$G=F_{浮}$。
3. 要使模型从a位置下潜：需让模型重力大于浮力，因此先减少瓶内气体，使水进入瓶内，模型总重力增大（$G'＞F_{浮}$），模型下沉。
4. 要使模型在b位置悬浮：需让总重力再次等于浮力，此时瓶内水过多，总重力仍大于浮力，因此再增加瓶内气体，排出部分水，使总重力减小至等于浮力，模型在b位置悬浮。
因此，采取的措施是使瓶内气体先减少后增加，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
浮沉条件应用、阿基米德原理
【点评】
本题考查潜水艇的工作原理，需要分两步分析“下潜”和“在新位置悬浮”的重力调整逻辑，对学生的浮沉条件应用能力和逻辑分析能力有一定要求，易忽略“悬浮”的二次调整而错选。
【难度系数】
0.5
要解决此题，需结合潜水艇的浮沉原理分步分析：
1. 潜水艇模型依靠改变自身重力实现浮沉，由于硬塑料瓶体积固定，模型排开水的体积不变，根据阿基米德原理，模型受到的浮力始终保持不变。
2. 模型原本在a位置悬浮，此时总重力等于浮力。要下潜至b位置，需让模型重力大于浮力，因此先减少瓶内气体，使水进入瓶中，总重力增大，模型下沉；
3. 到达b位置后要实现悬浮，需让总重力再次等于浮力，此时瓶内水过多，重力仍大于浮力，因此需要增加瓶内气体，排出部分水，使总重力减小至等于浮力，从而在b位置悬浮。
综上，瓶内气体需先减少后增加。
【解析】
1. 潜水艇模型的浮沉原理：通过改变自身重力实现上浮、下潜，由于硬塑料瓶体积不变，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，模型受到的浮力大小始终不变。
2. 模型在a位置悬浮时，总重力$G=F_{浮}$。
3. 要使模型从a位置下潜：需让模型重力大于浮力，因此先减少瓶内气体，使水进入瓶内，模型总重力增大（$G'＞F_{浮}$），模型下沉。
4. 要使模型在b位置悬浮：需让总重力再次等于浮力，此时瓶内水过多，总重力仍大于浮力，因此再增加瓶内气体，排出部分水，使总重力减小至等于浮力，模型在b位置悬浮。
因此，采取的措施是使瓶内气体先减少后增加，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
浮沉条件应用、阿基米德原理
【点评】
本题考查潜水艇的工作原理，需要分两步分析“下潜”和“在新位置悬浮”的重力调整逻辑，对学生的浮沉条件应用能力和逻辑分析能力有一定要求，易忽略“悬浮”的二次调整而错选。
【难度系数】
0.5
20. 一物体静止在水中，如图a所示，将它提高到最高位置(如图b)静止释放，假设只受重力和浮力作用，那么物体会向下运动到最低位置(如图c)，然后在最高和最低两个位置之间不停地做上下运动.忽略容器内液面高度变化.则下列说法错误的是 (
A.物体向下运动经过图a位置时，速度最大
B.物体到达最低位置时，浮力大于重力
C.物体向上运动经过图a位置时，浮力小于重力
D.物体到达最高位置时，速度等于0
C
)A.物体向下运动经过图a位置时，速度最大
B.物体到达最低位置时，浮力大于重力
C.物体向上运动经过图a位置时，浮力小于重力
D.物体到达最高位置时，速度等于0
答案
C
解析
【分析】
首先明确物体在图a位置时静止，说明此时重力与浮力大小相等。接下来逐个分析选项：
1. 分析选项A：物体从b向下运动到a的过程中，排开水的体积小于a位置的排液体积，浮力小于重力，物体做加速运动；经过a位置时，浮力等于重力，合力为0，速度达到最大；之后向下运动时排液体积大于a位置，浮力大于重力，物体减速，因此向下经过a位置时速度最大，A正确。
2. 分析选项B：物体到达最低位置c时，排液体积大于a位置，浮力大于重力，此时物体即将向上运动，B正确。
3. 分析选项C：物体向上运动经过a位置时，排液体积和a位置静止时相同，浮力等于重力，并非小于重力，所以C错误。
4. 分析选项D：物体到达最高位置b时，速度减为0，之后开始向下运动，D正确。
题目要求选择错误的说法，因此锁定选项C。
【解析】
已知物体在图a位置静止，受力平衡，即$G = F_{浮a}$（$F_{浮a}$为物体在a位置受到的浮力）。
对选项A的分析：
