第6讲轮船、潜艇和飞艇(原卷版+解析)

第6讲轮船、潜艇和飞艇【题典演练】命题点一、轮船1．一艘轮船从海里驶入河里，下列说法正确的是（）A．轮船所受浮力变小 B．轮船所受浮力变大 C．轮船排开液体的体积变大 D．轮船排开液体的体积变小2．在远洋轮船的船舷上，都漆着五条“吃水线”，又称“载重线”，如图所示。其中标有W的是北大西洋载重线，标有S的是印度洋载重线。当船从北大西洋驶向印度洋时，轮船受到的浮力以及北大西洋与印度洋的海水密度ρ1和ρ2的关系，有（）A．浮力增大，ρ1＝ρ2 B．浮力减小，ρ1＝ρ2 C．浮力不变，ρ1＞ρ2 D．浮力不变，ρ1＜ρ23．如图所示，“A”和“B”表示满载的轮船在海水或江水中静止时液面的位置。图示中的轮船是在（选填“江水”或“海水”）中停泊。轮船满载时排开海水的质量为6000t，则它在海水中满载时受到的浮力是N；轮船在江水中，船底处的压强是6×104Pa，船底浸入水中的深度是。（g取10N/kg，ρ江水＝1×103kg/m3，ρ海水＝1.03×103kg/m3）4．学习了浮力的知识后，小敏找来一些物品（蜡烛、铁钉、石块、软木塞、橡皮泥），想利用这些物品进行浮力的相关探究。（1）她猜想其中铁钉、石块放入水中可能会沉入水底，她的猜想主要是依据物体的（选填“体积”，“质量”和“密度”）。（2）小敏用天平测出橡皮泥的质为24g，并将其捏成长方体，用刻度尺测出长5cm、宽4cm、高1cm，由此可知橡皮泥的密度为g/cm3，据此判断橡皮泥放入水中可能会下沉。（3）小敏将这块橡皮泥分成相同的两块，并做成实心球形和碗形，分别放入相同的两杯水中，静止时出现如图甲、乙所示的现象，甲杯中橡皮泥所受的浮力乙杯中橡皮泥所受的浮力（选填“大于”“小于”或“等于”）。而杯中水面升高得较多，由此可知，轮船能够漂浮在水面上，是因为轮船做成的，增大了排开水的体积。（4）小敏又将适量的橡皮泥捏黏在铅笔的一端（能使铅笔竖直浮在液体中），这就制成了一个很有用的仪器，将它分别放到盛有不同种类液体的杯中，静止时的情景如图丙所示，由此可以判断出A、B两种液体的密度关系为：ρAρB（选填“＞”、“＝”或“＜”）。5．在2019年春节前后，我们就有可能坐上大型豪华游船，泛舟钱塘江上。假设满载时船及船上的人总重为5000吨，江水的密度为1.0×103kg/m3，g＝10N/kg，求：（1）满载时轮船受到的浮力；（2）此时船体浸在水面下的体积。命题点二、潜艇和飞艇1．相比于其他国家来说，我们在核潜艇方面的起步较晚，上世纪60年代开始第一代核潜艇的研制，1970的时候下水了第一艘091型攻击型核潜艇，1981年才下水了第一艘092型弹道导弹核潜艇！关于核潜艇在海中状态的有关分析，正确的是（）A．漂浮时所受浮力大于重力 B．悬浮时，所受浮力等于重力 C．悬浮和漂浮时所受浮力相等 D．上浮过程中所受浮力保持不变2．第二次世界大战以来，各国潜艇出现过多次海中断崖的失事，唯有我军372艇自救成功，是世界潜艇史上的奇迹。海中断崖是指海水上层密度大、下层密度小形成的负密度跃层。潜艇在水下航行到负密度跃层处，会急剧掉向海底，会被巨大的海水压力破坏。以下分析正确的是（）A．潜艇遭遇“海中断崖”前后所受的浮力不变 B．潜艇遭遇“海中断崖”后排开液体的重力变小 C．潜艇的水舱排出水可以增大潜艇受到的浮力 D．若下沉中的潜艇浮力大于重力，就可以马上上浮3．093A型核潜艇是我国目前最现代化的潜艇，新型核潜艇的服役，对于提高我国海军作战能力，维护我国国防安全，起到了重要的作用。一艘悬浮在海水中的潜艇排开海水的质量为7×103t。（海水的密度取1×103kg/m3）.求：（1）潜艇悬浮在海水中所受浮力多大？（2）潜艇处于水下100m深度处，潜艇外有一个面积为1.5m2的舱盖，求它所受海水的压力多大？