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“蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器,设计的最大下潜深度为7000米级,对我国开发利用深海资源具有重要意义.(1)潜水器在深海与海面上的母船是通过水声通讯系统-八年级物理

[db:作者]  2020-05-30 00:00:00  互联网

题文

“蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器,设计的最大下潜深度为7000米级,对我国开发利用深海资源具有重要意义.

(1)潜水器在深海与海面上的母船是通过水声通讯系统传递信息的,其声波是通过   这种介质传播的.其传播速度    (大于、小于或等于)340m/s.海面上的母船与北京指挥中心是通过    波传递信息的,该波的传播     (需要、不需要)介质.
(2)潜水器在7000m海底静止时,其外壳中的分子是    (静止、运动)的;潜水器的外壳具有很强的抗压性,说明分子之间存在    (引力、斥力).潜水器密封舱的内壁上形成了许多小水滴,这一过程中发生的物态变化是    ,该过程    (吸收、放出)热量.
(3)潜水器中的工作人员通过均匀、透明的特殊材质制成的观察窗,看到深海五彩斑斓的世界.当光进入观察窗时发生了    (折射或小孔成像)现象,光在这种特殊材质中是沿    (直线、曲线)传播的.通过观察窗看到游动的“鱼”其实是鱼的    (实像、虚像),鱼成黄色是因为鱼只    (吸收、反射)黄色光.
(4)潜水器从海底匀速上升过程中(不考虑海水温度变化、密度的变化),浮力    (变大、变小或不变),由于存在海水阻力,潜水器受到的浮力    (大于、小于或等于)其重力.潜水器每上浮1m,海水对它的压强减小    个大气压(保留一位小数),潜水器上浮至5000m时,面积为成人一只手掌大小的潜水器外壳上,承受的海水压力相当于    t(50、500或5000)物体的重力.

题型:问答题  难度:中档

答案

(1)液体;大于;电磁;不需要;
(2)运动;斥力;液化;放出;
(3)折射;直线;虚像;反射;
(4)不变;大于;0.1;50.


试题分析:(1)声音的传播需要介质,固体、液体、气体都能够传声;电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播.
(2)组成物质的分子不停地做无规则运动,分子间存在着相互作用的引力和斥力;物质由气态变成液态的过程叫做液化,液化放热.
(3)光线从一种介质传向另一种介质时,传播方向发声改变,这就是光的折射现象;不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的.
(4)①根据阿基米德原理分析潜水器所受浮力的变化;
②潜水器在水中匀速上升时受重力、浮力、阻力三个力的作用;
③根据海水的深度结合液体压强的计算公式计算出液体的压强,1标准大气压约等于1.013×105Pa;
④根据液体压强计算公式P=ρgh计算出5000m深度产生的压强,根据手掌的面积结合P=计算出潜水器受到的压力,再根据G=mg计算出物体的质量.
(1)①潜水器在深海与海面上的母船是通过水声通讯系统传递信息的,声音是通过液体(海水)传播的,速度大于在空气中的传播速度;
②海面上的母船与北京指挥中心是通过电磁波传递信息的,该波的传播不需要介质.
(2)①无论潜水器在多大深度,其外壳中的分子都是不停地做无规则运动的,潜水器的外壳具有很强的抗压性,说明分子间存在斥力;
②潜水器密封舱的内壁形成了小水珠,是由舱内的水蒸气遇到温度较低的舱壁液化而成的,这个过程水蒸气需要放热.
(3)①在潜水器中通过观察窗观察海底世界,光线由于在两种介质中传播,因此发生折射现象;
②观察窗是由均匀、透明的特殊材质制成的,光在这种材料中沿直线传播;
③通过观察窗看到的是鱼的虚像,鱼是黄色的,是因为这种鱼只能反射黄颜色的光,而吸收其它颜色的光.
(4)①潜水器从海底匀速上升过程中,它排开水的体积和海水的密度都不变化,因此根据阿基米德原理F=GgV排可知,潜水器受到的浮力不变化.
②潜水器受到竖直向下的重力、阻力和竖直向上的浮力的作用,由于匀速运动,所以重力+阻力=浮力,因此浮力大于重力.
③潜水器每上浮1m,海水对它的压强减小P=ρgh=1.03×103kg/m3×9.8N/kg×1m=1.0094×104Pa,相当于≈0.1个大气压.
④潜水器上浮至5000m时受到海水的压强P=ρgh=1.03×103kg/m3×9.8N/kg×5000m=5.047×107Pa,成年人一只手掌的表面积约0.01m2
∵P=
∴潜水器外壳受到的压力F=PS=5.047×107Pa×0.01m2=5.047×105N;
∵G=mg
∴m===5.15×104kg,接近50t.
点评:本题借助蛟龙号入水考查相关的物理知识,综合性很强,结合时事考查物理知识是中考的热点题型,注重了理论联系实际的考查

据专家权威分析,试题““蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器,设计的最大..”主要考查你对  浮力及阿基米德原理  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:

浮力及阿基米德原理

考点名称:浮力及阿基米德原理

  • 浮力:
    (1)定义:浸在液体中的物体受到向上托的力叫做浮力。
    (2)施力物体与受力物体:浮力的施力物体是液体 (或气体),受力物体是浸入液体(或气体)中的物体。
    (3)方向:浮力的方向总是竖直向上的。
    阿基米德原理:
    (1)原理内容:浸在液体里的物体受到液体竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
    (2)公式:,式中ρ表示液体的密度,V是被物体排开的液体的体积,g取9.8N/kg。

  • 浮力大小跟哪些因素:
    有关浸在液体中的物体受到浮力的大小,跟物体浸入液体中的体积有关,跟液体的密度有关,跟物体浸入液体中的深度无关。跟物体本身密度大小无关。

  • 阿基米德原理的五点透析:
    (1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态:一是物体的全部体积都浸入液体里,即物体浸没在液体里;二是物体的一部分体积浸入液体里,另一部分露在液面以上。

    (2)G指被物体排开的液体所受的重力,F= G表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。

    (3)V是表示被物体排开的液体的体积,当物体全部浸没在液体里时,V=V;当物体只有一部分浸入液体里时,则V<V

    (4)由可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关,而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、液体的多少等因素无关。

    (5)阿基米德原理也适用于气体,但公式中ρ应该为ρ

    控制变量法探究影响浮力大小的因素:
         探究浮力的大小跟哪些因素有关时,用“控制变量法”的思想去分析和设计,具体采用“称量法”来进行探究,既能从弹簧测力计示数的变化中体验浮力,同时,还能准确地测出浮力的大小。
    例1小明在生活中发现木块总浮在水面,铁块却沉入水底,因此他提出两个问题:
    问题1:浸入水中的铁块是否受到浮力?
    问题2:浮力大小与哪些因素有关?
    为此他做了进一步的猜想,设计并完成了如图所示实验,
    (1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数,说明浸入水中的铁块__(选填 “受到”或“不受到”)浮力;
    (2)做___(选填字母)两次实验,是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关;
    (3)做(d)、(e)两次实验,是为了探究浮力大小与 __的关系。

    解析(1)物体在水中时受到水向上托的力,因此示数会变小。
    (2)研究浮力与深度的关系时,应保持V和ρ不变,改变深度。
    (3)在V不变时,改变ρ,发现浮力大小改变,说明浮力大小与ρ有关。
    答案(1)受到(2)(c)、(d)(3)液体密度

    公式法求浮力:
         公式法也称原理法,根据阿基米德原理,浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力(表达式为:F=GgV)。此方法适用于所有浮力的计算。
    例1一个重6N的实心物体,用手拿着使它刚好浸没在水中,此时物体排开的水重是10N,则该物体受到的浮力大小为____N。
    解析由阿基米德原理可知,F=G=10N。
    答案10

    实验法探究阿基米德原理:
         探究阿基米德原理的实验,就是探究“浮力大小等于什么”的实验,结论是浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。实验时,用重力差法求出物体所受浮力大小,用弹簧测力计测出排开液体重力的大小,最后把浮力与排开液体的重力相比较。实验过程中注意溢水杯中的液体达到溢口,以保证物体排开的液体全部流入小桶。
    例1在探究“浮力大小等于什么”的实验中,小明同学的一次操作过程如图所示。

     (1)测出铁块所受到的重力G铁;
    (2)将水倒入溢水杯中;
    (3)把铁块浸入溢水杯中,读出弹簧测力计示数F;
    (4)测出小桶和被排开水的总重力G;
    (5)记录分析数据,归纳总结实验结论,整理器材。
    分析评估小明的实验,指出存在的问题并改正。
    解析:在探究“浮力大小等于什么”的实验中,探究的结论是浮力的大小等于物体排开的液体所受到的重力,所以实验时,需要用弹簧测力计测出铁块受到的浮力和它排开水的重力进行比较得出结论,因此实验过程中需要测空小桶的重力G,并且将溢水杯中的水加至溢水口处。
    答案:存在的问题:
    (1)没有测空小桶的重力 (2)溢水杯的水量不足
    改正:(1)测空小桶的重力G(2)将溢水杯中的水加至溢水口处

  • 浮力知识梳理:

  • 曹冲称象中的浮力知识:
       例曹冲利用浮力知识,巧妙地测出了大象的体重。请你写出他运用的与浮力有关的知识_____、 ____,另外,他所用到的科学研究方法是:_____和______.
      
       解析:曹冲称象的过程是首先把大象放在船上,在水面处的船舷上刻一条线,然后把大象牵上岸。再往船上放入石块,直到船下沉到船舷上的线再次与水面相平时为止,称出此时船上石头的质量即为大象的质量。两次船舷上的线与水面相平,根据阿基米德原理可知,为了让两次船排开水的体积相同,进而让两次的浮力相同,再根据浮沉条件,漂浮时重力等于浮力可知:船重+大象重=船重+石头重,用多块石头的质量替代了不可拆分的大象的质量,这是等效替代法在浮力中的一个典型应用。
     
       答案:浮沉条件  阿基米德原理  等效替代法化整为零法



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