第89页 - 通城学典课时作业本八年级物理苏科版江苏专用

C

D

变小

36000

等于

不变

解：$(2) $满载时，航母受到的浮力

$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g=6.75×10^4×10^3\ \mathrm {kg}×10\ \mathrm {N/kg}=6.75×10^8N$

(3) 由于航母处于漂浮状态，浮力等于航母的重力，则舰载机从航母起飞后，

$ΔF_{浮}=G_{舰载机}=m_{舰载机}g$，根据阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{海水}gV_{排}$可知：

$ρ_{海水}gΔV_{排}=m_{舰载机}g$，

所以，排开海水体积减小量$ΔV=\frac {m_{舰载机}}{ρ_{海水}}=\frac {22×10^3\ \mathrm {kg}}{1.1×10^3\ \mathrm {kg/m}^3}=20\ \mathrm {m^3}$

【分析】
要判断各选项的正误，需结合阿基米德原理、液体压强公式、重力的影响因素逐一分析：
1. 分析浮力变化时，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，关注液体密度$\rho_{液}$和排开液体体积$V_{排}$的变化；
2. 分析液体压强变化时，根据$p=\rho_{液}gh$，关注液体密度$\rho_{液}$和深度$h$的变化；
3. 分析重力变化时，明确重力与物体质量有关，同时结合潜艇悬浮的条件（浮力等于重力）判断重力是否改变。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：潜艇遭遇“掉深”时，始终浸没在水中，$V_{排}$不变，从高密度水层驶入低密度水层，$\rho_{液}$变小。根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，可知潜艇所受浮力变小，A正确。
选项B：潜艇在高密度水层中下潜，$\rho_{液}$不变，深度$h$变大。根据液体压强公式$p=\rho_{液}gh$，可知所受水的压强变大，B正确。
选项C：潜艇悬浮时，浮力等于重力。潜艇从高密度水层进入低密度水层，浮力变小，若要在低密度水层中悬浮，潜艇需要通过排水或进水改变自身重力，因此重力会发生变化，C错误。
选项D：潜艇从刚要露出水面至漂浮在水面的过程中，$\rho_{液}$不变，$V_{排}$逐渐变小。根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，可知所受浮力变小，D正确。
【答案】
C
【知识点】
阿基米德原理、液体压强特点、重力的影响因素
【点评】
本题以潜艇“掉深”的实际情境为载体，考查浮力、液体压强和重力的相关知识，要求学生能结合物理公式分析不同状态下物理量的变化，注重对知识应用能力的考查。
【难度系数】
0.6

【分析】
首先明确彩球“温度计”的工作原理：环境温度变化时，特殊液体的密度改变，当彩球悬浮时，彩球的密度等于液体密度，此时彩球标牌温度为环境温度。温度越高，液体密度越小，因此密度越小的彩球对应越高的环境温度。接下来逐一分析选项：
1. 分析选项A：彩球4的重力不变，22℃时悬浮，浮力等于重力；18℃时液体密度更大，彩球4密度小于液体密度，彩球漂浮，浮力仍等于重力，因此两次浮力相等，A错误。
2. 分析选项B：环境温度最低时，液体密度最大，此时密度最大的彩球（编号5）悬浮，其余密度更小的彩球漂浮，并非5个均漂浮，B错误。
3. 分析选项C：相邻彩球温度间隔2℃，彩球4为22℃，则彩球3为24℃、彩球2为26℃。当2个彩球漂浮、3个沉底时，说明液体密度介于彩球2和3之间，对应环境温度为24℃＜t＜26℃，而非22℃＜t＜24℃，C错误。
4. 分析选项D：最高温度对应密度最小的悬浮彩球，若增加一个体积相等、质量更小的彩球，其密度更小，当环境温度更高、液体密度更小时，该彩球可悬浮，从而增大温度计能测得的最高温度，D正确。
【解析】
选项A：彩球4的重力$G$不变。22℃时彩球悬浮，根据浮沉条件，浮力$F_{浮1}=G$；18℃时液体密度大于22℃时的密度，彩球4的密度小于此时液体密度，彩球漂浮，浮力$F_{浮2}=G$，因此$F_{浮1}=F_{浮2}$，A错误。
选项B：环境温度最低时，液体密度最大，此时密度最大的彩球（编号5）悬浮，其余密度更小的彩球漂浮，并非5个彩球均漂浮，B错误。
选项C：已知彩球4标牌温度为22℃，相邻彩球温度间隔2℃，则彩球3为24℃、彩球2为26℃。当2个彩球漂浮、3个彩球沉底时，说明液体密度介于彩球2和彩球3的密度之间，对应环境温度为$24℃＜t＜26℃$，而非$22℃＜t＜24℃$，C错误。
选项D：温度计的最高温度由密度最小的悬浮彩球决定，增加一个体积相等、质量更小的彩球，其密度更小，当环境温度更高、液体密度更小时，该彩球可悬浮，从而增大能测得的最高温度，D正确。
【答案】
D
【知识点】
物体浮沉条件；密度与温度的关系
【点评】
本题结合创新型温度计考查物体浮沉条件的应用，关键是理清温度变化对液体密度的影响，以及彩球密度与对应环境温度的关系，需要将浮沉条件与密度变化结合分析，对逻辑推理能力有一定要求。
【难度系数】
0.6