4．庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行，图中093改进型攻击核潜艇于2019年4月27日公开亮相，进行了战略巡航。完全下潜到海面下后的排水量为6.8×103t（取海水密度ρ＝1×103kg/m3、g＝10N/kg）。问：（1）该潜艇悬浮时，其上一面积为0.05m2的整流罩距海面深度为200m，此时整流罩受到海水的压强和压力各为多少？（2）该潜艇浮出海面处于漂浮时，露出海面的体积为1.5×103m3，此时潜艇的总重量是多少？5．一个充满气体的飞艇的质量是1.5×103kg，体积为1500m3。当装入质量为m的货物后，飞艇恰好悬浮在空中，已知空气的密度是1.29kg/m3，g取10N/kg求：（1）充满气体的飞艇所受的重力大小G；（2）空气对飞艇的浮力大小F；（3）装入货物的质量m。【强化训练】一．选择题（共2小题）1．一个飞艇充入气体后的总质量是1.5t，体积为1500m3，已知空气密度为1.29kg/m3，当飞艇悬浮在空中时，如果g＝10N/kg，则下列说法正确的是（）A．飞艇最多能装1935kg货物 B．飞艇与飞机的起飞原理一样 C．飞艇内充入气体的密度比空气密度大 D．飞艇悬浮时F浮＝G货+G艇2．如图，一飞艇充入气体后的质量是1.5t，体积为1500m3，下列关于飞艇的说法不正确的是（ρ空气＝1.29kg/m3）（）A．用不会爆炸的氮气代替氢气做成的飞艇造价低廉、安全 B．飞艇的原理是充密度小于空气的气体，可以飘在空中 C．该气艇悬浮在空中时装入货物为435kg D．如果装入货物是500kg，飞艇恰好匀速下降，阻力大小不变.要它匀速上升需要扔掉65kg的货物二．填空题（共2小题）3．中国人民解放军海军举行纪念成立70周年阅兵式。两行并排行驶的舰艇距离较远，是因为靠近行驶，彼此间海水的流速很大，压强较，压力差会使舰艇发生碰撞；新型核潜艇通过减小所受的（选填“重力”或“浮力”），浮出水面接受检阅；综合补给舰满载排水40000t，满载时所受的浮力约为N（取g＝10N/kg）。4．许多轮船都有排水量的标记，“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是4800t，此时舰船所受的浮力是N（g＝10N/kg），舰船排开水的体积是m3．当舰船从海洋驶入长江时，吃水深度（选填“变大”“变小”或“不变”）。若此时“青岛号”的吃水深度是5.5m，舰底受到水的压强是Pa（ρ水＝1.0×103kg/m3）。三．实验探究题（共1小题）5．核潜艇庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行，图甲中为093改进型攻击核潜艇公开亮相并进行了战略巡航。我国某核潜艇H最大潜深350m，完全下潜到海面下后的排水量为8.24×103t．潜艇内部有水舱，通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜艇的自重，从而控制其下沉或上浮。已知海水密度ρ海为1.03×103kg/m3，江水密度ρ江为1.0×103kg/m3，取g＝10N/kg，不考虑潜艇的体积变化。（1）下列关于核潜艇的说法中，正确的是。A．核潜艇的外壳用硬度小的特种钢材制成的B．核潜艇是通过改变自身体积达到浮沉的C．核潜艇悬浮和漂浮时所受的浮力相等D．核潜艇由东海海面下潜行进入长江后所受的浮力变小（2）核潜艇在海面下水平匀速巡航时，突然进入密度跃层（海水密度突然变小）时，核潜艇将会，将给核潜艇带来安全隐患。为确保核潜艇安全，应立即采取的措施是（选填“向水舱中充水”或“从水舱中向外排水”）。