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8. 为防止溺水事故的发生，小新发明了如图所示的救生手环，并在有安全绳的保障下，在某水域中进行了性能测试。他戴上该手环下潜到水面下5 m处（未接触水底），打开手环开关，手环瞬间弹出一个体积为$33\ \mathrm{dm}^3$的气囊，随后气囊将小新带出水面。已知小新的质量为63 kg，密度是$1.05×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，不计手环的质量和压缩体积，$\rho_{\mathrm{水}}=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，g取10 N/kg。则下列说法正确的是（安全测试，请勿模仿）（
A.小新的体积是$60\ \mathrm{cm}^3$
B.小新下潜过程中所受浮力一直变大
C.气囊完全打开瞬间，小新受到的合力为300 N
D.手环在水下5 m深处时，受到水的压强是$5×10^3\ \mathrm{Pa}$
C
）A.小新的体积是$60\ \mathrm{cm}^3$
B.小新下潜过程中所受浮力一直变大
C.气囊完全打开瞬间，小新受到的合力为300 N
D.手环在水下5 m深处时，受到水的压强是$5×10^3\ \mathrm{Pa}$
答案
8.C
解析
【分析】
本题是密度、浮力、液体压强的综合应用题，需结合相关公式逐一分析选项：先利用密度公式计算小新体积，判断选项A；根据浮力与排开液体体积的关系分析下潜时浮力变化，判断选项B；分别计算气囊打开时的总浮力和小新重力，通过力的合成求合力，判断选项C；利用液体压强公式计算水下5m处的压强，判断选项D。
【解析】
选项A：根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，小新的体积$V_{\mathrm{人}}=\frac{m_{\mathrm{人}}}{\rho_{\mathrm{人}}}=\frac{63\ \mathrm{kg}}{1.05×10^3\ \mathrm{kg/m}^3}=0.06\ \mathrm{m}^3=60\ \mathrm{dm}^3=60000\ \mathrm{cm}^3$，并非$60\ \mathrm{cm}^3$，A错误。
选项B：小新下潜过程中，未完全浸没时排开水的体积逐渐增大，浮力变大；完全浸没后排开水的体积不变，浮力不变，因此浮力不是一直变大，B错误。
选项C：小新的重力$G_{\mathrm{人}}=m_{\mathrm{人}}g=63\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=630\ \mathrm{N}$；气囊体积$V_{\mathrm{气囊}}=33\ \mathrm{dm}^3=0.033\ \mathrm{m}^3$，气囊完全打开时，总浮力$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}g(V_{\mathrm{人}}+V_{\mathrm{气囊}})=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×(0.06\ \mathrm{m}^3+0.033\ \mathrm{m}^3)=930\ \mathrm{N}$；合力$F_{\mathrm{合}}=F_{\mathrm{浮}}-G_{\mathrm{人}}=930\ \mathrm{N}-630\ \mathrm{N}=300\ \mathrm{N}$，C正确。
选项D：水下5m处的压强$p=\rho_{\mathrm{水}}gh=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×5\ \mathrm{m}=5×10^4\ \mathrm{Pa}$，并非$5×10^3\ \mathrm{Pa}$，D错误。
【答案】
C
【知识点】
密度公式应用、浮力计算、液体压强计算
【点评】
本题综合考查多个力学核心知识点，需准确掌握公式并注意单位换算，分析浮力变化时要明确排开体积的变化规律，计算合力时需明确力的方向，整体难度适中，需细心推导。
【难度系数】
0.5
本题是密度、浮力、液体压强的综合应用题，需结合相关公式逐一分析选项：先利用密度公式计算小新体积，判断选项A；根据浮力与排开液体体积的关系分析下潜时浮力变化，判断选项B；分别计算气囊打开时的总浮力和小新重力，通过力的合成求合力，判断选项C；利用液体压强公式计算水下5m处的压强，判断选项D。
【解析】
选项A：根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，小新的体积$V_{\mathrm{人}}=\frac{m_{\mathrm{人}}}{\rho_{\mathrm{人}}}=\frac{63\ \mathrm{kg}}{1.05×10^3\ \mathrm{kg/m}^3}=0.06\ \mathrm{m}^3=60\ \mathrm{dm}^3=60000\ \mathrm{cm}^3$，并非$60\ \mathrm{cm}^3$，A错误。
