10.5 跨学科实践：潜艇-【学海风暴】2025-2026学年八年级下册物理同步备课（教科版）

错误。用盐水选种时，下沉的种子的密度比盐水的密 度大，B正确。热气球是通过自带的加热器调节气囊 中气体的温度来控制升降的，C正确。浮船打捞铁牛 时，浮船受到的浮力应大于铁牛的重力，D错误。 ©课外拓展提高 1.小于等于2.上浮2 3.4×10°变小 4.0.61.2×103【解析】木块的质量m本=p本V本= 0.6×103kg/m3×100×10-6m=0.06kg,木块漂浮 时，浮力等于重力，所以木块受到的浮力F浮=G本= m本g=0.06kg×10N/kg=0.6N;木块排开盐水的 1 体积V#=2V*=2×100×10-6m=5×10-5m, F浮 0.6N 则盐水的密度P*=gV-10N/kgX5X10-m 1.2×103kg/m°. 5.A6.A7.B 8.BD【解析】根据阿基米德原理可知，图甲中船和大象 整体漂浮，浮力等于船和大象的总重力，因此船排开 水的重力与船和大象的总重力大小相等，故A错误。 船内石头增多时，船的总重力增大，因为船始终漂浮， 浮力等于重力，所以浮力增大：根据阿基米德原理可 知，排开水的体积增大，船会下沉一些，船底所处的深 度增大，根据p=pgh可知，船底受到的水的压强变 大，故B正确，C错误。由甲、乙两图可知，船排开水 的体积相同，根据阿基米德原理可知，图甲中船所受 浮力与图乙中船所受浮力大小相等，故D正确。 9.解：(1)水的深度h=20cm=0.2m 水对容器底的压强p本=P水gh水=1.0X103kg/m× 10N/kg×0.2m=2×103Pa (2)物块A的体积 V4=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m 由于物块A处于漂浮状态，则物块A受到的浮力 Fn=GA=paVag =0.6X10*kg/m X1X10-3 m3X 10 N/kg=6 N (3)根据F浮=P水V排g可得， 6N px g 1.0X10 kg/mX10 N/kg =6×10-4m3 =600cm 则水深20cm时，倒入水的体积 V*=Va-V#=Sh-V排=600cm2×20cm-600cm =11400cm 根据p=侣可得水的质量m=PV:=1g/cm× 11400cm3=11400g=11.4kg ②核心素养提升 (1)c(2)甲(3)<高于 【解析】(1)当彩球都在玻璃管中静止，不再运动时，所 有上浮彩球中最下方一个彩球标注的温度表示当时 的环境温度。由图乙可知，彩球c上标注的温度是当 时的环境温度。(2)玻璃管中的液体对温度敏感，液 体的质量一定，当外界温度升高时，液体膨胀，体积变 大，由ρ=可知，液体密度减小。图甲中彩球下沉， 图乙中部分彩球上浮，所以图甲中彩球受到的总浮力 小于图乙中彩球受到的总浮力：每个彩球的体积相 等，由F浮=P腋gV排可知，图甲中液体的密度小于图 乙中液体的密度，所以图甲中液体的温度较高，即图 甲中彩球温度计所处环境温度较高。(3)每个彩球的 体积相等，当彩球a、c都还浸没在液体中时，它们排 开液体的体积相等，根据F浮=P液gV排可知，所受的 浮力相等；彩球a先上浮，说明彩球a上浮时的浮力 大于彩球a的重力，此时彩球c还处于沉底状态，浮力 小于彩球c的重力，所以G。<G；由G=mg可知， m。<m。当外界温度降低时，容器内液体的体积变 小，密度变大，当液体的密度大于彩球的密度时，彩球 就上浮；按彩球上浮的先后顺序，先上浮的彩球的密 度最小，对应标注的温度最高；最后上浮的彩球的密 度最大，对应标注的温度最低。由图乙可知，彩球α 标注的温度高于彩球c标注的温度。 5跨学科实践：潜艇 ®实践专项训练 1.变小排出2.吸气不变 3.B 4.D【解析】拧紧大塑料瓶的瓶盖，当增加手对大塑料 瓶侧面的压力时，大塑料瓶体积减小，大塑料瓶内气 压变大，小瓶内气体被压缩，体积变小，小瓶内水量增 加，重力变大，当浮力等于或小于重力时，小瓶能实现 悬浮或下潜，故D正确，A、B、C不正确。 5.C【解析】潜艇是通过改变自身的重力来实现上浮、 悬浮和下沉的。在液体密度不变时，潜艇下潜时排开 液体的体积不变，所受浮力不变。海水的密度大于江 水的密度，相同的潜艇潜行在海水中时受到的浮 力大。 6.ABC【解析】向瓶中充气时，瓶内的气压变大，该模 型中的一部分水被排出，使得该模型的重力变小，此 时重力小于浮力，该模型会上浮，A正确。根据阿基 米德原理可知，该模型受到的浮力等于它排开水的重 力，B正确。该模型下沉的过程中，深度变大，根据饣 =gh可知，水对螺母的压强会变大，C正确。从瓶中 抽气时，瓶内的气压变小，一部分水会进入瓶中，使该 模型的重力变大，此时浮力不变，重力大于浮力，该模 型会下沉，D错误。 7.