（3）该核潜艇H悬浮在海面下时，螺旋桨将海水推向后方获得向前的推力，说明；核潜艇H所受的海水阻力与航速的关系如图乙，当核潜艇H航速为8m/s时，核潜艇H所受的海水阻力为N。四．计算题（共1小题）6．某型号一次性声呐，底部面积为200cm2，其内部有两个相同的空腔，每个空腔的容积为2×10﹣2m3，每个空腔的侧上方都用轻薄易腐蚀材料制成的密封盖密封，密封盖在海水中浸泡24小时后，将被海水完全腐蚀。某次公海军事演习，反潜飞机向海中投入该声呐，声呐在海中静止后露出整个体积的四分之一，声呐处于探测状态，如图甲所示；24小时后，声呐没入海中处于悬浮状态，声呐停止工作，如图乙所示；再经过24小时后，声呐沉入海底，如图丙所示。已知ρ海水＝1.1×103kg/m3，g取10N/kg。问：（1）声呐整个体积有多大？（2）图甲中，声呐有多重？（3）图丙中，海底对声呐的支持力有多大？（4）丙图中，声呐对海底的压强有多大？五．解答题（共2小题）7．如图所示，一艘轮船正在长江上航行已知船体和货物总重为7500吨，江水的密度为1.0×103kg/m3．（g＝10N/kg）求：（1）轮船受到的浮力？（2）船体浸在水面下的体积？（3）轮船从长江驶入大海后船体会上浮一些还是下沉一些，请说明理由。8．韩国“岁月号”经过改造后，船体为6825t级，长145m，宽22m，最大载客量920人，满载排水量6825t，是目前韩国国内同类客轮中最大的一艘，“岁月号”客轮沉船事件引起世界广泛的关注。沉船原因有人猜测沉船原因，是轮船底部被船员视为生命水的“平衡水”被人为减少，如图所示，导致船在失去平衡时丧失了自我恢复平衡的能力。关于平衡水的作用，下面说法正确的是。A、增大浮力B、降低船体的重心C、减少惯性D、增大惯性“岁月号”打捞韩国最大打捞船的打捞能力只有3200吨级，目前四艘打捞船已经进入工作区域。小明也想到一种打捞方法：将一些气囊捆在沉船上，然后充气，利用众多气囊的浮力将沉船拉出海面。请通过计算结果对小明的打捞方法进行可行性分析。（气囊自身重量情况忽略不计）。参照数据：“岁月号”自身质量加之所载货物和海水总质量超过万吨（按10000吨计算和考虑）一个普通农村中学教室的体积约400m3，海水密度按103kg/m3计算和考虑g＝10N/kg。第6讲轮船、潜艇和飞艇【题典演练】命题点一、轮船1．一艘轮船从海里驶入河里，下列说法正确的是（）A．轮船所受浮力变小 B．轮船所受浮力变大 C．轮船排开液体的体积变大 D．轮船排开液体的体积变小【解答】解：轮船在水中漂浮，可知浮力等于重力，所以浮力不变；驶入河里后液体密度变小，根据浮力的计算公式F浮＝ρ液gV排，可知排开的水的体积变大，故ABD错误，C正确。故选：C。2．在远洋轮船的船舷上，都漆着五条“吃水线”，又称“载重线”，如图所示。其中标有W的是北大西洋载重线，标有S的是印度洋载重线。当船从北大西洋驶向印度洋时，轮船受到的浮力以及北大西洋与印度洋的海水密度ρ1和ρ2的关系，有（）A．浮力增大，ρ1＝ρ2 B．浮力减小，ρ1＝ρ2 C．浮力不变，ρ1＞ρ2 D．浮力不变，ρ1＜ρ2【解答】解：由于轮船漂浮，所以F浮＝G，所以轮船受到的浮力都等于轮船受到的重力G，即：ρ液gv排＝G，设北大西洋与印度洋的海水密度ρ1和ρ2，轮船排开北大西洋与印度洋的海水的体积为v1、v2，标有W的是北大西洋载重线，标有S的是印度洋载重线，轮船排开海水的体积：v1＜v2，所以海水的密度：ρ1＞ρ2。故选：C。3．如图所示，“A”和“B”表示满载的轮船在海水或江水中静止时液面的位置。图示中的轮船是在海水（选填“江水”或“海水”）中停泊。轮船满载时排开海水的质量为6000t，则它在海水中满载时受到的浮力是6×107N；轮船在江水中，船底处的压强是6×104Pa，船底浸入水中的深度是6m。