题目内容

14．阅读短文，回答问题：
孔明灯
    我国汉代发明了一种用做军事信号的“孔明灯”，它其实就是一种灯笼．先用竹篾 成框架，再用薄纸糊严，并在下面留口．在灯笼的下部固定有燃料．点燃燃料后，当灯笼内的空气被加热到一定温度时，灯笼就能腾空而起．
    某孔明灯，容积为0.5m3，材料的总质量为160g．当环境溫度为20℃时，空气密度为1.2kg/m3，该孔明灯能沿竖直方向上升，如图甲所示．g 取10N/kg．已知空气密度和溫度的对应关系如下表．
温度/℃90100110120130
密度ρ/（kg/m3）0.970.940.910.880.85
（1）孔明灯匀速上升时，灯罩内的气体密度小于灯罩外的气体密度，此时灯受到的浮力大于（以上两空均选填“大于”、“小于”或“等于”）所用材料的重力．
（2）下列物体中，其升空原理与孔明灯相同的是氢气球（选填“火箭’风筝”或“氢气球”）．
（3）下列关于孔明灯的说法中，错误的是B．
A．孔明灯应选用密度小的材料制作
B．孔明灯起飞前受到的浮力小于起飞后受到的浮力
C．灯笼内的空气被加热后，空气分子的无规则运动会加快
D．灯内火焰熄灭后，孔明灯不会立即下降
（4）环境温度为20℃时，文中孔明灯受到的空气浮力为6N；并在图乙中作出孔明灯竖直向上匀速运动时所受重力和浮力的示意图（不计空气阻力）．
（5）由表中数据可知，当温度为95℃时，空气的密度为0.955 kg/m3．
（6）环境温度为20℃时，文中孔明灯内中空气的温度达到120℃时，孔明灯才能起飞（忽略燃料质量的变化）．

分析 （1）气体具有热胀冷缩的性质，灯罩内的气体被加热，体积膨胀，密度减小，小于灯罩外空气的密度，使孔明灯受到空气的浮力等于孔明灯自重，孔明灯就会匀速上升；
（2）氢气球与孔明灯相类似；
（3）根据要求：飞得更高、更远、更安全，就要使灯罩的材料轻且不易燃烧；孔明灯起飞前浮力大；温度越高浮力越大；一切物体都有惯性．
（4）已知20℃的空气密度和孔明灯的体积，利用F浮=ρgV计算孔明灯在空气中受到的浮力，根据力的示意图画出物体受到的力．
（5）根据表中数据的变化规律计算出空气的密度；
（6）孔明灯飞起时，受到三个力的作用：空气的浮力、灯的重力、灯内热空气的重力，且浮力为两个重力之和，据此得到热空气的重力；已知热空气的重力和孔明灯的体积，利用ρ=$\frac{G}{gV}$得到热空气的密度，将热空气的密度与密度与温度对应关系进行比较，确定热空气达到的温度．

解答 解：（1）由于罩内气体的密度小于灯罩外空气的密度，使得孔明灯受到空气的浮力大于材料受到的重力，所以孔明灯上升；
（2）氢气球和孔明灯升空原理一样是浮力大于重力；
（3）A、孔明灯为了飞得更高、更远、更安全，就要使灯罩的材料轻且不易燃烧，故A正确
B、孔明灯起飞前浮力大于重力，起飞后浮力等于重力，故B错误；
C、灯笼内的空气被加热后，温度升高，空气分子的无规则运动会加快，故C正确；
D、灯内火焰熄灭后，由于惯性会继续升高，孔明灯不会立即下降，故D正确．
故选B．
（4）F浮=ρ空gV=1.2kg/m3×10N/kg×0.5m3=6N，G=mg=0.16kg×10N/kg=1.6N，受力示意图如图所示：

（5）由表中数据可知，由空气密度和温度的对应关系知，温度升高10℃，空气密度减小0.03kg/m3
因此当温度为95℃时，空气的密度为0.955 kg/m3；
（6）当孔明灯浮起时，说明受到的空气浮力刚好等于灯重与灯内热空气重力之和．
即F浮=G灯+G热
6N=1.6N+G热
4.4N=ρ热gV
ρ热=$\frac{4.4N}{10N/kg×0.5{m}^{3}}$=0.88kg/m3
此时的空气密度为0.88kg/m3，由表知此时的温度约为120℃．
故答案为：（1）小于；大于；（2）氢气球；（3）B；（4）6；（5）0.955；（6）120．

点评 本题考查了物体的浮沉条件、浮力计算、受力分析、分析表中数据的能力．

练习册系列答案
相关题目
4．如图所示，保龄球离手后能继续向前运动的原因是（　　）
A．受到阻力B．具有惯性
C．受到惯性作用D．水平方向受到平衡力
5．下列各图中的两个力，彼此平衡的是（　　）
A．B．C．D．
2．下列措施中，能使瓶中矿泉水的质量发生变化的是（　　）
A．宇航员将它带到太空B．放在冰箱里，水温度变低
C．水结成冰，体积变大D．打开瓶盖，喝掉一口
9．生活中处处有物理．
（1）建筑工人常用重垂线检查墙壁是否竖直，是利用了重力的方向总是竖直向下的；重力的施力物体是地球．
（2）喝水用的汤勺一般用陶瓷做成，因为它的导热性较差（选填“好”或“差”）．
（3）生活在青藏高原的人们烹饪食物往往是采用炒、烤等方式制作，较少用煮的方式，这是由于高原地区的大气压较低，水的沸点较低 的缘故．
19．同一木块先后漂浮在酒精、水、水银中，比较三种情况中，木块所受到的浮力大小（　　）
A．酒精中最大B．水中最大C．水银中最大D．一样大
6．图中是一些同学对四种测量仪器的操作和使用情况，其中不正确的是A．
3．2013年6月9日，武汉东湖端午文化节在东湖听涛景区拉开序幕，龙舟景波，喜迎端午，下列说法错误的是（　　）
A．龙舟漂浮在水面上，龙舟所受的浮力和重力是一对平衡力
B．划龙舟的桨是一个费力杠杆
C．龙舟沿直线运动比沿曲线运动省力
D．停止划桨后，龙舟还会继续前进一段距离，是因为龙舟受到惯性的作用
4．小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是（忽略空气阻力）（　　）
A．他只受重力和支持力的作用
B．他只受重力和摩擦力的作用
C．他的势能转化为动能，机械能不变
D．他的重力势能减小，动能不变，机械能减少

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网