專題09浮力及其應用(原卷版+解析)(第1期)

專題09浮力及其應用（原卷版）（第1期）一、選擇題1.（2022·四川遂寧）中國傳統(tǒng)節(jié)日的習俗中涉及諸多物理現象，下列分析正確的是（）。A.春節(jié)燃放煙花爆竹，小朋友捂住耳朵，是在傳播過程中減弱噪聲；B.元宵節(jié)吃湯圓，煮熟后的湯圓漂浮在水面，是因為湯圓受到的浮力大于重力；C.端午節(jié)賽龍舟，觀眾的吶喊聲“震耳欲聾”，是因為聲音的音調高；D.中秋節(jié)吃月餅，月餅香氣四溢，是因為分子在不停地做無規(guī)則運動2.（2022·四川南充）某科技小組設計了一種測量渾水密度的裝置，如圖所示，A是體積為10-3m3的均勻正方體浮子，B是圓形容器，C是固定在容器底部的定滑輪，通過細繩將A與滑輪組連接。當容器中盛有適量密度為1.0×103kg/m3的清水，連接浮子的繩子恰好不受拉力時，浮子的體積浸在清水中；當繩子末端拉力為F1時，浮子在清水中浸沒后能緩慢勻速向下運動：把清水換成待測渾水后，繩子末端拉力為F2=3.1N時，浮子浸沒后也能緩慢勻速向下運動。已知動滑輪質量為30g，g=10N/kg，不計繩子質量，伸縮，摩擦及水的阻力則（）。A.浮子的密度為0.6×103kg/m3；B.繩子拉力F1為2.1N；C.清水中浮子浸沒后勻速運動時滑輪組的機械效率約為95%；D.渾水密度為1.2×103kg/m33.（2022·江西省）如圖所示，在家庭小實驗中，某同學想讓沉底的雞蛋漂浮在水面上，下列操作可行的是（）。A.向杯子中加鹽 B.向杯子中加水 C.倒出少量的水 D.輕輕搖晃杯子4.（2022·山東臨沂）東京奧運會上，14歲的全紅嬋獲得女子10米跳臺跳水冠軍。如圖所示，正在比賽中的全紅嬋（）。A.起跳過程中運動狀態(tài)保持不變 B.上升過程中重力勢能轉化為動能C.下落過程中動能保持不變 D.入水過程中所受水的浮力逐漸增大5.（2022·山東臨沂）2022年5月21日凌晨，我國自主研制的“極目一號”Ⅲ型浮空艇（如圖）以30m/min的平均速度順利升至9050m高空，創(chuàng)造了浮空艇大氣科學觀測的世界紀錄.正在升空的浮空艇（）。A.平均速度為5m/s B.所受大氣壓強逐漸減小C.所受空氣浮力逐漸增大 D.所受空氣浮力小于重力6.（2022·山東臨沂）我國自主研制的亞洲第一深水導管架“?；惶枴辟|量為3萬噸，于2022年3月15日被順利裝上駁船運往珠江口盆地海域。駁船因載有“?；惶枴倍嗯砰_海水的質量（）。A.等于3萬噸 B.大于3萬噸C.小于3萬噸 D.都有可能二、填空題7.（2022·四川內江）一只輕質極薄的小塑料袋，袋內裝滿水（袋內無空氣）且水的質量為，將其浸沒在水中，靜止時如圖所示，則此時盛水的小塑料袋受到了豎直向上的_______作用，其大小為______。（）8.（2022·陜西?。┰凇疤鞂m課堂”中，航天員王亞平用吸管把乒乓球輕輕壓入水中，取出吸管后，觀察到乒乓球懸停在水中，如圖-1所示，這是由于在中國空間站中，乒乓球不再受到重力和___________力的原因而懸停不動。在地面課堂的同學們也做同樣的實驗；用吸管把乒乓球輕輕壓入水中，取出吸管后，觀察到乒乓球會迅速上浮直至漂浮，如圖-2所示，乒乓球露出水面前，浮力___________重力且浮力大小___________。9.（2022·浙江寧波）2022年4月28日，“巔峰使命”珠峰科考全面啟動。5月15日凌晨1點26分，中國自主研發(fā)的“極目一號”Ⅲ型浮空艇從海拔4300m的科考營地順利升空，4點40分達到海拔9032m，超過珠峰8848.86m的高度，創(chuàng)造了浮空艇大氣科學觀測的世界紀錄。（1）該浮空艇總質量約2625kg，它受到重力的大小約為______N；（2）已知海拔4300m處的空氣密度約為0.8kg/m3。