（g取10N/kg，ρ江水＝1×103kg/m3，ρ海水＝1.03×103kg/m3）【解答】解：（1）在海水和江水中，轮船都漂浮，浮力和自身的重力大小相等，即浮力大小不变；因海水的密度大于江水的密度，则根据公式F浮＝ρ液gV排可知，轮船排开海水的体积小于排开江水的体积，即轮船在海水中的吃水线高度较低，所以图中的轮船是在海水中停泊的；（2）根据阿基米德原理得轮船所受的浮力：F浮＝G排＝m排g＝6000×103kg×10N/kg＝6×107N；（3）由液体压强公式p＝ρgh得，船底浸入江水中的深度：h=pρ故答案为：海水；6×107；6m。4．学习了浮力的知识后，小敏找来一些物品（蜡烛、铁钉、石块、软木塞、橡皮泥），想利用这些物品进行浮力的相关探究。（1）她猜想其中铁钉、石块放入水中可能会沉入水底，她的猜想主要是依据物体的密度（选填“体积”，“质量”和“密度”）。（2）小敏用天平测出橡皮泥的质为24g，并将其捏成长方体，用刻度尺测出长5cm、宽4cm、高1cm，由此可知橡皮泥的密度为1.2g/cm3，据此判断橡皮泥放入水中可能会下沉。（3）小敏将这块橡皮泥分成相同的两块，并做成实心球形和碗形，分别放入相同的两杯水中，静止时出现如图甲、乙所示的现象，甲杯中橡皮泥所受的浮力小于乙杯中橡皮泥所受的浮力（选填“大于”“小于”或“等于”）。而乙杯中水面升高得较多，由此可知，轮船能够漂浮在水面上，是因为轮船做成空心的，增大了排开水的体积。（4）小敏又将适量的橡皮泥捏黏在铅笔的一端（能使铅笔竖直浮在液体中），这就制成了一个很有用的仪器，将它分别放到盛有不同种类液体的杯中，静止时的情景如图丙所示，由此可以判断出A、B两种液体的密度关系为：ρA＜ρB（选填“＞”、“＝”或“＜”）。【解答】解：（1）铁钉、石块放入水中可能会沉入水底，其密度都大于水的密度，因此猜想主要是依据物体的密度；（2）橡皮泥的体积：V＝5cm×4cm×1cm＝20cm3，橡皮泥的密度：ρ=mV=（3）将这块橡皮泥分成相同的两块，设每块橡皮泥的重力为G0，由于实心球橡皮泥沉到容器底部，根据浮沉条件可知，实心球橡皮泥受到的浮力：F浮甲＜G0，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①碗状橡皮泥漂浮在水面，根据漂浮条件可知，碗状橡皮泥受到的浮力：F浮乙＝G0，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②可得：F浮甲＜F浮乙；由F浮＝ρgV排可知：V排乙＞V排甲，则：乙杯中水面升高得较多；轮船制成空心的，就这样可大大增加排水的体积，从而增大可利用的浮力；（4）根据图丙可知，密度计排开A液体的体积多，由F浮＝ρgV排可得，液体A的密度较小，即ρA＜ρB。故答案为：（1）密度；（2）1.2；（3）小于；乙；空心；（4）＜。5．在2019年春节前后，我们就有可能坐上大型豪华游船，泛舟钱塘江上。假设满载时船及船上的人总重为5000吨，江水的密度为1.0×103kg/m3，g＝10N/kg，求：（1）满载时轮船受到的浮力；（2）此时船体浸在水面下的体积。【解答】解：（1）由于轮船处于漂浮状态，则根据漂浮条件可知轮船受到的浮力：F浮＝G＝mg＝5000×103kg×10N/kg＝5×107N；（2）由F浮＝ρ液gV排得，船体浸在水面下的体积：V浸＝V排=F浮ρ水g=5×1答：（1）轮船受到的浮力为5×107N；（2）此时船体浸在水面下的体积为5×103m3。命题点二、潜艇和飞艇1．相比于其他国家来说，我们在核潜艇方面的起步较晚，上世纪60年代开始第一代核潜艇的研制，1970的时候下水了第一艘091型攻击型核潜艇，1981年才下水了第一艘092型弹道导弹核潜艇！