物体从b向下运动到a的过程中，排开水的体积$V_{排} ＜ V_{排a}$，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，此时浮力$F_{浮} ＜ G$，物体向下做加速运动；经过a位置时，$V_{排}=V_{排a}$，$F_{浮}=G$，合力为0，速度达到最大；继续向下运动时，$V_{排} ＞ V_{排a}$，$F_{浮} ＞ G$，物体向下做减速运动。因此物体向下运动经过图a位置时速度最大，A正确。
对选项B的分析：
物体到达最低位置c时，排液体积$V_{排c} ＞ V_{排a}$，由阿基米德原理可知$F_{浮c} ＞ G$，此时物体受到向上的合力，会向上运动，B正确。
对选项C的分析：
物体向上运动经过a位置时，排液体积与a位置静止时相同，即$V_{排}=V_{排a}$，因此$F_{浮}=G$，并非浮力小于重力，C错误。
对选项D的分析：
物体到达最高位置b时，速度减为0，之后在重力和浮力的作用下开始向下运动，D正确。
本题要求选择错误的选项，故选C。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理；受力分析；运动与力的关系
【点评】
本题结合浮力与运动状态的变化进行考查，核心是通过排液体积的变化分析浮力大小，再结合受力判断物体的运动状态，需要准确掌握平衡状态、非平衡状态下受力与运动的对应关系。
【难度系数】
0.6
首先明确物体在图a位置时静止，说明此时重力与浮力大小相等。接下来逐个分析选项：
1. 分析选项A：物体从b向下运动到a的过程中，排开水的体积小于a位置的排液体积，浮力小于重力，物体做加速运动；经过a位置时，浮力等于重力，合力为0，速度达到最大；之后向下运动时排液体积大于a位置，浮力大于重力，物体减速，因此向下经过a位置时速度最大，A正确。
2. 分析选项B：物体到达最低位置c时，排液体积大于a位置，浮力大于重力，此时物体即将向上运动，B正确。
3. 分析选项C：物体向上运动经过a位置时，排液体积和a位置静止时相同，浮力等于重力，并非小于重力，所以C错误。
4. 分析选项D：物体到达最高位置b时，速度减为0，之后开始向下运动，D正确。
题目要求选择错误的说法，因此锁定选项C。
【解析】
已知物体在图a位置静止，受力平衡，即$G = F_{浮a}$（$F_{浮a}$为物体在a位置受到的浮力）。
对选项A的分析：
物体从b向下运动到a的过程中，排开水的体积$V_{排} ＜ V_{排a}$，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，此时浮力$F_{浮} ＜ G$，物体向下做加速运动；经过a位置时，$V_{排}=V_{排a}$，$F_{浮}=G$，合力为0，速度达到最大；继续向下运动时，$V_{排} ＞ V_{排a}$，$F_{浮} ＞ G$，物体向下做减速运动。因此物体向下运动经过图a位置时速度最大，A正确。
对选项B的分析：
物体到达最低位置c时，排液体积$V_{排c} ＞ V_{排a}$，由阿基米德原理可知$F_{浮c} ＞ G$，此时物体受到向上的合力，会向上运动，B正确。
对选项C的分析：
物体向上运动经过a位置时，排液体积与a位置静止时相同，即$V_{排}=V_{排a}$，因此$F_{浮}=G$，并非浮力小于重力，C错误。
对选项D的分析：
物体到达最高位置b时，速度减为0，之后在重力和浮力的作用下开始向下运动，D正确。
本题要求选择错误的选项，故选C。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理；受力分析；运动与力的关系
【点评】
本题结合浮力与运动状态的变化进行考查，核心是通过排液体积的变化分析浮力大小，再结合受力判断物体的运动状态，需要准确掌握平衡状态、非平衡状态下受力与运动的对应关系。
【难度系数】
0.6
21. 已知甲、乙两个实心球密度之比$\rho_{甲} : \rho_{乙} = 1 : 2$，体积之比$V_{甲} : V_{乙} = 2 : 3$，放入足够深的某种液体中自由静止后，所受浮力之比为$F_{甲} : F_{乙} = 2 : 5$，则此两个物体在该液体中自由静止时所处的状态是 (
A.甲、乙都漂浮在液面上
B.甲漂浮，乙沉底
C.甲、乙都沉底
D.甲悬浮在液体中，乙沉底
B
)A.甲、乙都漂浮在液面上
B.甲漂浮，乙沉底
C.甲、乙都沉底
D.甲悬浮在液体中，乙沉底
答案
B
解析
【分析】