如圖所示，該浮空艇在營地升空前體積達9060m3，此時浮空艇受到的浮力大小約為______N；（3）“極目一號”浮空艇內部有三層：上層裝有氦氣（相同條件下氦氣密度比空氣小得多），中間隔開，下層是空氣。當懸于空中的浮空艇需要______（填“上浮”或“下降”）的時候，可以用上層的氦氣排出下層的部分空氣，以此改變自身重力，同時使整個浮空艇的壓差在安全范圍內。10.（2022·江蘇揚州）閱讀短文，回答問題。2022年5月15日凌晨1點26分，中國自主研發(fā)的“極目一號”Ⅲ型浮空艇從海拔4270m的科考營地順利升空，4點40分達到9032m，超過珠峰8848.86m的高度，創(chuàng)造浮空艇大氣科學觀測世界紀錄?！皹O目一號”Ⅲ型浮空艇體積約為，總質量約為2.6t，內部上層充滿氦氣，中間隔開，下層是空氣隨著高度升高，通過排出下面部分的空氣，調節(jié)整個浮空艇的壓差在安全范圍內。通過與地面錨泊設備連接的系攬進行升空和駐空，通過系攬里的兩根電線給整個載荷供電。通過搭載的各種探測儀器展開垂直觀測，助力揭示青藏高原環(huán)境變化機理，對推動高原可持續(xù)發(fā)展、推進國家生態(tài)文明建設、促進全球生態(tài)環(huán)境保護產生深遠影響。（1）“極目一號”上升的平均速度______人正常行走的速度；（2）浮空艇最外的白色層通過反射太陽光中的______（選填“紅外線”或“紫外線”），避免艇內氣體溫度劇烈變化；（3）艇體材料除應具有高強度特性外還應具有怎樣的特性？（寫出一種即可）______；（4）浮空艇在營地升空時所受空氣浮力大小為______N；（海拔4270m處空氣密度為，g取10N/kg）（5）浮空艇內的氦氣密度______艇外空氣密度，在升空過程中，浮空艇所受浮力逐漸______；（6）要使浮空艇下降到地面，可采取的最佳辦法是______。11.（2022·江蘇連云港）“彩球溫度計”是一種精美的居家裝飾品，也是一種很特別的溫度計，可用于粗略地測量環(huán)境溫度。如圖甲所示，玻璃管中裝有對溫度敏感的液體，當外界溫度變化時，玻璃管中液體的密度會隨之變化。液體中裝有體積相同的五顏六色的彩球，每個彩球都標注有特定的溫度。當彩球都在玻璃管中靜止，不再運動時，所有上浮彩球中最下方一個彩球標注的溫度表示所測的環(huán)境溫度。當外界溫度降低時，液體中有部分彩球上浮至“彩球溫度計”的上部（彩球體積變化可忽略）。圖乙是某溫度時彩球溫度計中的彩球穩(wěn)定后的分布情況。請根據以上信息并結合所學知識，回答下面問題：（1）乙圖“彩球溫度計”中彩球___________上標注的溫度是當時的環(huán)境溫度（請?zhí)顚懖是蚓幪枺?；?）如果圖甲是另一溫度時彩球穩(wěn)定后的分布情況，則___________“彩球溫度計”所處環(huán)境溫度較高（選填“甲”或“乙”）；（3）如果彩球的質量為，彩球的質量為，則___________（選填“>”“=”或“＜”）；彩球標注的溫度___________彩球標注的溫度（選填“高于”或“低于”）；（4）彩球是否為懸浮狀態(tài)___________，理由是___________。三、計算題12.（2022·四川遂寧）小超與同學到某工地參觀，看到工人操作電動機通過如圖所示滑輪組將正方體石料從水池底豎直勻速吊起。他們通過調查得知：石料的邊長為0.2m，密度為，石料上升時速度恒為0.4m/s，圓柱形水池的底面積為，動滑輪重為30N。請根據他們的調查數據求：（不計繩重和摩擦，，g取10N/kg）：（1）石料露出水面前受到的浮力；（2）石料的重力；（3）石料露出水面前滑輪組的機械效率；（4）石料從剛露出水面到完全露出水面所用的時間；并推導出該過程中電動機的輸出功率P（單位：W）與時間t（單位：s）的函數關系式。