9.3 跨学科实践：探秘潜艇的浮沉原理 同步练习-2024-2025学年八年级物理下学期北师大版（北京）

《9.3 跨学科实践：探秘潜艇的浮沉原理》同步练习-2024-2025学年第二学期北师大版（北京）八年级全一册 一 、单选题 1.小明将同一个鸡蛋先后放入如图所示的甲、乙两杯盐水中，盐水密度分别为、，鸡蛋所受浮力分别为、，则下列关系正确的是 A. B. C. D. 2.下列各图与其对应的说法不正确的是  A. 甲图：茶壶的壶嘴与壶身构成了连通器 B. 乙图：向两纸中间吹气两纸向外分开 C. 丙图：用吸管吸饮料利用了大气压强 D. 丁图：轮船从长江驶入东海浮力不变 3.在水平地面上放置两个完全相同的圆柱形容器、，分别装入一定量水后，再将两个质量相同、体积不同的小球分别放入水中。当小球静止时，两容器内水面恰好相平，如图所示，关于两容器内水的质量、和放入小球后两容器对地面的压强、，下列判断中正确的是 A. B. C. D. 4.如图所示，容器内盛有部分水，气球下面悬挂一石块，它们恰好悬浮在水中，若大气压增大，则石块将 A. 上浮 B. 下沉 C. 静止 D. 先上浮后下沉 5.如图所示，水平桌面上三个完全相同的容器内装有适量的水，将、、三个体积相同的小球分别放入容器内，待小球静止后，漂浮、悬浮、沉底，此时三个容器内水面高度相同。下列判断正确的是 A. 容器底部受到水的压强关系： B. 小球受到的浮力关系： C. 容器对桌面的压力关系： D. 小球的质量关系： 6.如图所示，是中国航母“辽宁”号训练时的图片，当舰载战斗机全部飞离“辽宁”号航空母舰后 A. 航母将沉下一些，所受浮力增大 B. 航母将浮起一些，所受浮力减小 C. 航母将沉下一些，所受浮力减小 D. 航母始终漂浮，所受浮力不变 7.圆柱体先后放入密度为和的种液体中，均处于漂浮状态，如图所示。圆柱体在两液体中所受浮力依次是和，则 A. B. C. D. 8.下列说法正确的是 A. 热气球升空时，球内气体密度比空气密度小 B. 潜水艇要上浮，需要向水仓内进水 C. 轮船的排水量是轮船满载时排开水的体积 D. 飞机飞上天空，利用了浮力 9.如图有一个铜块挂在弹簧秤上，当铜块全部浸没水中时，弹簧秤的读数是  A. 铜块所受的重力 B. 铜块所受浮力 C. 铜块所受重力与浮力之差 D. 铜块上下表面的压力差 10.如图，小瓷碗漂浮在水面上，倾斜后能沉入水底，关于这一情景分析正确的是 A. 小瓷碗能沉入水底是因为它的重力变大了 B. 小瓷碗漂浮时受到的浮力大于它的重力 C. 小瓷碗浸没时受到的浮力比漂浮时受到的浮力大 D. 小瓷碗浸没后容器底受到水的压强变小了 二 、填空题 11.如图，将高为的长方体木块缓慢放入盛满水的容器中，静止时木块在水面上漂浮，下表面到水面的距离为，排开水的重力为。则木块下表面受到水的压强是 ______ ，木块受到的浮力是 ______ ，木块的质量是 ______ ，木块的密度是 ______ 。取 12.一艘远洋轮船装上货物后，发现船下沉了一些，则它受到的浮力______选填“变大”、“变小”或“不变”当船由内河驶入大海后，船受到浮力______选填“变大”、“变小”或“不变”，船相对于水面将______选填“上浮”、“下沉”或“不变”． 13.将两个相同的小球分别放入装满不同液体的甲乙相同烧杯中，稳定后如图所示，甲中小球漂浮，乙中小球沉底，甲烧杯溢出的液体质量 ______选填“大于”、“小于”或“等于”乙烧杯溢出的液体质量，此时 ______选填“甲”或“乙”杯底部受到的液体压  力较大。 14.体积为米、密度为千克米的物块漂浮在水面上，它的质量为 ______千克，受到的浮力为 ______牛；向水中加盐时，物块受到的浮力将 ______选填“变小”、“不变”或“变大”。 15.漂浮在水面上的物体受到的浮力的大小 ______被物体排开的水的重力，______物体受到的重力。均选填“大于”、“等于”或“小于” 三 、实验题 16.