要判断两物体在液体中的状态，需结合浮力与重力的关系、阿基米德原理，通过假设不同状态，计算对应的浮力比并与题目给出的浮力比对比来验证：
1. 先计算甲乙的重力之比：根据$G=mg=\rho Vg$，重力比与密度、体积的乘积成正比，算出$G_{甲}:G_{乙}=1:3$；
2. 假设选项A（都漂浮）：漂浮时浮力等于重力，浮力比应等于重力比$1:3$，与题目$2:5$不符，排除；
3. 假设选项C（都沉底）：沉底时$V_{排}=V_{物}$，浮力比等于体积比$2:3$，与题目$2:5$不符，排除；
4. 假设选项D（甲悬浮、乙沉底）：悬浮时浮力等于重力且$\rho_{甲}=\rho_{液}$，此时浮力比等于体积比$2:3$，与题目$2:5$不符，排除；
5. 验证选项B（甲漂浮、乙沉底）：甲漂浮时$F_{甲}=G_{甲}$，乙沉底时$F_{乙}=\rho_{液}gV_{乙}$，代入已知条件可算出$\rho_{液}$与$\rho_{甲}$的关系，进而判断$\rho_{乙}＞\rho_{液}$、$\rho_{甲}＜\rho_{液}$，符合甲漂浮、乙沉底的状态，与题目浮力比一致，故正确。
【解析】
步骤1：计算甲乙的重力之比
根据重力公式$G = mg = \rho Vg$，可得：
$\frac{G_{甲}}{G_{乙}} = \frac{\rho_{甲}V_{甲}g}{\rho_{乙}V_{乙}g} = \frac{\rho_{甲}V_{甲}}{\rho_{乙}V_{乙}} = \frac{1×2}{2×3} = \frac{1}{3}$
步骤2：假设并验证各选项
选项A（都漂浮）：漂浮时$F_{浮}=G$，则$\frac{F_{甲}}{F_{乙}} = \frac{G_{甲}}{G_{乙}} = \frac{1}{3}$，与题目中$\frac{2}{5}$不符，排除；
选项C（都沉底）：沉底时$V_{排}=V_{物}$，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，则$\frac{F_{甲}}{F_{乙}} = \frac{\rho_{液}gV_{甲}}{\rho_{液}gV_{乙}} = \frac{V_{甲}}{V_{乙}} = \frac{2}{3}$，与题目中$\frac{2}{5}$不符，排除；
选项D（甲悬浮、乙沉底）：悬浮时$F_{甲}=G_{甲}$且$\rho_{甲}=\rho_{液}$，乙沉底时$F_{乙}=\rho_{液}gV_{乙}$，则$\frac{F_{甲}}{F_{乙}} = \frac{\rho_{甲}gV_{甲}}{\rho_{液}gV_{乙}} = \frac{V_{甲}}{V_{乙}} = \frac{2}{3}$，与题目中$\frac{2}{5}$不符，排除；
选项B（甲漂浮、乙沉底）：甲漂浮时$F_{甲}=G_{甲}=\rho_{甲}gV_{甲}$，乙沉底时$F_{乙}=\rho_{液}gV_{乙}$，则：
$\frac{F_{甲}}{F_{乙}} = \frac{\rho_{甲}V_{甲}}{\rho_{液}V_{乙}} = \frac{2}{5}$
代入$\rho_{甲}:\rho_{乙}=1:2$，$V_{甲}:V_{乙}=2:3$，解得：
$\rho_{液} = \frac{5\rho_{甲}V_{甲}}{2V_{乙}} = \frac{5×1×2}{2×3}\rho_{甲} = \frac{5}{3}\rho_{甲}$
因为$\rho_{乙}=2\rho_{甲} ＞ \frac{5}{3}\rho_{甲}=\rho_{液}$，所以乙沉底；$\rho_{甲} ＜ \rho_{液}$，所以甲漂浮，符合题意。
【答案】
B
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件、重力公式应用
【点评】
本题通过假设法结合浮力与重力的关系、阿基米德原理判断物体状态，关键在于通过不同状态下的浮力计算，与题目给定的浮力比对比验证，考查对物体浮沉条件和阿基米德原理的综合运用能力。
【难度系数】
0.6
要判断两物体在液体中的状态，需结合浮力与重力的关系、阿基米德原理，通过假设不同状态，计算对应的浮力比并与题目给出的浮力比对比来验证：
1. 先计算甲乙的重力之比：根据$G=mg=\rho Vg$，重力比与密度、体积的乘积成正比，算出$G_{甲}:G_{乙}=1:3$；