关于核潜艇在海中状态的有关分析，正确的是（）A．漂浮时所受浮力大于重力 B．悬浮时，所受浮力等于重力 C．悬浮和漂浮时所受浮力相等 D．上浮过程中所受浮力保持不变【解答】解：AB、潜艇悬浮或漂浮时，处于平衡状态，所受的力为平衡力，平衡力大小相等，即浮力等于重力，故A错误，B正确；C、潜艇悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积，由F浮＝ρ液gV排可知，潜艇悬浮时所受浮力大，即F悬浮＞F漂浮，故C错误；D、潜艇在上浮过程中，露出水面前，V排不变，根据F浮＝ρ液gV排可知，潜艇所受浮力不变；逐渐露出水面时，V排减小，潜艇所受浮力减小，故D错误。故选：B。2．第二次世界大战以来，各国潜艇出现过多次海中断崖的失事，唯有我军372艇自救成功，是世界潜艇史上的奇迹。海中断崖是指海水上层密度大、下层密度小形成的负密度跃层。潜艇在水下航行到负密度跃层处，会急剧掉向海底，会被巨大的海水压力破坏。以下分析正确的是（）A．潜艇遭遇“海中断崖”前后所受的浮力不变 B．潜艇遭遇“海中断崖”后排开液体的重力变小 C．潜艇的水舱排出水可以增大潜艇受到的浮力 D．若下沉中的潜艇浮力大于重力，就可以马上上浮【解答】解：A、潜艇遭遇“海中断崖”前后排开海水的体积不变，但海水的密度变小，根据阿基米德原理可知，潜艇受到的浮力减少，故A错误。B、潜艇遭遇“海中断崖”前后排开海水的体积不变，但海水的密度变小，根据G＝mg和ρ=mV可知，排开液体的重力变小，故C、潜艇是靠改变自身的重力实现浮沉的，潜艇的水舱排出水后，潜艇重力减小，但潜艇排开液体的体积不变，根据F浮＝ρ液gV排知，其所受浮力不变，当重力小于浮力时，潜艇开始上浮，故C错误。D、因为潜艇具有惯性，要继续保持原来的运动状态，所以若下沉中的潜艇浮力大于重力，潜艇先因惯性下沉一段距离，然后才上浮，故D错误。故选：B。3．093A型核潜艇是我国目前最现代化的潜艇，新型核潜艇的服役，对于提高我国海军作战能力，维护我国国防安全，起到了重要的作用。一艘悬浮在海水中的潜艇排开海水的质量为7×103t。（海水的密度取1×103kg/m3）.求：（1）潜艇悬浮在海水中所受浮力多大？（2）潜艇处于水下100m深度处，潜艇外有一个面积为1.5m2的舱盖，求它所受海水的压力多大？【解答】解：（1）悬浮在海水中的潜艇排开海水的质量为：m排＝7×103t＝7×106kg，由阿基米德原理可知，潜艇悬浮在海水中所受浮力：F浮＝G排＝m排g＝，7×106kg×10N/kg＝7×107N；（2）水对舱盖的压强：p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×100m＝1×106Pa，由p=FF＝pS＝1×106Pa×1.5m2＝1.5×106N。答：（1）潜艇悬浮在海水中所受浮力为7×107N；（2）潜水艇的舱盖受到海水的压力1.5×106N。4．庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行，图中093改进型攻击核潜艇于2019年4月27日公开亮相，进行了战略巡航。完全下潜到海面下后的排水量为6.8×103t（取海水密度ρ＝1×103kg/m3、g＝10N/kg）。问：（1）该潜艇悬浮时，其上一面积为0.05m2的整流罩距海面深度为200m，此时整流罩受到海水的压强和压力各为多少？（2）该潜艇浮出海面处于漂浮时，露出海面的体积为1.5×103m3，此时潜艇的总重量是多少？