13.（2022·安徽省）小華采用如下方法測量一物塊（不溶于水）的密度：彈簧測力計懸掛物塊靜止時的示數為F1=3.0N（如圖甲所示）；將物塊浸沒在水中，靜止時彈墴測力計的示數為F2=2.0N（如圖乙所示）。已知ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求：（1）物塊的質量m；（2）物塊的體積V；（3）物塊的密度ρ。14.（2022·山東泰安）如圖所示，物理科技小組設計的具有防干燒功能的空氣加濕器裝置模型，由控制器和加熱器組成，可在水量不足時自動停止加熱。加熱器有高、低兩個檔位，由開關和加熱電阻絲、組成，，；控制電路電壓恒定，，為壓敏電阻，下方固定一個輕質絕緣形硬質桿，水箱注水后圓柱形浮體豎直上浮，通過形桿對壓敏電阻產生壓力，所受壓力每增加，電阻減小。浮體體積為，質量為?？萍夹〗M對加濕器進行測試：向水箱內緩慢注水，當液面上升至浮體體積的浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為，此時銜鐵恰好被吸下，加熱器開始工作；當液面上升至浮體體積的浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為；當水箱注水量達到最大值時，電磁鐵線圈中電流為。形硬質桿的質量和電磁鐵線圈電阻忽略不計，取，水的密度為，水的比熱容為。（1）當加熱器處于高檔位時，加熱所產生的熱量全部被的水吸收，水溫升高了25℃。求加熱器的高檔功率和低檔功率；（2）求浮體體積的浸入水中時受到的浮力和此時壓敏電阻受到的壓力；（3）求水箱注水量達到最大值時，浮體浸入水中的體積。專題09浮力及其應用（解析版）（第1期）一、選擇題1.（2022·四川遂寧）中國傳統(tǒng)節(jié)日的習俗中涉及諸多物理現象，下列分析正確的是（）。A.春節(jié)燃放煙花爆竹，小朋友捂住耳朵，是在傳播過程中減弱噪聲；B.元宵節(jié)吃湯圓，煮熟后的湯圓漂浮在水面，是因為湯圓受到的浮力大于重力；C.端午節(jié)賽龍舟，觀眾的吶喊聲“震耳欲聾”，是因為聲音的音調高；D.中秋節(jié)吃月餅，月餅香氣四溢，是因為分子在不停地做無規(guī)則運動【答案】D?！窘馕觥緼．春節(jié)燃放煙花爆竹，小朋友捂住耳朵，是在人耳處減弱噪聲，故A錯誤；B．元宵節(jié)吃湯圓，煮熟后的湯圓漂浮在水面，由漂浮條件可知，湯圓受到的浮力等于重力，故B錯誤；C．端午節(jié)賽龍舟，觀眾的吶喊聲“震耳欲聾”，是因為聲音的響度較大，故C錯誤；D．月餅香氣四溢屬于擴散現象，說明分子在不停地做無規(guī)則運動，故D正確。故選D。2.（2022·四川南充）某科技小組設計了一種測量渾水密度的裝置，如圖所示，A是體積為10-3m3的均勻正方體浮子，B是圓形容器，C是固定在容器底部的定滑輪，通過細繩將A與滑輪組連接。當容器中盛有適量密度為1.0×103kg/m3的清水，連接浮子的繩子恰好不受拉力時，浮子的體積浸在清水中；當繩子末端拉力為F1時，浮子在清水中浸沒后能緩慢勻速向下運動：把清水換成待測渾水后，繩子末端拉力為F2=3.1N時，浮子浸沒后也能緩慢勻速向下運動。已知動滑輪質量為30g，g=10N/kg，不計繩子質量，伸縮，摩擦及水的阻力則（）。A.浮子的密度為0.6×103kg/m3；B.繩子拉力F1為2.1N；C.清水中浮子浸沒后勻速運動時滑輪組的機械效率約為95%；D.渾水密度為1.2×103kg/m3【答案】BC?！窘馕觥緼．接浮子的繩子恰好不受拉力時，浮子的體積浸在清水中，可知此時浮力等于重力，浮子的密度為故A不符合題意；B．