有两只相同的烧杯，分别盛有体积相同的水和酒精，但没有标签，小明同学采用闻气味的方法判断出无气味的是水。海春同学则采用压强计进行探究：    若用手指压橡皮膜时，发现形管两边液柱的高度差不变化，可能的原因是 ______ 。  海春把调节好的金属盒分别浸入到两种液体中，如图甲、乙，发现图甲中形管两边的液柱高度差较小，认为图甲烧杯中盛的是酒精。他的结论是 ______ 选填“可靠”或“不可靠”的，原因是 ______ 。  海春发现在同种液体中，金属盒离液面的距离越深，形管两边液柱的高度差就越大，表明： ______ 。  海春还将两只筷子的一端缠上铁丝做了两个相同的简易密度计进行实验，如图丙丁：①分析实验现象，可知密度计在丙中的浮力 ______ 选填“大于”、“等于”或“小于”密度计在丁中的浮力，还可以分析出丙溶液的密度 ______ 丁溶液的密度。选填“大于”、“等于”或“小于”。②筷子下面缠铁丝的目的是使筷子能 ______ 。轮船就是依据这一原理漂浮在水面上的，那么轮船的排水量是指 ______ 选填“满载时”，“空载时”排开水的质量。 四 、计算题 17.雪龙号是中国的破冰船和科学考察船，“龙”代表中国，“雪”意味着极地的冰雪世界。船上设有大气、水文、生物、计算机数据处理中心、气象分析预报中心和海洋物理、化学、生物、地质、气象等一系列科学考察实验室，可用于各类科学研究以及搜救工作，可航行于世界任何海区。“雪龙号”科学考察船满载时排水量为。海水的密度取 ，取问：   满载时，“雪龙号”科学考察船受到的浮力有多大？科学考察船排开海水的体积是多少立方米？ 雪龙号已收到海底失事飞机的黑匣子发出的脉冲波，当地水深约米，黑匣子上表面的面积为，那么此地海底水产生的压强是多少？黑匣子上表面承受的压力有多大？ 雪龙号从极地海洋驶向赤道附近时，由于海水密度的变化，船身会略上浮一些，请分析：从极地到赤道，海水密度有怎样的变化，船受的浮力是否有变化。 答案和解析 1.【答案】D; 【解析】解：鸡蛋在甲盐水中悬浮，所以鸡蛋的密度等于甲盐水的密度；在乙盐水中漂浮，所以鸡蛋的密度小于乙盐水的密度。因此故A、C错误。   鸡蛋在甲中悬浮，所以此时浮力等于重力；在乙中漂浮，浮力也等于重力，因此在甲和乙中所受浮力相等，即，故B错误，D正确。   故选：。  物体的浮沉条件：当物体的密度大于液体密度时，物体下沉；当物体密度等于液体密度时，物体在液体中悬浮；若物体密度小于液体密度时，物体将漂浮在液面上。   要知道当物体漂浮在液面上时，物体所受浮力与重力相等。物体悬浮在液体中时，受到的浮力等于重力。  此题主要考查了浮沉条件的应用，一定要掌握物体浮沉情况与密度的关系。同时要搞清不同状态下物体所受重力与浮力的大小关系。 2.【答案】B; 【解析】解：、甲图茶壶的壶嘴与壶身上端开口，底部连通，构成了连通器，故正确；  、向两纸中间吹气，使中间空气流速快、压强小，而外侧的空气流速慢、压强大，所以两纸向中间靠拢，故错误；  、用吸管喝饮料是利用了大气压的作用，故正确；  、漂浮的物体所受的浮力始终等于自身的重力，因此，轮船从长江驶入东海浮力不变，故正确。  故选：。  连通器是指上端开口底部连通的容器；  根据流体压强与流速的关系来做出判断；  用吸管喝饮料是利用了大气压的作用；  漂浮的物体所受的浮力始终等于自身的重力。  此题主要考查的连通器的应用、大气压的应用、流体压强与流速的关系、漂浮的条件等，有一定综合性，但都是基础知识。 3.【答案】C; 【解析】解：两个质量相同、体积不同的小球分别放入水中，两小球在水中都漂浮，浮力等于重力，即；  根据阿基米德原理知：  因为当小球静止时，两容器内水面恰好相平，所以原来水的体积相同，即，  根据知；；  容器对桌面的压力等于物体和水的重力之和，  容器对地面的压强：，因为，容器的面积相同，所以  综合分析知、  故选：。  