【解答】解：（1）潜艇下潜到200m深处时，h＝200m；此时整流罩所受海水的压强：p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×200m＝2×106Pa；根据p=FS可知此时整流罩受到海水的压力：F＝pS＝2×106Pa×0.05m2＝1×105（2）完全下潜到海面下后的排水量为6.8×103t，则V＝V排=m排ρ水=6.8×10潜艇浮出海面处于漂浮时，排开水的体积V排′＝V﹣V露＝6.8×103m3﹣1.5×103m3＝5.3×103m3，根据漂浮条件和F浮＝ρ液gV排可得，此时潜艇的总重量：G＝F浮＝ρ水gV排′＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5.3×103m3＝5.3×107N。答：（1）该潜艇悬浮时，其上一面积为0.05m2的整流罩距海面深度为200m，此时整流罩受到海水的压强和压力各为2×106Pa、1×105N；（2）该潜艇浮出海面处于漂浮时，露出海面的体积为1.5×103m3，此时潜艇的总重量是5.3×107N。5．一个充满气体的飞艇的质量是1.5×103kg，体积为1500m3。当装入质量为m的货物后，飞艇恰好悬浮在空中，已知空气的密度是1.29kg/m3，g取10N/kg求：（1）充满气体的飞艇所受的重力大小G；（2）空气对飞艇的浮力大小F；（3）装入货物的质量m。【解答】解：（1）充满气体的飞艇所受重力的大小G，则有：G＝mg＝1.5×103kg/m3×10N/kg＝1.5×104N；（2）由阿基米德原理可得，空气对飞艇的浮力F为：F＝ρ气gV＝1.29kg/m3×10N/kg×1.5×103m3＝1.935×104N；（3）货物的重力：G货＝F–G＝1.935×104N–1.5×104N＝4350N，货物的质量：m=G货答：（1）充满气体的飞艇所受的重力为1.5×104N；（2）空气对飞艇的浮力为1.935×104N；（3）装入货物的质量为435kg。【强化训练】一．选择题（共2小题）1．一个飞艇充入气体后的总质量是1.5t，体积为1500m3，已知空气密度为1.29kg/m3，当飞艇悬浮在空中时，如果g＝10N/kg，则下列说法正确的是（）A．飞艇最多能装1935kg货物 B．飞艇与飞机的起飞原理一样 C．飞艇内充入气体的密度比空气密度大 D．飞艇悬浮时F浮＝G货+G艇【解答】解：（1）飞艇在空气中所受浮力为：F浮＝ρ空气gV排＝1.29kg/m3×1500m3×10N/kg＝19350N，因为在空中悬浮，所以F浮＝G飞艇+G货所以G货＝F浮﹣G飞艇＝19350N﹣1500kg×10N/kg＝4350N。G＝mg可知，m=G货g=4350N10N/kg（2）飞艇是利用浮力升空的，飞机起飞是利用了流体压强与流速的关系，二者的原理不同，故B错误；（3）飞艇内充入气体的密度一定比空气密度小，体积相等时，重力小于浮力，故C错误。故选：D。2．如图，一飞艇充入气体后的质量是1.5t，体积为1500m3，下列关于飞艇的说法不正确的是（ρ空气＝1.29kg/m3）（）A．用不会爆炸的氮气代替氢气做成的飞艇造价低廉、安全 B．飞艇的原理是充密度小于空气的气体，可以飘在空中 C．该气艇悬浮在空中时装入货物为435kg D．如果装入货物是500kg，飞艇恰好匀速下降，阻力大小不变.要它匀速上升需要扔掉65kg的货物【解答】解：A、氦气的化学性质很不活泼，利用氦气代替氢气填充飞艇，是为了使用更加安全，故A正确；B、飞艇内充入气体的密度一定比空气密度小，体积相等时，重力小于浮力，故B正确；C、飞艇在空气中所受浮力为：F浮＝ρ空气gV排＝1.29kg/m3×1500m3×10N/kg＝19350N；因为在空中悬浮，所以F浮＝G飞艇+G货所以G货＝F浮﹣G飞艇＝19350N﹣1500kg×10N/kg＝4350N。