浮子浸沒在水中時受到的浮力為F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N浮子的重力為G=mg=ρAgV=0.4×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=4N繩子對A的拉力為F=F浮-G=10N-4N=6N繩子拉力F1為故B符合題意；C．清水中浮子浸沒后勻速運動時滑輪組的機械效率約為故C符合題意；D．在渾水中繩子對A的拉力為浮子浸沒在渾水中時受到的浮力為F4=G+F3=4N+9N=13N渾水密度為故D不符合題意。故選BC。3.（2022·江西?。┤鐖D所示，在家庭小實驗中，某同學想讓沉底的雞蛋漂浮在水面上，下列操作可行的是（）。A.向杯子中加鹽 B.向杯子中加水 C.倒出少量的水 D.輕輕搖晃杯子【答案】A。【解析】A．要使沉底的雞蛋漂浮在水面上，雞蛋的重力不變，需增大浮力。根據F浮=ρ液gV排可知，雞蛋的體積不能改變，所以可以增大液體的密度，故向杯子中加鹽，鹽溶解后，液體密度變大，浮力變大，雞蛋就能漂浮在水面上，故A符合題意；BCD．向杯子中加水、倒出少量的水、輕輕搖晃杯子，都不能改變液體的密度，也就不能改變浮力，所以不能雞蛋漂浮在水面上，故BCD不符合題意。故選A。4.（2022·山東臨沂）東京奧運會上，14歲的全紅嬋獲得女子10米跳臺跳水冠軍。如圖所示，正在比賽中的全紅嬋（）。A.起跳過程中運動狀態(tài)保持不變 B.上升過程中重力勢能轉化為動能C.下落過程中動能保持不變 D.入水過程中所受水的浮力逐漸增大【答案】D?！窘馕觥緼．起跳過程中，是跳臺的彈性勢能轉化為全紅嬋的動能，動能變大，速度變大，運動狀態(tài)發(fā)生改變，故A不符合題意；B．上升過程中，全紅嬋的質量不變，速度變小，高度變大，動能減少，重力勢能增大，是動能轉化為重力勢能，故B不符合題意；C．下落過程中，質量不變，速度變大，動能增大，故C不符合題意；D．入水過程中，排開水的體積變大，據阿基米德原理知，受到的浮力變大，故D符合題意。故選D。5.（2022·山東臨沂）2022年5月21日凌晨，我國自主研制的“極目一號”Ⅲ型浮空艇（如圖）以30m/min的平均速度順利升至9050m高空，創(chuàng)造了浮空艇大氣科學觀測的世界紀錄.正在升空的浮空艇（）。A.平均速度為5m/s B.所受大氣壓強逐漸減小C.所受空氣浮力逐漸增大 D.所受空氣浮力小于重力【答案】B?！窘馕觥緼．浮空艇平均速度為故A不符合題意；B．越高處，大氣越稀薄，氣壓越低，所受大氣壓強逐漸減小，故B符合題意；C．越高處，大氣越稀薄，大氣密度越小。浸沒在大氣中的浮空艇，排開空氣的體積不變，根據得，隨高度增加所受空氣浮力逐漸減小，故C不符合題意；D．由題意知，浮空艇在豎直方向上只受浮力和重力。由物體的浮沉條件得，所受空氣浮力大于重力，故D不符合題意。故選B。6.（2022·山東臨沂）我國自主研制的亞洲第一深水導管架“海基一號”質量為3萬噸，于2022年3月15日被順利裝上駁船運往珠江口盆地海域。駁船因載有“?；惶枴倍嗯砰_海水的質量（）。A.等于3萬噸 B.大于3萬噸C.小于3萬噸 D.都有可能【答案】A?！窘馕觥狂g船在海上運行的過程中漂浮在水面上，受到海水的浮力等于自身的重力，根據阿基米得原理可知，浸在液體中的物體受到的浮力等于排開水的重力，可以得到F浮=G船=G排水=m排水g駁船因載有“?；惶枴倍嗯砰_海水的重力等于?；惶柕闹亓?，即多排開海水的質量3萬噸，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。二、填空題7.（2022·四川內江）一只輕質極薄的小塑料袋，袋內裝滿水（袋內無空氣）且水的質量為，將其浸沒在水中，靜止時如圖所示，則此時盛水的小塑料袋受到了豎直向上的_______作用，其大小為______。