根据浮沉条件分析浮力和重力的关系，从而得出两个物体的浮力的关系，根据阿基米德原理知排开液体的体积的关系，根据液面相平比较水的体积的关系，根据判断液体的质量；  容器对桌面的压力等于物体和水的重力之和，根据判断两容器对地面的压强的关系。  该题考查了浮沉条件、阿基米德原理、密度公式的应用、固态压强公式的应用，是一道综合题，有一定的难度。 4.【答案】B; 【解析】解：  原来石块和气球悬浮在水中，；  若大气压增大，增大的压强大小不变的传给气球，气球受到的压强增大，气球的体积减小，排开水的体积变小，  由公式知，  气球受到的浮力减小，使得石块和气球受到的浮力小于总重而下沉．  故选  若大气压增大，增大的压强大小不变的传给气球，气球受到的压强增大，气球的体积减小，排开水的体积变小，根据阿基米德原理可知，气球受到的浮力减小，自重不变，由物体的浮沉条件分析判断．  此题将石块和气球连接在一起，使其悬浮在水中，解析时应把两者看成一个整体加以分析，同时还要注意气球的特点体积可变 5.【答案】A; 【解析】解：由题知，、、三个小球的体积相同；  、小球静止时，三个容器内水面高度相同，即相同，水的密度一定，根据可知，容器底受到水的压强关系为，故正确；  、由图可知，、、三个小球排开水的体积关系为，根据可知，浮力的大小关系为：，故错误；  、球在甲容器中漂浮，所以；根据阿基米德原理有，所以即球的重等于排开水的重；  球在乙容器中悬浮，所以；根据阿基米德原理有，所以即球的重等于排开水的重；  上面的关系式可理解为两球的重分别补充了所缺少水的重，由于甲、乙容器内水面相平，则甲、乙容器内水和小球的总重相等；甲、乙两容器完全相同，则两容器的重力相等，故甲、乙容器的总重相等，甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力，即；  而球在丙容器中沉底，所以，根据阿基米德原理有，所以，即球的重大于排开水的重；故丙容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力，即。  综上分析可知，三个容器对桌面压力关系为，故错误；  、由图可知，漂浮，悬浮，下沉，则由浮沉条件可知：，，，  由于，则；所以，，故错误。  故选：。  利用判断容器底受到水的压强关系；  由图得出、、三个小球排开水的体积关系，根据阿基米德原理即可判断物体受到的浮力大小关系；  根据物体浮沉条件、结合阿基米德原理判断三个小球重力与排开水的重力关系，然后根据容器对桌面的压力等于杯内水、小球和容器的重力之和比较三个容器对桌面压力关系；  根据阿基米德原理可知，物体受到的浮力等于物体排开液体的重力，即可得出质量关系。  此题主要考查阿基米德原理、液体压强公式和密度公式的应用等，是一道综合性较强的题目。 6.【答案】B; 【解析】解：航母原来漂浮在水面上，浮力等于重力；飞机飞离航母后，航母总重减小，但仍然漂浮，所以浮力减小；水的密度不变，由公式知，航母排开水的体积减小，因此要上浮一些。   故选：。  漂浮的物体，浮力等于重力。浮力是否变化决定于重力如何变化；而物体排开液体体积的变化上浮还是下沉，用公式分析。  该题考查了物体的浮沉条件漂浮条件和阿基米德原理的应用，会分析舰载机飞离航母后，航母仍然漂浮是本题的关键。 7.【答案】D; 【解析】解：  由图可知，圆柱体在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态，  由于物体漂浮时，受到的浮力和自身的重力相等，  所以，圆柱体在两液体中所受浮力相等，都等于圆柱体的重力，故AB错误，  由于圆柱体在两液体中所受浮力，由图可知：，根据得可知：，故C错误；D正确；  故选：。  根据物体的浮沉条件判断两者所受浮力关系，根据阿基米德原理判断液体密度关系。  该题考查了物体浮沉条件和液体压强公式的应用，一定要掌握物体浮沉情况与密度的关系，同时要搞清不同状态下漂浮、悬浮物体所受重力与浮力的大小关系。 