2. 假设选项A（都漂浮）：漂浮时浮力等于重力，浮力比应等于重力比$1:3$，与题目$2:5$不符，排除；
3. 假设选项C（都沉底）：沉底时$V_{排}=V_{物}$，浮力比等于体积比$2:3$，与题目$2:5$不符，排除；
4. 假设选项D（甲悬浮、乙沉底）：悬浮时浮力等于重力且$\rho_{甲}=\rho_{液}$，此时浮力比等于体积比$2:3$，与题目$2:5$不符，排除；
5. 验证选项B（甲漂浮、乙沉底）：甲漂浮时$F_{甲}=G_{甲}$，乙沉底时$F_{乙}=\rho_{液}gV_{乙}$，代入已知条件可算出$\rho_{液}$与$\rho_{甲}$的关系，进而判断$\rho_{乙}＞\rho_{液}$、$\rho_{甲}＜\rho_{液}$，符合甲漂浮、乙沉底的状态，与题目浮力比一致，故正确。
【解析】
步骤1：计算甲乙的重力之比
根据重力公式$G = mg = \rho Vg$，可得：
$\frac{G_{甲}}{G_{乙}} = \frac{\rho_{甲}V_{甲}g}{\rho_{乙}V_{乙}g} = \frac{\rho_{甲}V_{甲}}{\rho_{乙}V_{乙}} = \frac{1×2}{2×3} = \frac{1}{3}$
步骤2：假设并验证各选项
选项A（都漂浮）：漂浮时$F_{浮}=G$，则$\frac{F_{甲}}{F_{乙}} = \frac{G_{甲}}{G_{乙}} = \frac{1}{3}$，与题目中$\frac{2}{5}$不符，排除；
选项C（都沉底）：沉底时$V_{排}=V_{物}$，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，则$\frac{F_{甲}}{F_{乙}} = \frac{\rho_{液}gV_{甲}}{\rho_{液}gV_{乙}} = \frac{V_{甲}}{V_{乙}} = \frac{2}{3}$，与题目中$\frac{2}{5}$不符，排除；
选项D（甲悬浮、乙沉底）：悬浮时$F_{甲}=G_{甲}$且$\rho_{甲}=\rho_{液}$，乙沉底时$F_{乙}=\rho_{液}gV_{乙}$，则$\frac{F_{甲}}{F_{乙}} = \frac{\rho_{甲}gV_{甲}}{\rho_{液}gV_{乙}} = \frac{V_{甲}}{V_{乙}} = \frac{2}{3}$，与题目中$\frac{2}{5}$不符，排除；
选项B（甲漂浮、乙沉底）：甲漂浮时$F_{甲}=G_{甲}=\rho_{甲}gV_{甲}$，乙沉底时$F_{乙}=\rho_{液}gV_{乙}$，则：
$\frac{F_{甲}}{F_{乙}} = \frac{\rho_{甲}V_{甲}}{\rho_{液}V_{乙}} = \frac{2}{5}$
代入$\rho_{甲}:\rho_{乙}=1:2$，$V_{甲}:V_{乙}=2:3$，解得：
$\rho_{液} = \frac{5\rho_{甲}V_{甲}}{2V_{乙}} = \frac{5×1×2}{2×3}\rho_{甲} = \frac{5}{3}\rho_{甲}$
因为$\rho_{乙}=2\rho_{甲} ＞ \frac{5}{3}\rho_{甲}=\rho_{液}$，所以乙沉底；$\rho_{甲} ＜ \rho_{液}$，所以甲漂浮，符合题意。
【答案】
B
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件、重力公式应用
【点评】
本题通过假设法结合浮力与重力的关系、阿基米德原理判断物体状态，关键在于通过不同状态下的浮力计算，与题目给定的浮力比对比验证，考查对物体浮沉条件和阿基米德原理的综合运用能力。
【难度系数】
0.6
22. 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.($\rho_{海水} = 1.1 × 10^3 \mathrm{kg/m}^3$，$g$取$10 \mathrm{N/kg}$)
(1) 航母从密度小的近海驶入密度大的深海(船总重不变)，其排开海水的质量将
(2) 若航母满载时排水量达$6.75 × 10^4 \mathrm{t}$，则此时受到的浮力是多少?