由G＝mg可知，m=G货g=D、G货＝m货g＝500kg×10N/kg＝5000N；飞艇的重力：G＝mg＝1500kg×10N/kg＝15000N，飞艇匀速竖直下降时，所受阻力向上，整体处于平衡状态，故：G+5000N＝F浮+F阻﹣﹣﹣﹣①，F阻＝15000N+5000N﹣19350N＝650N匀速竖直上升时，所受阻力向下，整体处于平衡状态，故：F浮＝G′+F阻G′＝F浮﹣F阻＝19350N﹣650N＝18700N，扔掉物体的重力为：G扔＝G+5000N﹣G′＝15000N+5000N﹣18700N＝1300N，扔掉物体的质量：m扔=G扔g=故选：D。二．填空题（共2小题）3．中国人民解放军海军举行纪念成立70周年阅兵式。两行并排行驶的舰艇距离较远，是因为靠近行驶，彼此间海水的流速很大，压强较小，压力差会使舰艇发生碰撞；新型核潜艇通过减小所受的重力（选填“重力”或“浮力”），浮出水面接受检阅；综合补给舰满载排水40000t，满载时所受的浮力约为4×108N（取g＝10N/kg）。【解答】解：（1）流体的流速越大，流体的压强越小；若两并排行驶的舰艇靠得过近，彼此间海水流速会很大，导致舰艇间的压强很小，向内的压力差会使舰艇发生碰撞，所以两并排行驶的舰艇编队间距较远。（2）潜水艇是靠改变自身的重来完成上浮或下潜的；当核潜艇浸没在水中时，排开水的体积不变，浮力不变，减小自身的重力，浮力大于重力，核潜艇上浮到水面接受检阅。（3）该舰满载时排开水的重力：G排＝m排g＝4×107kg×10N/kg＝4×108N，由阿基米德原理可得，它满载时所受的浮力：F浮＝G排＝4×108N。故答案为：小；重力；4×108。4．许多轮船都有排水量的标记，“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是4800t，此时舰船所受的浮力是4.8×107N（g＝10N/kg），舰船排开水的体积是4.8×103m3．当舰船从海洋驶入长江时，吃水深度变大（选填“变大”“变小”或“不变”）。若此时“青岛号”的吃水深度是5.5m，舰底受到水的压强是5.5×104Pa（ρ水＝1.0×103kg/m3）。【解答】解：（1）驱逐舰排开水的质量：m排＝4800t＝4.8×106kg，驱逐舰受到的浮力：F浮＝G排＝m排g＝4.8×106kg×10N/kg＝4.8×107N；由阿基米德原理可得：V排=F浮ρ水g=4.8×1（2）驱逐舰在海洋中行驶时，处于漂浮状态，浮力等于重力；驱逐舰在长江中行驶时，仍然处于漂浮状态，浮力仍然等于重力；所以驱逐舰从海洋驶入长江时，所受的浮力不变，当舰船从海洋驶入长江时，由于液体密度变小，根据V排=F（3）舰底受到水的压强p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5.5m＝5.5×104Pa。故答案为：4.8×107；4.8×103；变大；5.5×104。三．实验探究题（共1小题）5．核潜艇庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行，图甲中为093改进型攻击核潜艇公开亮相并进行了战略巡航。我国某核潜艇H最大潜深350m，完全下潜到海面下后的排水量为8.24×103t．潜艇内部有水舱，通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜艇的自重，从而控制其下沉或上浮。已知海水密度ρ海为1.03×103kg/m3，江水密度ρ江为1.0×103kg/m3，取g＝10N/kg，不考虑潜艇的体积变化。（1）下列关于核潜艇的说法中，正确的是D。A．核潜艇的外壳用硬度小的特种钢材制成的B．