8.【答案】A; 【解析】解：、热气球升空时，球内气体密度比空气密度小，故正确；  、潜水艇靠改变自身的重力来上浮或下潜，潜水艇要上浮，需要从水仓内向外排水，故错误；  、轮船的排水量是轮船满载时排开水的质量，故错误；  、飞机在飞行过程中利用了气体的流速越大，压强越小的原理，获得向上的升力，故错误。  故选：。  热气球升空时，球内气体密度比空气密度小；  潜水艇靠改变自身的重力来上浮或下潜；  轮船的排水量是轮船满载时排开水的质量；  液体和气体都称为流体，生活中常见的流体是水和空气，流体流速越大的地方压强越小，流速越小的地方压强越大。  此题主要考查浮力的有关知识，是一道综合题。 9.【答案】C; 【解析】解：  当铜块全部浸没水中时，铜块受到的力有：弹簧秤对它向上的拉力，水对它向上的浮力，向下的物体重力，如图所示．  此时铜块静止，根据力的平衡知识可知：，  故，即弹簧秤的读数是铜块所受重力与浮力之差．  故选  首先对铜块受到的力进行分析，再根据力的平衡知识列出各力之间的数量关系，从而得出弹簧测力计拉力的大小．  此题主要考查物体在同一直线上受到多个力的受力分析，注意物体静止时，沿着某一方向的所有力之和等于另一方向的所有力之和． 10.【答案】D; 【解析】解：、小瓷碗能沉入水底，瓷碗所受的重力不变，因排开的水的体积减小，所受浮力减小，小于重力而引起的，故A错误；   B、小瓷碗漂浮时，根据漂浮条件可知：受到的浮力等于它的重力，故B错误；   C、由于瓷碗浸没时是下沉，浮力小于重力，漂浮时与瓷碗重力相等，所以小瓷碗浸没时和漂浮时相比所受的浮力变小，故C错误；   D、小瓷碗浸没后，排开的水的体积减小，水面则下降，根据可知：容器底受到水的压强变小，故D正确。   故选：。  对同一个小瓷碗，通过比较排开水的体积变化，利用阿基米德原理来比较所受的浮力的变化，利用比较压强的变化。  该题考查阿基米德原理和浮沉条件的应用，关键是知道小瓷碗倾斜后沉入水底排开水的体积变小了，瓷碗重力是不变的。 11.【答案】;;;; 【解析】解：木块下表面受到水的压强为：；  由阿基米德原理可知，木块受到的浮力；  由物体的浮沉条件可知，物体漂浮时，物体的重力：，  由可得，木块的质量：；  由可知，木块排开水的体积：，  由题意可知，木块的体积：，  木块的密度：；  故答案为：；；；。  由可得木块下表面受到水的压强；根据阿基米德原理可得木块受到的浮力；根据漂浮条件可求出木块的重力，由可得木块的质量；由可知木块排开水的体积，根据可得出木块的体积，根据密度公式可得木块的密度。  此题主要考查压强、浮力、密度的计算，是一道综合题，但难度不大。 12.【答案】变大;不变;上浮; 【解析】  货轮在装上货物后，船身下沉，说明排开水的体积变大，根据阿基米德原理分析船受到浮力的变化情况；  当船由长江驶入大海后，都是漂浮，根据漂浮条件分析船受到浮力的变化情况，再根据阿基米德原理判断排开水的体积的变化，从而得出船是上浮还是下沉．  本题关键有二，一是漂浮条件的使用，二是利用阿基米德原理时要同时考虑影响浮力的两个因素液体的密度和排开液体的体积．    解：由题知，货轮在装上货物后，船身下沉，排开水的体积变大，  由可知：船受到水的浮力变大；  当船由内河驶入大海后，都是漂浮，  根据漂浮条件可知：，  由于船受到的重力不变，则船受到的浮力不变；  根据，可知：  排开河水的体积大于排开海水的体积，船将上浮一些．  故答案为：变大，不变，上浮．  13.【答案】大于  甲; 【解析】解：小球在甲中漂浮，浮力等于自身重力，小球在乙中下沉，浮力小于重力，所以小球在甲中受到的浮力要大于在乙中受到的浮力，根据阿基米德原理可知，小球在甲中排开的液体的重力要大于在乙中排开的液体的重力，根据可知，甲烧杯溢出的液体质量大于乙烧杯溢出的液体质量；  小球在甲中漂浮，小球的密度要小于甲液体的密度，小球在乙中下沉，小球的密度要大于乙液体的密度，所以两种液体的密度，由于液体深度相同，根据可知，，甲乙是相同烧杯，底面积相同，根据可知，甲杯底部受到的液体压力较大。  