【分析】
首先，我们需要回忆阿基米德原理：浸在气体中的物体受到的浮力等于排开气体的重力，公式为$F_{浮}=\rho_{气}gV_{排}$。
1. 分析浮力变化：浮空艇上升过程中，体积保持不变，即$V_{排}$不变，但高空的空气密度随海拔升高而变小，根据公式可知浮力会变小；
2. 计算高空浮力：已知9032m高空的空气密度、浮空艇体积和g的取值，代入阿基米德原理公式即可算出浮力；
3. 判断悬浮时浮力与重力的关系：根据物体浮沉条件，悬浮的物体受力平衡，浮力等于自身重力。
【解析】
1. 浮力变化分析：
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{气}gV_{排}$，浮空艇上升时，$V_{排}=V_{艇}$保持不变，而高空空气密度$\rho_{气}$变小，因此浮空艇受到的浮力变小。
2. 计算9032m高空的浮力：
将$\rho_{气}=0.4kg/m³$，$g=10N/kg$，$V_{排}=9000m³$代入公式：
$F_{浮}=\rho_{气}gV_{排}=0.4kg/m³×10N/kg×9000m³=36000N$
3. 悬浮时浮力与重力的关系：
根据物体浮沉条件，当物体悬浮在气体中时，处于平衡状态，受到的浮力等于自身的重力。
【答案】
变小；36000；等于
【知识点】
阿基米德原理；物体浮沉条件
【点评】
本题考查阿基米德原理的应用和物体浮沉条件的理解，解题关键是明确浮空艇排开空气的体积不变，以及高空空气密度的变化，同时熟练掌握浮沉条件的规律，属于基础型题目，注重对基础知识的考查。
【难度系数】
0.7

【分析】
(1) 航母始终处于漂浮状态，浮力等于总重力，航母总重不变，所以浮力不变；根据阿基米德原理，浮力等于排开海水的重力，即$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$，浮力不变则排开海水的重力不变，因此排开海水的质量不变。
(2) 航母满载时的排水量是指排开海水的总质量，根据阿基米德原理，漂浮时浮力等于排开液体的重力，直接利用$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$即可计算浮力大小。
(3) 舰载机起飞后，航母的重力减小，由于航母仍漂浮，浮力的减小量等于舰载机的重力；再根据阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{海水}gV_{排}$，变形可得排开海水体积的变化量$ΔV_{排}=\frac{ΔF_{浮}}{ρ_{海水}g}$，其中$ΔF_{浮}=G_{舰载机}=m_{舰载机}g$，代入后可约去g简化计算。
【解析】
(1) 航母从近海驶入深海，总重不变且始终漂浮，浮力等于总重力，故浮力不变；由$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$可知，排开海水的质量不变。
(2) 航母满载时排水量$m_{排}=6.75×10^{4}t=6.75×10^{7}kg$，根据阿基米德原理：
$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g=6.75×10^{7}kg×10N/kg=6.75×10^{8}N$
(3) 舰载机起飞后，航母减小的浮力等于舰载机的重力，即$ΔF_{浮}=G_{舰载机}=m_{舰载机}g$
根据阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{海水}gV_{排}$，可得排开海水体积的变化量：
$ΔV_{排}=\frac{ΔF_{浮}}{ρ_{海水}g}=\frac{m_{舰载机}g}{ρ_{海水}g}=\frac{m_{舰载机}}{ρ_{海水}}$
代入数据：$m_{舰载机}=22t=2.2×10^{4}kg$，$ρ_{海水}=1.1×10^{3}kg/m^{3}$
$ΔV_{排}=\frac{2.2×10^{4}kg}{1.1×10^{3}kg/m^{3}}=20m^{3}$
【答案】
(1) 不变
(2) $6.75×10^{8}N$
(3) $20m^{3}$
【知识点】
物体的漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题结合航母舰载机的实际场景，考查浮力的相关计算，核心是对漂浮条件和阿基米德原理的理解与应用。题目注重基础公式的运用，同时需要学生能将物理知识与实际场景结合，理清浮力、重力、排液质量和体积之间的关系，属于基础偏综合的题型。
【难度系数】
0.6