组卷网 > 初中物理综合库 > 力学 > 浮力 > 阿基米德原理 > 阿基米德原理的应用 > 利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
题型:科普阅读题 难度:0.65 引用次数:327 题号:15719796
请阅读《孔明灯》并回答问 题。

孔明灯


孔明灯又叫天灯,俗称许愿灯。相传,孔明灯是由三国时蜀汉丞相诸葛亮(字孔明)发明的,所以称为孔明灯。当年,诸葛亮被围困于平阳,无法派兵出城求救。孔明算准风向,制成会飘浮的纸灯笼,系上求救的讯息。讯息成功传出后,被救脱险,于是后世就称这种灯笼为孔明灯。现代人放孔明灯多作为祈福之用,一般在元宵节、中秋节等重大节日施放。

孔明灯可大可小,一般为圆柱体或长方体形状。一般的孔明灯是用竹片架成圆球形,形成主体支架。外面以薄白纸密密包围而开口朝下,形成灯罩。底部的支架则以竹削成的篦组成,上面安置火源,可以是蜡烛或固体酒精。
选择晴朗无风的夜晚,先将灯体撑开,将底部的火源点燃,直到双手感到孔明灯有上升之势,即慢慢放开双手,孔明灯便徐徐飞起,上升高度可达 1000m 左右。孔明灯上升的原理与热气球相同,将孔明灯内空气加热,灯内一部分空气就会因空气受热膨胀而从灯罩向下的开口流出,使内部空气密度比外部空气的密度小,因此充满热空气的孔明灯就会上升。
注意事项:孔明灯必须要在无风的天气和空旷的场地上放飞,否则不但不能飞上天,而且可能会引起火灾。请不要在多草多树木的地方、居民区、机场方圆 5 公里范围内、加油站、加气站、高压供电设施设备、通信设施设备等具有火灾、爆炸危险的场所附近燃放孔明灯。放飞时,需要 2-3 人的共同协力, 需有成年人陪同。另外,可以在孔明灯底部拴上线,这样既可以重复放飞,又能控制起飞高度和范围,避免引起火灾。
(1)放飞孔明灯要点燃火源,主要目的是____
A.点亮照明以增加节日气氛       B.加热周围空气
C.加热灯内空气       D.增大灯罩的体积
(2)孔明灯在点燃后加速上升的过程中,下列说法正确的是____
A.浮力等于重力       B.加速上升是由于孔明灯具有惯性
C.动能转化为重力势能       D.内能转化为机械能
(3)网上有这样一段话:孔明灯受到重力和浮力两个力作用。燃料燃烧,灯内空气温度升高,气体密度减小,导致孔明灯浮力增加。当浮力大于重力时, 孔明灯就会上升。
请你指出其中的错误之处:______
(4)请你根据所学的知识说明孔明灯不可能一直上升的原因______
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科普阅读题 | 适中 (0.65)
【推荐1】小明发现小区、商场等地下停车场入口处的地面要比临街路面高一些。经过调查了解,这是为了避免雨天路上的积水流进地下停车场而采取的措施,当积水过高时还要用沙袋将停车场入口地面垫高,小明与学习小组的同学拟设计一个自动装置、解决积水进入地下停车场的问题,制定了如下项目研究内容:
【项目名称】浮体式拦水坝
【项目特点】隐藏式、自动化、节能
【项目要求】
要求一:积水即将没过上行缓坡时,蓄水池蓄水。当蓄水达到一定高度,拦水坝升起。
要求二:积水水位降低,拦水坝自动下降。当水位降至路面时,拦水坝下降至底部。
【项目设计】

