1. 半潜船是专门从事运输大型海上石油钻井平台、大型舰船、潜艇等超长超重但又无法分割调运的超大型设备的特种海运船舶。把装货甲板浸入水中,使货物能够被拖拽到装货甲板上方。然后排出船舱中的水,使船身和货物一起上浮,将货物运走。下列说法正确的(
A.半潜船是由密度比水小的实心材料制成的
B.建造半潜船时内部一定留有很大体积的空舱
C.半潜船的质量必须小于所载货物的质量
D.没有装载任何货物处于下潜状态的半潜船,与它装载着货物并浮出水面时受到的浮力大小一定相等
B
)A.半潜船是由密度比水小的实心材料制成的
B.建造半潜船时内部一定留有很大体积的空舱
C.半潜船的质量必须小于所载货物的质量
D.没有装载任何货物处于下潜状态的半潜船,与它装载着货物并浮出水面时受到的浮力大小一定相等
答案
1. B
解析
【解析】
对各选项逐一分析:
A. 半潜船可实现下潜和上浮,说明其平均密度能改变,若由密度比水小的实心材料制成,会始终漂浮无法下潜,故A错误;
B. 半潜船通过排出或吸入船舱内的水来改变总重力,从而实现上浮和下潜,因此建造时内部一定留有很大体积的空舱,故B正确;
C. 半潜船装载货物时处于漂浮状态,总浮力等于总重力,半潜船的质量不一定小于所载货物的质量,故C错误;
D. 无货下潜状态的半潜船,浮力等于船的重力与舱内水的重力之和;装载货物浮出水面时,浮力等于船的重力与货物的重力之和,两者浮力大小不一定相等,故D错误。
【答案】
B
【知识点】
物体浮沉条件、阿基米德原理
【点评】
本题结合半潜船的实际工作场景,考查浮力相关知识的应用,要求学生将物理原理与实际情况结合分析,侧重知识应用能力的考查。
【难度系数】
0.6
对各选项逐一分析:
A. 半潜船可实现下潜和上浮,说明其平均密度能改变,若由密度比水小的实心材料制成,会始终漂浮无法下潜,故A错误;
B. 半潜船通过排出或吸入船舱内的水来改变总重力,从而实现上浮和下潜,因此建造时内部一定留有很大体积的空舱,故B正确;
C. 半潜船装载货物时处于漂浮状态,总浮力等于总重力,半潜船的质量不一定小于所载货物的质量,故C错误;
D. 无货下潜状态的半潜船,浮力等于船的重力与舱内水的重力之和;装载货物浮出水面时,浮力等于船的重力与货物的重力之和,两者浮力大小不一定相等,故D错误。
【答案】
B
【知识点】
物体浮沉条件、阿基米德原理
【点评】
本题结合半潜船的实际工作场景,考查浮力相关知识的应用,要求学生将物理原理与实际情况结合分析,侧重知识应用能力的考查。
【难度系数】
0.6
2. 桌面上的容器盛有水,在一试管里面放一小球后,试管浮在水面上,如图所示。现将小球取下沉入水中,试管仍浮在水面上,则(
A.液面下降
B.液面上升
C.容器底受到水的压强不变
D.桌面受到的压强变小
A
)A.液面下降
B.液面上升
C.容器底受到水的压强不变
D.桌面受到的压强变小
答案
2. A
解析
设试管重力为$G_{管}$,小球重力为$G_{球}$。
初始状态:试管和小球整体漂浮,浮力$F_{浮1}=G_{管}+G_{球}$,由$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排1}$得$V_{排1}=\frac{G_{管}+G_{球}}{\rho_{水}g}$。
小球下沉后:试管漂浮,浮力$F_{浮管}=G_{管}$,$V_{排管}=\frac{G_{管}}{\rho_{水}g}$;小球下沉,浮力$F_{浮球}<G_{球}$,$V_{排球}=\frac{F_{浮球}}{\rho_{水}g}$,总排开水体积$V_{排2}=V_{排管}+V_{排球}=\frac{G_{管}}{\rho_{水}g}+\frac{F_{浮球}}{\rho_{水}g}$。
