2026年万唯中考试题研究物理广东专版第103页答案
例4 (2022广东21题7分)我国自主研制的载人深潜器下潜深度已突破10000m,在载人深潜领域达到世界领先水平。($\rho_{海水}=1.03×10^{3}$kg/m$^{3}$,$\rho_{水}=1.0×10^{3}$kg/m$^{3}$,$g$取10N/kg)

(1)潜水艇活动的海水深度一般为300m至600m,它可以通过水舱排水或充水来改变
自身重力
,从而实现浮沉。
(2)深潜器可进入更深的水域,在10000m的深处,海水产生的压强为
$1.03×10^{8}$
Pa。由于深海海水压强太大,深潜器实现浮沉的方法与潜水艇有所不同。
(3)小明阅读资料后,利用如图的装置模拟深潜器在水中的运动过程。物体甲、乙由一条细线连接且在水中处于静止状态,已知乙的质量为0.2kg,体积为25cm$^{3}$,则乙所受浮力的大小为
0.25
N,乙受到细线的拉力为
1.75
N。若剪断细线,甲将
上浮
(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”),此时甲所受浮力
C
(填字母)。
A. 增大,且大于重力
B. 不变,且等于重力
C. 不变,且大于重力
D. 减小,且小于重力
例5 万唯原创“新光华号”半潜船,为10万吨级半潜船,是国内最大、全球第二大半潜船,该船下潜吃水深度为30.5m,空载时的质量为51500t,载重量为8000t。该船可以通过下潜、上浮或码头滚装的方式来装卸大型货物,其装载货物过程如下:装载前半潜船空载漂浮于海面,装载时需向船体内舱注水,船体重力增加,甲板下沉至海面以下,拖船将漂浮的货物拖至半潜船的甲板上方并固定好,半潜船排出水舱中的水,甲板上浮刚好至海面,如图所示。求:($\rho_{海水}$取$1.03×10^{3}$kg/m$^{3}$,$g$取10N/kg)
(1)该船下潜吃水深度为30.5m时,海水对船底的压强。
(2)半潜船空载时浸入海水的体积。
(3)半潜船在如图所示空载、下沉、载货的三种状态下所受的浮力分别为$F_{1}$、$F_{2}$、$F_{3}$,分析比较它们的大小关系并说明理由。

答案

例4 (1)自身重力 (2)$1.03×10^{8}$ (3)0.25 1.75 上浮 C
例5解:(1)船下潜吃水深度为30.5m时,海水对船底的压强$p=\rho_{海水}gh=1.03×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×30.5m=3.1415×10^{5}Pa$
 (2)半潜船空载时的质量为51500t,装载前半潜船空载漂浮于海面,其受到的浮力$F_{浮}=G_{空}=m_{空}g=51500×10^{3}kg×10N/kg=5.15×10^{8}N$
根据$F_{浮}=\rho_{液}V_{排}g$得半潜船空载时浸入海水的体积$V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{海水}g}=\frac{5.15×10^{8}N}{1.03×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg}=5×10^{4}m^{3}$
 (3)答:$F_{2}>F_{3}>F_{1}$;据图可知,下沉时半潜船排开海水的体积最大,其次是载货时,空载时排开海水的体积最小,已知液体的密度是相同的,根据$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知,下沉时船受浮力最大,其次是载货时,再次是空载时,即浮力大小关系为$F_{2}>F_{3}>F_{1}$
例6 一题多设问 一薄壁圆柱形容器盛有一定量的水,将一重力为6N、体积为$1×10^{-3}$m$^{3}$的正方体木块$A$放入水中,木块$A$浸入水中的深度为6cm,如图甲所示;现施加一个力$F$,使得木块$A$刚好浸没在水中,如图乙所示(力$F$未画出)。求:($\rho_{水}=1.0×10^{3}$kg/m$^{3}$,$g$取10N/kg)
(1)图甲中木块$A$受到的浮力大小。
(2)木块$A$的密度。
(3)图乙中木块$A$受到的浮力大小。
(4)压力$F$的大小。

答案

例6解:(1)图甲中木块A漂浮在水面上
 图甲中木块A受到的浮力$F_{浮甲}=G_{A}=6N$
 (2)木块A的质量$m_{A}=\frac{G_{A}}{g}=\frac{6N}{10N/kg}=0.6kg$
 木块A的密度$\rho_{A}=\frac{m_{A}}{V_{A}}=\frac{0.6kg}{1×10^{-3}m^{3}}=0.6×10^{3}kg/m^{3}$
 (3)图乙中木块A受到的浮力$F_{浮乙}=\rho_{水}gV_{排}=\rho_{水}gV_{A}=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×1×10^{-3}m^{3}=10N$
 (4)图乙中木块A受到的浮力$F_{浮乙}=10N$,压力$F=F_{浮乙}-G_{A}=10N - 6N=4N$