(3) 如图所示，一架质量为$22 \mathrm{t}$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(船总重不变)，其排开海水的质量将
不变
(选填“变大”“变小”或“不变”).(2) 若航母满载时排水量达$6.75 × 10^4 \mathrm{t}$，则此时受到的浮力是多少?
(3) 如图所示，一架质量为$22 \mathrm{t}$的舰载机起飞后，航母排开海水的体积变化了多少?
答案
不变
解：
(2) 航母满载时，排开水的质量$m_{排}=6.75×10^{4}\ \mathrm{t}=6.75×10^{7}\ \mathrm{kg}$
根据阿基米德原理，航母受到的浮力$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g=6.75×10^{7}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6.75×10^{8}\ \mathrm{N}$
(3) 舰载机起飞后，航母减小的浮力等于舰载机的重力，即$\Delta F_{浮}=G_{舰载机}=m_{舰载机}g$
代入数据：$\Delta F_{浮}=22×10^{3}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2.2×10^{5}\ \mathrm{N}$
由$\Delta F_{浮}=\rho_{海水}g\Delta V_{排}$得，排开海水体积的变化量：
$ \Delta V_{排}=\frac{\Delta F_{浮}}{\rho_{海水}g}=\frac{2.2×10^{5}\ \mathrm{N}}{1.1×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=20\ \mathrm{m}^3$
解：
(2) 航母满载时，排开水的质量$m_{排}=6.75×10^{4}\ \mathrm{t}=6.75×10^{7}\ \mathrm{kg}$
根据阿基米德原理，航母受到的浮力$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g=6.75×10^{7}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6.75×10^{8}\ \mathrm{N}$
(3) 舰载机起飞后，航母减小的浮力等于舰载机的重力，即$\Delta F_{浮}=G_{舰载机}=m_{舰载机}g$
代入数据：$\Delta F_{浮}=22×10^{3}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2.2×10^{5}\ \mathrm{N}$
由$\Delta F_{浮}=\rho_{海水}g\Delta V_{排}$得，排开海水体积的变化量：
$ \Delta V_{排}=\frac{\Delta F_{浮}}{\rho_{海水}g}=\frac{2.2×10^{5}\ \mathrm{N}}{1.1×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=20\ \mathrm{m}^3$
解析
【分析】
(1) 首先明确航母始终漂浮，根据物体浮沉条件，漂浮时浮力等于总重力，船总重不变则浮力不变；再结合阿基米德原理$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$，浮力不变时，排开海水的质量不变。
(2) 航母满载时的排水量是排开水的质量，利用阿基米德原理，浮力等于排开液体的重力，先换算单位，再通过$G=mg$计算出浮力。
(3) 舰载机起飞后，航母总重力减小，因航母仍漂浮，减小的浮力等于舰载机的重力；先计算舰载机的重力即减小的浮力，再利用阿基米德原理的变形公式计算排开海水体积的变化量。
【解析】
(1) 航母漂浮，$F_{浮}=G_{总}$，船总重不变，故浮力$F_{浮}$不变。由$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$可知，$m_{排}=\frac{F_{浮}}{g}$，$F_{浮}$、$g$均不变，所以排开海水的质量不变。
(2) 航母满载时排开水的质量：
