3.在水中,乌龟、漂浮的木头、静止在水底的石头的位置如图所示,下列说法正确的是
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A.水对石头的压强比对木头的小
B.木头受到的浮力大于它自身的重力
C.乌龟受到的浮力等于它排开水的重力
D.石头受到的浮力等于它自身的重力
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A.水对石头的压强比对木头的小
B.木头受到的浮力大于它自身的重力
C.乌龟受到的浮力等于它排开水的重力
D.石头受到的浮力等于它自身的重力
答案
C
解析
根据液体压强公式$p=\rho gh$,石头所处深度远大于木头,水的密度相同,因此水对石头的压强比对木头的大,A错误;漂浮的物体受力平衡,木头漂浮时受到的浮力等于它自身的重力,B错误;根据阿基米德原理,浸在水中的乌龟受到的浮力等于它排开水的重力,C正确;石头静止在水底,沉底时受到重力、浮力、容器底的支持力,满足$G=F_{浮}+F_{支}$,因此石头受到的浮力小于它自身的重力,D错误。
4.核潜艇在工作过程中,需向水舱注水以增大自身重力来实现下潜,此时潜艇排开海水的体积(选填“不变”“增大”或“减小”),此过程潜艇受到海水的压强变大,是因为液体压强与有关。
答案
解:核潜艇下潜过程中始终浸没在海水中,排开海水的体积等于潜艇自身的体积,因此排开海水的体积不变;
液体压强随深度的增加而增大,潜艇下潜时所处的海水深度不断变大,受到的海水压强随之变大,说明液体压强与深度有关。
答案依次为:不变;深度。
液体压强随深度的增加而增大,潜艇下潜时所处的海水深度不断变大,受到的海水压强随之变大,说明液体压强与深度有关。
答案依次为:不变;深度。
5. 泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示,冲泡茶叶时,部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,由于所受浮力大于重力而;茶叶充分吸水后由于其密度(选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度而下沉。
答案
解:根据物体浮沉条件,当物体所受浮力大于重力时,物体会上浮;当物体的密度大于液体的密度时,物体将在液体中下沉。
所以第一空填:上浮
第二空填:大于
所以第一空填:上浮
第二空填:大于
6. 如图所示,在木棒的一端缠绕一段铜丝做成自制密度计,将其先后放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里,静止后两烧杯液面相平。密度计在两烧杯中所受浮力的关系:$F_甲$ $F_乙$;液体密度的关系:$\rho_甲$ $\rho_乙$。(均选填“大于”“小于”或“等于”)

答案
等于;大于
解析
解:
同一自制密度计的自身重力G不变,将其放入甲、乙两种液体中均处于漂浮状态,根据物体漂浮条件可得:
$F_甲 = G$,$F_乙 = G$,因此$F_甲$等于$F_乙$。
由图可知,密度计排开甲液体的体积$V_{排甲} < V_{排乙}$,根据阿基米德原理$F_浮=\rho_{液}gV_{排}$,在浮力大小相等时,排开液体的体积越小,对应的液体密度越大,因此$\rho_甲$大于$\rho_乙$。
同一自制密度计的自身重力G不变,将其放入甲、乙两种液体中均处于漂浮状态,根据物体漂浮条件可得:
$F_甲 = G$,$F_乙 = G$,因此$F_甲$等于$F_乙$。
由图可知,密度计排开甲液体的体积$V_{排甲} < V_{排乙}$,根据阿基米德原理$F_浮=\rho_{液}gV_{排}$,在浮力大小相等时,排开液体的体积越小,对应的液体密度越大,因此$\rho_甲$大于$\rho_乙$。
7. 2022年4月28日,“巅峰使命”珠峰科考活动全面启动。5月15日凌晨1点26分,我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4 300 m的科考营地顺利升空,4点40分达到海拔9 032 m,超过珠穆朗玛峰8 848.86 m的高度,创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。
(1)该浮空艇的总质量约2 625 kg,它受到重力的大小约为 N;(g取10 N/kg)
(2)已知海拔4 300 m处的空气密度约为0.8 kg/m³。如图所示,该浮空艇在营地升空前体积达9 060 m³,此时浮空艇受到的浮力大小约为 N;

(3)“极目一号”Ⅲ型浮空艇内部有三层:上层装有氦气(相同条件下氦气密度比空气小得多),中间隔开,下层是空气。当悬于空中的浮空艇需要(选填“上升”或“下降”)的时候,可以用上层的氦气排出下层的部分空气,以此改变自身重力,同时使整个浮空艇的压差在安全范围内。
(1)该浮空艇的总质量约2 625 kg,它受到重力的大小约为 N;(g取10 N/kg)
(2)已知海拔4 300 m处的空气密度约为0.8 kg/m³。如图所示,该浮空艇在营地升空前体积达9 060 m³,此时浮空艇受到的浮力大小约为 N;
(3)“极目一号”Ⅲ型浮空艇内部有三层:上层装有氦气(相同条件下氦气密度比空气小得多),中间隔开,下层是空气。当悬于空中的浮空艇需要(选填“上升”或“下降”)的时候,可以用上层的氦气排出下层的部分空气,以此改变自身重力,同时使整个浮空艇的压差在安全范围内。
答案
(1) 26250;(2) 72480;(3) 上升。
解析
解:
(1) 根据重力公式G=mg计算:
G = mg = 2625 kg × 10 N/kg = 26250 N
(2) 根据阿基米德原理,浮空艇受到的空气浮力为:
F浮 = ρ空气gV排 = 0.8 kg/m³ × 10 N/kg × 9060 m³ = 72480 N
(3) 用上层氦气排出下层部分空气后,浮空艇自身总重力减小,当浮力大于重力时浮空艇会上浮,因此此处选填上升。
(1) 根据重力公式G=mg计算:
G = mg = 2625 kg × 10 N/kg = 26250 N
(2) 根据阿基米德原理,浮空艇受到的空气浮力为:
F浮 = ρ空气gV排 = 0.8 kg/m³ × 10 N/kg × 9060 m³ = 72480 N
(3) 用上层氦气排出下层部分空气后,浮空艇自身总重力减小,当浮力大于重力时浮空艇会上浮,因此此处选填上升。
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