（）【答案】①浮力；②2?！窘馕觥縖1]將裝滿水小塑料袋浸沒在水中，靜止時如圖所示，小塑料袋受到了重力，還受到了水對其向豎直向上的浮力。[2]浮力與裝滿水小塑料袋的重力是平衡力，故浮力的大小為。8.（2022·陜西?。┰凇疤鞂m課堂”中，航天員王亞平用吸管把乒乓球輕輕壓入水中，取出吸管后，觀察到乒乓球懸停在水中，如圖-1所示，這是由于在中國空間站中，乒乓球不再受到重力和___________力的原因而懸停不動。在地面課堂的同學們也做同樣的實驗；用吸管把乒乓球輕輕壓入水中，取出吸管后，觀察到乒乓球會迅速上浮直至漂浮，如圖-2所示，乒乓球露出水面前，浮力___________重力且浮力大小___________?！敬鸢浮竣俑。虎诖笥?；③不變?！窘馕觥縖1]在中國空間站微重力環(huán)境中，圖中乒乓球所受重力幾乎為零，乒乓球懸停處于平衡狀態(tài)，因此水對乒乓球的浮力幾乎為零，即乒乓球不再受到重力和浮力作用。[2]乒乓球露出水面前，乒乓球上浮，根據物體的沉浮條件可知，乒乓球受到的浮力大于它所受的重力。[3]乒乓球露出水面前，處于完全浸沒，排開液體的體積等于乒乓球的體積不變，根據阿基米德原理F浮=ρgV排，在同種液體中，排開液體體積不變，它所受的浮力也不變。9.（2022·浙江寧波）2022年4月28日，“巔峰使命”珠峰科考全面啟動。5月15日凌晨1點26分，中國自主研發(fā)的“極目一號”Ⅲ型浮空艇從海拔4300m的科考營地順利升空，4點40分達到海拔9032m，超過珠峰8848.86m的高度，創(chuàng)造了浮空艇大氣科學觀測的世界紀錄。（1）該浮空艇總質量約2625kg，它受到重力的大小約為______N；（2）已知海拔4300m處的空氣密度約為0.8kg/m3。如圖所示，該浮空艇在營地升空前體積達9060m3，此時浮空艇受到的浮力大小約為______N；（3）“極目一號”浮空艇內部有三層：上層裝有氦氣（相同條件下氦氣密度比空氣小得多），中間隔開，下層是空氣。當懸于空中的浮空艇需要______（填“上浮”或“下降”）的時候，可以用上層的氦氣排出下層的部分空氣，以此改變自身重力，同時使整個浮空艇的壓差在安全范圍內?！敬鸢浮竣?.63×104；②7.25×107；③上浮。【解析】（1）[1]由知道，浮空艇受到重力的大小約為（2）[2]由知道，該浮空艇在營地升空前受到的浮力大小約為（3）[3]由于氦氣密度比空氣小得多，當用上層的氦氣排出下層的部分空氣時，自身重力減小，由于懸于空中的浮空艇受到的浮力等于重力，所以，此時浮力會大于重力，合力的方向豎直向上，故浮空艇會上浮。10.（2022·江蘇揚州）閱讀短文，回答問題。2022年5月15日凌晨1點26分，中國自主研發(fā)的“極目一號”Ⅲ型浮空艇從海拔4270m的科考營地順利升空，4點40分達到9032m，超過珠峰8848.86m的高度，創(chuàng)造浮空艇大氣科學觀測世界紀錄。“極目一號”Ⅲ型浮空艇體積約為，總質量約為2.6t，內部上層充滿氦氣，中間隔開，下層是空氣隨著高度升高，通過排出下面部分的空氣，調節(jié)整個浮空艇的壓差在安全范圍內。通過與地面錨泊設備連接的系攬進行升空和駐空，通過系攬里的兩根電線給整個載荷供電。通過搭載的各種探測儀器展開垂直觀測，助力揭示青藏高原環(huán)境變化機理，對推動高原可持續(xù)發(fā)展、推進國家生態(tài)文明建設、促進全球生態(tài)環(huán)境保護產生深遠影響。（1）“極目一號”上升的平均速度______人正常行走的速度；（2）浮空艇最外的白色層通過反射太陽光中的______（選填“紅外線”或“紫外線”），避免艇內氣體溫度劇烈變化；（3）艇體材料除應具有高強度特性外還應具有怎樣的特性？