选项B：小新下潜过程中，未完全浸没时排开水的体积逐渐增大，浮力变大；完全浸没后排开水的体积不变，浮力不变，因此浮力不是一直变大，B错误。
选项C：小新的重力$G_{\mathrm{人}}=m_{\mathrm{人}}g=63\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=630\ \mathrm{N}$；气囊体积$V_{\mathrm{气囊}}=33\ \mathrm{dm}^3=0.033\ \mathrm{m}^3$，气囊完全打开时，总浮力$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}g(V_{\mathrm{人}}+V_{\mathrm{气囊}})=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×(0.06\ \mathrm{m}^3+0.033\ \mathrm{m}^3)=930\ \mathrm{N}$；合力$F_{\mathrm{合}}=F_{\mathrm{浮}}-G_{\mathrm{人}}=930\ \mathrm{N}-630\ \mathrm{N}=300\ \mathrm{N}$，C正确。
选项D：水下5m处的压强$p=\rho_{\mathrm{水}}gh=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×5\ \mathrm{m}=5×10^4\ \mathrm{Pa}$，并非$5×10^3\ \mathrm{Pa}$，D错误。
【答案】
C
【知识点】
密度公式应用、浮力计算、液体压强计算
【点评】
本题综合考查多个力学核心知识点，需准确掌握公式并注意单位换算，分析浮力变化时要明确排开体积的变化规律，计算合力时需明确力的方向，整体难度适中，需细心推导。
【难度系数】
0.5
二、非选择题(共6小题,共36分)
9.(4分)某学习小组在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,进行了如下操作和分析:
(1)某同学使用液体压强计前,发现U形管左右两侧液面存在高度差,如图甲所示。他接下来的操作是
A.从U形管内向外倒出适量的水
B.拆除软管重新安装
(2)根据乙和丁实验步骤,
9.(4分)某学习小组在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,进行了如下操作和分析:
(1)某同学使用液体压强计前,发现U形管左右两侧液面存在高度差,如图甲所示。他接下来的操作是
B
(选填字母)。A.从U形管内向外倒出适量的水
B.拆除软管重新安装
(2)根据乙和丁实验步骤,
不可以
(选填“可以”或“不可以”)得出结论:液体内部压强的大小还跟液体的密度有关,理由是深度和密度都不同,没有控制探头的深度相同
。答案
9.(1)B
(2)不可以 深度和密度都不同,没有控制探头的深度相同
(2)不可以 深度和密度都不同,没有控制探头的深度相同
解析
【分析】
本题考查液体压强实验的操作与控制变量法的应用。对于第一问，需明确压强计使用前U形管液面不平的原因，从而确定操作方法；对于第二问，探究压强与密度的关系时，需遵循控制变量法，分析乙、丁实验是否控制了深度这一变量。
【解析】
(1) 使用液体压强计前，若U形管左右两侧液面存在高度差，是因为软管内气体压强与外界大气压不相等，此时应拆除软管重新安装，使U形管两侧上方气压相等，液面恢复相平，因此选B。
(2) 要得出“液体内部压强与液体密度有关”的结论，需控制探头在液体中的深度相同，仅改变液体密度。对比乙和丁实验，探头在水中和盐水中的深度不同，即深度和密度两个变量均发生变化，没有控制探头的深度相同，因此不可以得出结论。
【答案】
(1)B；(2)不可以；深度和密度都不同，没有控制探头的深度相同
【知识点】
液体压强、控制变量法
【点评】
本题是液体压强实验的基础题，重点考查压强计的操作规范和控制变量法的应用，需学生明确探究液体压强相关因素时的变量控制要求。
【难度系数】
0.6
本题考查液体压强实验的操作与控制变量法的应用。对于第一问，需明确压强计使用前U形管液面不平的原因，从而确定操作方法；对于第二问，探究压强与密度的关系时，需遵循控制变量法，分析乙、丁实验是否控制了深度这一变量。
【解析】
(1) 使用液体压强计前，若U形管左右两侧液面存在高度差，是因为软管内气体压强与外界大气压不相等，此时应拆除软管重新安装，使U形管两侧上方气压相等，液面恢复相平，因此选B。
(2) 要得出“液体内部压强与液体密度有关”的结论，需控制探头在液体中的深度相同，仅改变液体密度。对比乙和丁实验，探头在水中和盐水中的深度不同，即深度和密度两个变量均发生变化，没有控制探头的深度相同，因此不可以得出结论。
【答案】
(1)B；(2)不可以；深度和密度都不同，没有控制探头的深度相同
【知识点】
液体压强、控制变量法
【点评】
本题是液体压强实验的基础题，重点考查压强计的操作规范和控制变量法的应用，需学生明确探究液体压强相关因素时的变量控制要求。
【难度系数】
0.6