$m_{排}=6.75×10^4\ \mathrm{t}=6.75×10^7\ \mathrm{kg}$
根据阿基米德原理，航母受到的浮力：
$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g=6.75×10^7\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6.75×10^8\ \mathrm{N}$
(3) 舰载机起飞后，减小的浮力等于舰载机的重力：
$\Delta F_{浮}=G_{舰载机}=m_{舰载机}g=22×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2.2×10^5\ \mathrm{N}$
由$\Delta F_{浮}=\rho_{海水}g\Delta V_{排}$得，排开海水体积的变化量：
$\Delta V_{排}=\frac{\Delta F_{浮}}{\rho_{海水}g}=\frac{2.2×10^5\ \mathrm{N}}{1.1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=20\ \mathrm{m}^3$
【答案】
(1) 不变
(2) $6.75×10^8\ \mathrm{N}$
(3) $20\ \mathrm{m}^3$
【知识点】
物体浮沉条件、阿基米德原理、重力计算
【点评】
本题考查物体浮沉条件与阿基米德原理的综合应用，需理解漂浮时浮力与总重力的关系，明确排水量的物理意义，同时注意单位换算的准确性。
【难度系数】
0.6
(1) 首先明确航母始终漂浮，根据物体浮沉条件，漂浮时浮力等于总重力，船总重不变则浮力不变；再结合阿基米德原理$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$，浮力不变时，排开海水的质量不变。
(2) 航母满载时的排水量是排开水的质量，利用阿基米德原理，浮力等于排开液体的重力，先换算单位，再通过$G=mg$计算出浮力。
(3) 舰载机起飞后，航母总重力减小，因航母仍漂浮，减小的浮力等于舰载机的重力；先计算舰载机的重力即减小的浮力，再利用阿基米德原理的变形公式计算排开海水体积的变化量。
【解析】
(1) 航母漂浮，$F_{浮}=G_{总}$，船总重不变，故浮力$F_{浮}$不变。由$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$可知，$m_{排}=\frac{F_{浮}}{g}$，$F_{浮}$、$g$均不变，所以排开海水的质量不变。
(2) 航母满载时排开水的质量：
$m_{排}=6.75×10^4\ \mathrm{t}=6.75×10^7\ \mathrm{kg}$
根据阿基米德原理，航母受到的浮力：
$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g=6.75×10^7\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6.75×10^8\ \mathrm{N}$
(3) 舰载机起飞后，减小的浮力等于舰载机的重力：
$\Delta F_{浮}=G_{舰载机}=m_{舰载机}g=22×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2.2×10^5\ \mathrm{N}$
由$\Delta F_{浮}=\rho_{海水}g\Delta V_{排}$得，排开海水体积的变化量：
$\Delta V_{排}=\frac{\Delta F_{浮}}{\rho_{海水}g}=\frac{2.2×10^5\ \mathrm{N}}{1.1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=20\ \mathrm{m}^3$
【答案】
(1) 不变
(2) $6.75×10^8\ \mathrm{N}$
(3) $20\ \mathrm{m}^3$
【知识点】
物体浮沉条件、阿基米德原理、重力计算
【点评】
本题考查物体浮沉条件与阿基米德原理的综合应用，需理解漂浮时浮力与总重力的关系，明确排水量的物理意义，同时注意单位换算的准确性。
【难度系数】
0.6