（寫出一種即可）______；（4）浮空艇在營地升空時所受空氣浮力大小為______N；（海拔4270m處空氣密度為，g取10N/kg）（5）浮空艇內的氦氣密度______艇外空氣密度，在升空過程中，浮空艇所受浮力逐漸______；（6）要使浮空艇下降到地面，可采取的最佳辦法是______?！敬鸢浮竣傩∮冢ǖ陀冢?；②紅外線；③密度?。虎?.2×104；⑤小于（低于）；⑥減?。ㄗ冃。?；⑦排出部分氦氣?！窘馕觥浚?）[1]根據短文可知，浮空艇從海拔4270m的科考營地順利升空達到9032m所經過的路程為所用時間t=3小時14分鐘，即“極目一號”浮空艇上升的平均速度為人正常行走的速度約為1.1m/s，因此“極目一號”浮空艇上升的平均速度小于人正常行走的速度。（2）[2]紅外線具有較強的熱效應，紫外線具有較強的化學效應，由題意可知浮空艇最外的白色層應用的目的是避免艇內氣體溫度劇烈變化，因此浮空艇最外的白色層主要功能是反射太陽光中的紅外線。（3）[3]由于浮空艇要在空氣中上浮，需要浮空艇的平均密度小于艇外空氣的密度，因此要求浮空艇艇體材料應具有密度小的特點。（4）[4]根據題意可知，浮空艇體積約為V=V排=9000m3海拔4270m處空氣密度，，浮空艇在營地升空時所受空氣浮力大小為（5）[5]根據物體的浮沉條件可知，當物體的密度小于物體所浸沒的液體（或氣體）密度時，物體上?。桓】胀г诳諝庵猩细?，則其平均密度應小于空氣的密度，根據浮空艇的構造可知，艇體材料密度大于空氣密度，浮空艇內部下層是空氣密度與外界空氣密度基本相等，因此要使浮空艇的平均密度小于外界空氣密度，則要求浮空艇內部上層充滿的氦氣密度小于艇外的空氣密度。[6]在浮空艇升空過程中，海拔越來越高，空氣越來越稀薄，因此空氣的密度越來越小，根據公式可知，浮空艇體積不變時，空氣密度越小，所受浮力越小，故在升空過程中，浮空艇所受浮力逐漸減小。（6）[7]要使浮空艇下降到地面，即浮空艇在空氣中下沉，則根據物體的浮沉條件，需要浮空艇的平均密度大于艇外空氣密度，可采取的最佳辦法就是排除部分氦氣從而增大浮空艇的平均密度。11.（2022·江蘇連云港）“彩球溫度計”是一種精美的居家裝飾品，也是一種很特別的溫度計，可用于粗略地測量環(huán)境溫度。如圖甲所示，玻璃管中裝有對溫度敏感的液體，當外界溫度變化時，玻璃管中液體的密度會隨之變化。液體中裝有體積相同的五顏六色的彩球，每個彩球都標注有特定的溫度。當彩球都在玻璃管中靜止，不再運動時，所有上浮彩球中最下方一個彩球標注的溫度表示所測的環(huán)境溫度。當外界溫度降低時，液體中有部分彩球上浮至“彩球溫度計”的上部（彩球體積變化可忽略）。圖乙是某溫度時彩球溫度計中的彩球穩(wěn)定后的分布情況。請根據以上信息并結合所學知識，回答下面問題：（1）乙圖“彩球溫度計”中彩球___________上標注的溫度是當時的環(huán)境溫度（請?zhí)顚懖是蚓幪枺唬?）如果圖甲是另一溫度時彩球穩(wěn)定后的分布情況，則___________“彩球溫度計”所處環(huán)境溫度較高（選填“甲”或“乙”）；（3）如果彩球的質量為，彩球的質量為，則___________（選填“>”“=”或“＜”）；彩球標注的溫度___________彩球標注的溫度（選填“高于”或“低于”）；（4）彩球是否為懸浮狀態(tài)___________，理由是___________?！敬鸢浮竣?；②甲；③＜；④高于；⑤否；⑥彩球浸沒在液體中雖然靜止，它除了受到重力和浮力外，還受到其他作用力。【解析】（1）[1]當彩球都在玻璃管中靜止，不再運動時，所有上浮彩球中最下方一個彩球標注的溫度表示所測的環(huán)境溫度。如圖乙所示，所有上浮彩球中最下方一個為彩球,故彩球上標注的溫度是當時的環(huán)境溫度。