故答案为：大于；甲。  根据物体的浮沉条件判定浮力的大小关系，根据阿基米德原理判定排开的液体的重力关系，根据得出排开的液体的质量的大小关系；  根据物体的浮沉条件分析小球密度与液体密度的关系，从而得出液体密度的大小关系，根据分析液体对杯底的压强，根据分析杯底部受到的液体压力大小。  此题主要考查了学生对阿基米德原理、物体的浮沉条件的应用，关键是理解和运用漂浮条件、下沉条件密度关系得出两液体的密度关系。 14.【答案】0.6  6  不变; 【解析】解：由可得，物块的质量，  因为物块漂浮在水中，根据漂浮条件可知，木块所受水的浮力：；  如果在水中加入一些盐，物块静止后仍然在水中漂浮，物块受到的浮力等于其重力，自重不变，所以，物块受到的浮力不变。  故答案为：；；不变。  已知物块的体积和密度，由可求得其质量，物块漂浮在水面上时，根据漂浮条件确定物块在水中受到的浮力；  加食盐前后，物块都漂浮，自重不变，根据物体的漂浮条件分析判断物块受浮力变化情况。  此题主要考查了密度公式和物体浮沉条件的应用，利用物体的漂浮条件是本题的关键。 15.【答案】等于 等于; 【解析】解：由阿基米德原理知漂浮在水面上的物体受到的浮力的大小等于被物体排开的水的重力；  由漂浮的条件知：漂浮在水面上的物体受到的浮力等于物体受到的重力。  故答案为：等于；等于。  根据阿基米德原理和漂浮的条件分析解答。  此题主要考查了阿基米德原理和漂浮条件的应用，是一道基础题。 16.【答案】; 【解析】解：用手指压橡皮膜时，发现形管两边液柱的高度差不变化，可能的原因是橡皮膜漏气。  由甲、乙两图可知，金属盒在两种不同液体中的深度不同，因此，结论不可靠；  在同种液体中，金属盒离液面的距离越深，形管两边液柱的高度差就越大，表明：同种液体中，  液体压强与深度有关。  ①密度计测量液体密度时，在不同液体中始终是漂浮的，可知密度计在丙中的浮力等于密度计  在丁中的浮力，密度计在丙液体中浸入的深度深，可以分析出丙溶液的密度小于丁溶液的密度。  ②筷子下端缠上铁丝，制成简易的密度计。铁丝是配重，是为了使筷子能竖直漂浮在液体中。  轮船的排水量指的是满载时排开水的质量。  故答案为：橡皮膜漏气；不可靠；金属盒在两种不同液体中的深度不同；  同种液体中，液体压强与深度有关；①等于；小于；②竖直漂浮在液体中；满载时。  使用压强计时，要检查金属盒的气密性。手压橡皮膜，形管两边液面出现明显高度差，说明不漏气。  利用控制变量法探究液体压强与密度的关系时，液体密度不同，应该控制金属盒在液体中的深度相同。  同种液体中，深度越深，液体压强越大。  ①密度计测量液体密度时，在不同液体中始终是漂浮的。原理是物体漂浮时，浮力等于重力。密度计在液体中浸入的深度越深，液体的密度越小。  ②筷子下端缠上铁丝，制成简易的密度计。铁丝是配重，是为了使筷子能竖直漂浮在液体中。  轮船的排水量指的是满载时排开水的质量。  该题考查了密度计的原理以及液体压强和哪些因素有关。难点是制作简易密度计时，缠上铁丝的目的，平时容易忽略。 17.【答案】解:（1）由阿基米德原理可知，船满载时受到的浮力为：， 排开海水的体积为：； （2）此地海底水产生的压强为：， 黑匣子表面承受的压力为：​； （3）由于船始终漂浮在水面上，受到的浮力始终等于它的重力，即大小不变，由于船身上浮了一些，排开海水的体积减小，所以是海水的密度变大了。; 【解析】 根据船的状态结合物体的浮沉条件求出船受到的浮力； 根据海水的密度求出排开海水的体积； 根据海底的深度求出海底水产生的压强；再根据黑匣子的面积求出它受到的压力； 根据物体的浮沉条件和阿基米德原理来分析解答。 本题是一道中等题，有一定的难度，主要考查了学生对物体的浮沉条件、阿基米德原理和液体压强的计算公式的理解和运用能力。 学科网（北京）股份有限公司 $$