Question

11．如图所示，半潜船工作时，通过增大水舱的压载水量，将一个足球场大的甲板潜入水下，只露出部分船体．等货物拖拽到甲板上后，再将压载水排出水舱，使船体及货物一起上浮到下潜前的位置并保持漂浮．则（　　）

• A． 排出的压载水重大于货物重时才可以开始上浮
• B． 排出的压载水重等于货物重时才可以开始上浮
• C． 排出的压载水重大于货物重时才可以在下潜前的位置漂浮
• D． 排出的压载水重等于货物重时才可以在下潜前的位置漂浮

Answer 1

分析 （1）根据阿基米德原理原理和浮沉条件分析排开压载水重时半潜船的运动状态；
（2）物体漂浮时，浮力等于重力；物体的重力增加，浮力增加，增加的物体的重力等于其排开的液体的重力．

解答 解：
AB、等货物拖拽到甲板上后，半潜船处于漂浮状态，浮力等于重力；将压载水排出水舱，则半潜船的重力减小，浮力减小，根据阿基米德原理F_浮=ρ_液V_液g可知，半潜船排开水的体积减小，则半潜船会上浮，所以只要排出压载水，半潜船就会上浮，故AB错误；
CD、如图所示

半潜船下潜前处于漂浮状态，浮力等于半潜船的重力：F_浮=G-----①；
当半潜船装上货物后，半潜船会下沉一些，仍处于漂浮状态，此时受到的浮力F_浮'=G+G_物-----②；
将压载水排出水舱，使船体及货物一起上浮到下潜前的位置并保持漂浮，此时与下潜前相比，由于船体排开水的体积不变，则浮力不变，此时受到的浮力F_浮″=F_浮=G-----③；
所以，从下潜时回到下潜前的位置，减小的重力等于减小的浮力，则半潜船排出的压载水重为：
G_排压载水=F_浮'-F_浮″=G+G_物-G=G_物；
故排出的压载水重等于货物重时才可以在下潜前的位置漂浮，故C错误，D正确．
故选：D．

点评 本题考查了物体的浮沉条件和阿基米德原理的应用，熟练应用公式是解答本题的关键．