(1)结构及原理:如图1甲,参照船闸的结构和原理,地下蓄水池相当于闸室。积水的路面相当于河流的上游,通过进水口下方管道连接起来构成____________。如图1乙,当蓄水池中水面逐渐上升至H位置时,拦水坝刚要浮起,在这个过程中拦水坝受到的浮力____________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。如图丙,随着水面继续升高,拦水坝慢慢升起至顶端,此时坝体与蓄水池左侧壁接触紧密,避免蓄水池中的水进入地下停车场;
(2)方案评估:同学们经过充分讨论后发现这个设计方案不能满足“项目要求”中的____________(选填“要求一”或“要求二”),需要进一步改进;
(3)设计改进:
①如图2,参照原设计结构,增加一个排水管道,排水口与路面相平。要保证积水不能从排水管道流进蓄水池,但蓄水池中的水可以从排水管道排出。这就需要利用单向阀门来控制水流方向,单向阀门只能向一个方向开启,其结构和作用如图3 所示。要满足全部项目要求,应在图2 虚线框所在的位置安装图3中的____________(选填“A阀门”或“B 阀门”);
②通过调节拦水坝的配重,可改变排水水位的高度,以应对各种积水情况;
(4)功能升级:拦水坝升起时车辆不能通行,应在入口处设计一个报警电路。
①如图4,虚线位置为拦水坝恰好浮起时蓄水池水面高度H处,金属块A、B、C分别安装在蓄水池侧壁的不同高度上,随着水位的升高,都能与雨水接触较好(雨水可以导电)。其中a、b、c是连接金属块的接线柱、d、e是电磁继电器上的接线柱;
②要求:拦水坝不升起时,绿灯亮; 拦水坝升起时,红灯亮同时电铃响,起到警示作用。请你根据上述要求选择合适的接线柱,用笔画线代替导线,将电路连接完整____________
【项目小结】同学们的设计已完成项目要求,更多功能可进一步开发。
2024-04-03更新 | 155次组卷
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【推荐2】请阅读《“巅峰使命”珠峰科考》并回答问题。

“巅峰使命”珠峰科考

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2022-07-09更新 | 345次组卷
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“海翼-7000”水下滑翔机

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水下滑翔机的总体外形设计成流线型,机器设备深潜到几千上万米深的海沟中,就需要采用特殊材质制造外壳,否则水压就把它压扁了,水下滑翔机使用的是碳纤维外壳,又轻又薄,可以省出更多的体积和质量用在电池上,这样可以增强它的续航能力。
图乙是“海翼-7000”水下滑翔机的部分结构示意图,该滑翔机总重515牛,在滑翔机的肚子里,安装了一个类似于鱼鳔的油囊,同时肚子里还有可以前后移动的电池。当滑翔机需要下潜的时候,引擎将油压进内油囊,浮力也就随即减小,同时电池自动向前移动,使得重心前移,水下滑翔机就头部朝下滑行,下降过程中机翼受到海水作用力,获得水平向前的推力,使滑翔机得以向前运动;当需要上浮的时候,引擎将油压进外油囊,浮力随即增大,同时电池向后移动,滑翔机抬起头向上滑行,上升过程中机翼受到海水作用力,也会产生一个水平向前的动力,使滑翔机得以向前运动。海翼号就这样在科研人员的操纵下上浮、下潜,海豚一样在水下形成W形的运动轨迹。
(1)如图水下滑翔机的外形设计成流线型,是为了___________

(2)下列有关水下滑翔机说法正确的是___________
A.水下滑翔机外壳使用强度高、密度大的碳纤维材料
B.水下滑翔机前进的动力来源于电池供电
C.水下滑翔机无法在水下沿水平方向前进
D.水下滑翔机与客机一样,升力获得的原理是流体流速与压强的关系
(3)从物体的浮沉条件分析,水下滑翔机是靠改变___________实现浮沉的;
(4)当外油囊中无油时,滑翔机排开水的体积为。已知海水密度随深度变化情况如图丙所示,当该滑翔机处于600米的深度时刚好悬浮,此时外油囊中油的体积为___________。(忽略海水压强对滑翔机外壳体积的影响,
2024-04-15更新 | 123次组卷
共计 平均难度:一般