（2）[2]甲乙兩圖作為對比發(fā)現，部分小球在甲液體中沉底，乙液體中卻上浮，可以確定小球在乙液體中受到的浮力大于在甲液體中受到的浮力。由于浸沒在液體中的小球，由于排開液體的體積不變，根據可知，液體密度，又因為溫度越高，上浮的小球越多，則可確定液體密度隨溫度的升高而減小，故甲“彩球溫度計”所處環(huán)境溫度較高。（3）[3]如圖所示，彩球和彩球在同種液體中都處于浸沒狀態(tài)，根據可知，兩小球受到浮力相同，但彩球位于彩球上方，說明彩球的重力小于彩球的重力，再根據可知。[4]若環(huán)境溫度超過這個彩球標示的溫度時，彩球就會下沉，則可確定是下方的彩球先下沉，故彩球標注的溫度高于彩球標注的溫度。（4）[5][6]彩球不是懸浮狀態(tài)，彩球c浸沒在液體中雖然靜止，它除了受到重力和浮力外，還受到其他作用力，比如上方小球對它的壓力。三、計算題12.（2022·四川遂寧）小超與同學到某工地參觀，看到工人操作電動機通過如圖所示滑輪組將正方體石料從水池底豎直勻速吊起。他們通過調查得知：石料的邊長為0.2m，密度為，石料上升時速度恒為0.4m/s，圓柱形水池的底面積為，動滑輪重為30N。請根據他們的調查數據求：（不計繩重和摩擦，，g取10N/kg）：（1）石料露出水面前受到的浮力；（2）石料的重力；（3）石料露出水面前滑輪組的機械效率；（4）石料從剛露出水面到完全露出水面所用的時間；并推導出該過程中電動機的輸出功率P（單位：W）與時間t（單位：s）的函數關系式。【答案】（1）80N；（2）200N；（3）80%；（4），(0≤t≤0.4s)?！窘馕觥浚?）石料的體積V=(0.2m)3=0.008m3石料露出水面前受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=80N（2）石料的重力G=mg=ρgV=2.5×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=200N（3）由圖可知，繩子承重段數n=2，不計繩重和摩擦，繩子的拉力石料露出水面前滑輪組的機械效率（4）拉出水面后，水面下降的高度石料上升的實際距離石料從剛露出水面到完全露出水面的時間石料經過t秒上升的高度h1=vt=0.4t石料的底面積S石=0.2m×0.2m=0.04m2水面下降的高度露出水面的高度h露=h1+h2=0.4t+0.1t=0.5t此時排開水的體積V′排=(L-h露)S石=(0.2-0.5t)×0.04m2=-0.02t+0.008浮力F′浮=ρ水gV′排=1×103×10×(0.008-0.02t)=-200t+80自由端的拉力自由端的速度v繩=2v=2×0.4m/s=0.8m/s電動機功率綜上(0≤t≤0.4s)。答：（1）石料露出水面前受到的浮力是80N；（2）石料的重力是200N；（3）石料露出水面前滑輪組的機械效率是80%；（4）石料從剛露出水面到完全露出水面所用的時間是0.4s；該過程中電動機的輸出功率P（單位：W）與時間t（單位：s）的函數關系式是(0≤t≤0.4s)13.（2022·安徽省）小華采用如下方法測量一物塊（不溶于水）的密度：彈簧測力計懸掛物塊靜止時的示數為F1=3.0N（如圖甲所示）；將物塊浸沒在水中，靜止時彈墴測力計的示數為F2=2.0N（如圖乙所示）。已知ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求：（1）物塊的質量m；（2）物塊的體積V；（3）物塊的密度ρ。【答案】（1）0.3kg；（2）1.0×10-4m3；（3）3×103kg/m3?！窘馕觥浚?）由圖甲可知，物體的重力G=F1=3.0N所以物體的質量為（2）根據稱重法可得物體浸沒水中受到的浮力為F浮=F1-F2=3.0N-2.0N=1.