题目

美国建筑师凯文朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市（如图所示），漂浮城市装有动力装置，可以移动．该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的，强风能从中通过，可以确保当飓风来临时，把飓风对建筑的破坏降至最低．该漂浮城市高达360m，占地270万平方米，可容纳多达4万居民．酒店、商店只要是普通城市有的，这里都一应俱全．漂浮城市的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为8.0×108W，请回答下列问题： （1）假如某班级有50位中学生从岸上进入漂浮城市参观，则漂浮城市受到的浮力约增加

[     ]

A．2.5×102 N     B．2.5×103 N     C．2.5×104 N     D．2.5×105 N

（2）若三角形建筑空洞的面积为2.0×104m2，某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入，1s流入空洞的空气质量是1.92×106kg，该地的空气密度是1.2kg/m3．则飓风的风速是 _________ m/s． （3）若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量，漂浮城市在平静的水面上沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变．从某一时刻开始，漂浮城市受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如下图甲所示，漂浮城市的运动速度v与时间t的关系如下图乙所示． ①漂浮城市运动到第25s时受到的阻力为_________N．从第50s钟到100s钟内牵引力做的功为_________J． ②漂浮城市在匀速运动过程中，太阳能转化为机械能的效率为多少？（写出计算过程）

题型：应用设计题难度：中档来源：江苏月考题

所属题型：应用设计题 试题难度系数：中档

答案

（1）C． （2）80． （3） ①8×108，2×1010 ②η=====50%

考点梳理

初中二年级物理试题“美国建筑师凯文朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市（如图所示”旨在考查同学们对 浮力及阿基米德原理、 功的计算、 能量转化效率、 密度公式的应用、 速度的计算、 ……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：

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• 浮力及阿基米德原理
• 功的计算
• 能量转化效率
• 密度公式的应用
• 速度的计算

考点名称：浮力及阿基米德原理

浮力：物理学名词，一般指物体浸泡(包含)在液体或气体中产生的托力，是物体在流体(包括液体和气体)中，上下表面所受的压力差。船能在水面上漂浮，就是因为浮力的作用。

浮力产生的原因:

浮力是由于周围液体对物体上、下表面的作用存在压力差而产生的。如图所示，浸没在液体中的立方体，左右两侧面，前后两侧面所受水的压力大小相等，方向相反，彼此平衡。而上、下两表面处的液体中不同深度，所受到的液体的压强不同，因受力面积相等，所以压力不相等。下表面所受到的竖直向上的压力大于上表面所受到的竖直向下的压力，因而产生了浮力，所以浮力的方向总是竖直向上的，即F浮=F向上一F向下。

(1)当物体上表面露出液面时，F向下=0，则F浮=F向上。如：物体漂浮时，受到的浮力等于液体对它向上的压力。

(2)浸在液体中的物体不一定都受到浮力。如：桥墩、拦河坝等因其下底面同河床紧密黏合，水对它向上的压力F向上=0，故物体不受浮力作用。可见产生浮力的必要条件是：F浮=F向上—F向下>0，即F向上>F向下。当F向上=0或F向上≤F向下时，物体不受浮力作用。

(3)同一物体浸没在液体的不同深度，所受的压力差不变，浮力不变。

(4)浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力。因此，在分析物体的受力情况时，浮力和液体的压力不能同时考虑。

影响浮力大小的因素：

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：

浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力，这就是著名的阿基米德原理，也是是物理学中力学的一条基本原理。

阿基米德原理公式表示如下：F浮=G排=ρ液*gV排，浮力大小只与ρ液、V排有关浮力的大小只与液体的密度、排开液体的体积有关，而与物体浸入液体的深度没有关系。

阿基米德原理不仅适用于所有液体，而且也广泛地适用在一切气体中..对于浸入液体的物体，只要知道ρ液、V排，我们就能求出浮力，阿基米德原理是计算浮力最普遍适用的规律.

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排指被物体排开的液体所受的重力，F浮= G排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排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排=V物。