核潜艇是通过改变自身体积达到浮沉的C．核潜艇悬浮和漂浮时所受的浮力相等D．核潜艇由东海海面下潜行进入长江后所受的浮力变小（2）核潜艇在海面下水平匀速巡航时，突然进入密度跃层（海水密度突然变小）时，核潜艇将会下沉，将给核潜艇带来安全隐患。为确保核潜艇安全，应立即采取的措施是从水舱中向外排水（选填“向水舱中充水”或“从水舱中向外排水”）。（3）该核潜艇H悬浮在海面下时，螺旋桨将海水推向后方获得向前的推力，说明力的作用是相互的；核潜艇H所受的海水阻力与航速的关系如图乙，当核潜艇H航速为8m/s时，核潜艇H所受的海水阻力为1.92×106N。【解答】解：（1）A、核潜艇在水下需要承担较大的压强，所以潜水艇的外壳用硬度大的特种钢材制成的，故A错误；B、核潜艇是通过改变自身重力达到浮沉的，故B错误；C、核潜艇悬浮和漂浮时排开水的体积不相同，根据F浮＝ρgV排知所受的浮力不相等，故C错误；D、核潜艇由东海海面下潜行进入长江后，液体的密度减小，根据F浮＝ρgV排知所受的浮力变小，故D正确；故选：D；（2）核潜艇在海面下水平匀速巡航时，突然进入密度跃层（海水密度突然变小）时，海水跃层是上层密度大、下层密度小，因此由F浮＝ρgV排可知，会造成潜艇受到的浮力减小，浮力小于重力，所以潜水艇会突然下沉；因为潜水艇是靠改变自身的重力实现浮沉的，所以此时将潜艇水舱向外排水，使潜艇受到的重力小于浮力，实现上浮；（3）该核潜艇H悬浮在海面下时，螺旋桨将海水推向后方，由于物体间力的作用是相互的，海水对螺旋桨施加一个向前的力，核潜艇就前进了；由图乙可知，当风速为100m2/s2时，核潜艇受到的阻力f＝3×106N，当核潜艇H航速为8m/s时，核潜艇H所受的海水阻力为f′=(8m/s)2100m2/s2×3×故答案为：（1）D；（2）下沉；从水舱中向外排水；（3）力的作用是相互的；1.92×106。四．计算题（共1小题）6．某型号一次性声呐，底部面积为200cm2，其内部有两个相同的空腔，每个空腔的容积为2×10﹣2m3，每个空腔的侧上方都用轻薄易腐蚀材料制成的密封盖密封，密封盖在海水中浸泡24小时后，将被海水完全腐蚀。某次公海军事演习，反潜飞机向海中投入该声呐，声呐在海中静止后露出整个体积的四分之一，声呐处于探测状态，如图甲所示；24小时后，声呐没入海中处于悬浮状态，声呐停止工作，如图乙所示；再经过24小时后，声呐沉入海底，如图丙所示。已知ρ海水＝1.1×103kg/m3，g取10N/kg。问：（1）声呐整个体积有多大？（2）图甲中，声呐有多重？（3）图丙中，海底对声呐的支持力有多大？（4）丙图中，声呐对海底的压强有多大？【解答】解：（1）设声呐的整个体积为V，声呐的重力为G声，图甲中，声呐漂浮（下方的密封盖浸在海水中），且声呐在海中静止后露出整个体积的四分之一，则：G声＝F浮＝ρ海水g（1−14）V=34由题意可知，每个空腔的容积为V腔＝2×10﹣2m3，则每个空腔能容纳海水的重力：G海水＝m海水g＝ρ海水V腔g＝1.1×103kg/m3×2×10﹣2m3×10N/kg＝220N，图乙中，24小时后，下方的密封口被腐蚀，下方空腔充满海水，声呐悬浮，把声呐和进入的海水作为一个整体（即此时下方空腔内的海水作为声呐的一部分），由悬浮条件可得：F浮1＝G总1＝G声+G海水，即ρ海水gV=34ρ海水解得：V＝8×10﹣2m3；（2）图甲中，声呐的重力：G声＝F浮＝ρ海水g（1−14）V=34ρ海水gV=34×1.1×103kg/m3×10N/kg×8×10（3）图丙中，声呐上方的密封盖也浸没在海水中，再经过24小时，密封盖也被腐蚀，把声呐和进入的海水作为一个整体（即此时两个空腔内的海水作为声呐的一部分），则可知声呐的总重力：G总2＝G声+2×