因为$F_{浮球}<G_{球}$,所以$V_{排2}<V_{排1}$,液面下降。
容器底压强$p=\rho_{水}gh$,$h$减小,$p$变小;桌面压力等于总重力不变,压强不变。
A
初始状态:试管和小球整体漂浮,浮力$F_{浮1}=G_{管}+G_{球}$,由$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排1}$得$V_{排1}=\frac{G_{管}+G_{球}}{\rho_{水}g}$。
小球下沉后:试管漂浮,浮力$F_{浮管}=G_{管}$,$V_{排管}=\frac{G_{管}}{\rho_{水}g}$;小球下沉,浮力$F_{浮球}<G_{球}$,$V_{排球}=\frac{F_{浮球}}{\rho_{水}g}$,总排开水体积$V_{排2}=V_{排管}+V_{排球}=\frac{G_{管}}{\rho_{水}g}+\frac{F_{浮球}}{\rho_{水}g}$。
因为$F_{浮球}<G_{球}$,所以$V_{排2}<V_{排1}$,液面下降。
容器底压强$p=\rho_{水}gh$,$h$减小,$p$变小;桌面压力等于总重力不变,压强不变。
A
3. 如图所示,容器中的水面上漂浮着一只空碗,水底沉着一个土豆。若将土豆取出放入碗中(碗仍能漂浮在水面上),则水面高度将(
A.下降
B.上升
C.不变
D.条件不足,难以判断
B
)A.下降
B.上升
C.不变
D.条件不足,难以判断
答案
3. B
解析
设空碗重力为$G_1$,土豆重力为$G_2$。
初始状态:碗漂浮,浮力$F_{浮1}=G_1$;土豆沉底,浮力$F_{浮2}<G_2$。总浮力$F_{总1}=F_{浮1}+F_{浮2}<G_1+G_2$。
放入碗后:碗和土豆整体漂浮,总浮力$F_{总2}=G_1+G_2$。
因为$F_{总2}>F_{总1}$,由$F_浮=\rho_液gV_排$,$V_{排2}>V_{排1}$,水面上升。
B
初始状态:碗漂浮,浮力$F_{浮1}=G_1$;土豆沉底,浮力$F_{浮2}<G_2$。总浮力$F_{总1}=F_{浮1}+F_{浮2}<G_1+G_2$。
放入碗后:碗和土豆整体漂浮,总浮力$F_{总2}=G_1+G_2$。
因为$F_{总2}>F_{总1}$,由$F_浮=\rho_液gV_排$,$V_{排2}>V_{排1}$,水面上升。
B
4. 如图所示,浸没在水中一定深度的木块,从开始上浮到最后静止在水面上一段时间,在这一过程中浮力的变化是(

A.先减少,后不变
B.先不变,再减少,后保持不变
C.先不变,后减少
D.先不变,再增大,后保持不变
B
)A.先减少,后不变
B.先不变,再减少,后保持不变
C.先不变,后减少
D.先不变,再增大,后保持不变
答案
4. B
解析
木块从开始上浮到露出水面之前,排开水的体积不变,根据阿基米德原理$F_浮=\rho_液gV_排$,浮力不变;从木块开始露出水面到静止在水面上,排开水的体积逐渐减小,浮力逐渐减少;木块静止在水面上后,排开水的体积不再变化,浮力保持不变。所以浮力的变化是先不变,再减少,后保持不变。
B
B
5. 如图所示,将高为5cm的长方体木块缓慢放入盛满水的容器中,静止时木块在水面上漂浮,下表面到水面的距离为3cm,排开水的重力为3N。则木块下表面受到水的压强是
300
Pa,木块受到的浮力是3
N,木块的质量是0.3
kg,木块的密度是0.6×10³
$ kg/m^{3} $。($ \rho_{水} = 1.0 × 10^{3} kg/m^{3} $,g取10N/kg)答案
5. 300 3 0.3 0.6×10³
解析
300;3;0.3;0.6×10³
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