解：(1)潜艇模型A的体积为V4=250cm2×10cm= 2500cm3=2.5×10-3m 潜艇模型A所受的浮力为F浮=P水gV排=P水gVA= 1×103kg/m3×10N/kg×2.5×10-3m3=25N (2)潜艇模型A的重力GA=F一F拉=25N一9N= 16N 所用钢的体积为 V=Gn 16N pm g 8X103 kg/m3X10 N/kg =2×10-4m3= 200cm 下册参考答案 15 潜艇模型A空心部分的体积为V室=VA一V=2500cm -200cm3=2300cm (3)潜艇模型A吸人水的重力G吸=F浮一GA一F拉' 25N-16N-3N=6N G一 6N 则吸入水的质量m酸= g 10 N/kg =0.6kg 专题五物体的沉浮分析 1.D 2.AB【解析】根据图示可知，A在甲中悬浮，在乙、丙 中漂浮，所以其所受的浮力与其自身的重力相等，故 F甲浮=F乙浮=F丙浮。由图可知，物体排开的液体的体 积关系为V甲>V乙>V两，根据阿基米德原理可知， p甲<pz<P两，并且液体的深度相同，因此由p=pgh 可知，丙容器底所受的压强最大，其次是乙，最后是 甲，故液体对容器底的压强关系为p甲<pz<两，故 A正确，C、D错误。根据图示可知，三个容器中液面 的高度相同，甲中物体排开液体的体积最大，丙中物 体排开液体的体积最小，所以丙中液体最多，而丙中 液体的密度最大，由m=ρV知丙中液体的质量最大， 且三个物体和容器相同，由F=G=mg可知，丙容器 对桌面的压力最大，其次是乙，最小的是甲，故容器对 桌面的压力关系为F甲<Fz<F两，故B正确。 3.B 4.BC【解析】由图可知，甲液体的体积小于乙液体的体 积，已知甲乙两种液体质量相等，根据ρ=罗可知， P甲>pz,故A正确。未放入小球时，由图可知，容器 中液体的深度相同，且p甲>pz,则根据p=pgh可知， p甲>p乙，故B错误。已知两球体积相同，均处于悬浮 状态，则排开液体的体积相同，根据F浮=P液gV排可 知，FA>F浮B,故C错误。小球B在乙液体中悬浮， 说明小球B的密度等于乙液体的密度，故小球B在 乙液体中静止时所受的浮力等于重力，因为P甲>pz, 所以若把小球B放入甲液体中，则小球B静止时处 于漂浮状态，受到的浮力等于重力，所以把小球B放 入甲液体中静止时，小球B所受的浮力等于在乙液体 中所受的浮力，故D正确。 专题六浮力的相关计算 1.解：(1)由浮力产生的原因可知，正方体受到的浮力为 F浮=F,-F,=15N-5N=10N (2)正方体下表面所处的深度为 h=10cm+5cm=15cm=0.15m 正方体下表面受到的水的压强为 p=p*gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5 ×103Pa (3)已知正方体悬浮在水中，则正方体的密度P=P水 =1.0×103kg/m 2.解：(1)由图乙可知，圆柱体下表面浸入水中的深度大 于20cm时，其所受的浮力一直保持1.2N不变，可知 圆柱体浸入水中的深度为20cm时，恰好全部浸没在 水中，则圆柱体的高度为20cm。 16 八年级物理JK版 (2)由图乙可知，圆柱体浸入水中的深度h=10cm 时，其受到的浮力F=0.6N 根据称重法可知，静止时弹簧测力计的示数F=G -F￥=3.6N-0.6N=3N G3.6N (3)圆柱体的质量m= 810N/kg=0.36kg 由图乙可知，圆柱体全部浸入水中时，圆柱体受到的 浮力F海=1.2N 圆柱体的体积V=V排= F' P水g 1.2N 1.0X102kg/m×10N/kg-1.2X10-m m 0.36 kg 圆柱体的密度p=71.2×10m =3×103kg/m FG- 3.解：(1)空鱼缸对水平桌面的压强p=S=S 64N 0.16m2 =400Pa (2)放入假山石前，水对鱼缸底的压强p能=P水gh= 1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa (3)浸没在水中的假山石受到的浮力F#=P水gV排= 1.0×103kg/m3×10N/kg×3.0×10-3m3=30N 4.解：(1)木块A排开水的体积 V排=V本=(10cm)3=103cm3=1×10-3m 木块A受到的浮力 F浮=p水gV#=1.0×103kg/m3×10N/kg×1× 10-3m3=10N (2)木块A受到的重力 G本=F浮一F拉=10N-4N=6N (3)木块A的质量 G米=6N m g 10 N/kg -=0.6kg 木块A的密度 0.6 kg p水=V表=1X10-m =0.6×103kg/m3 5.解：(1)木块A的体积Va=10cm×10cm×10cm =1000cm 图甲中木块A排开水的体积 y,=1-7y,=子×10cm=750cm (2)图甲中木块A漂浮，其重力 GA=F=p水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kgX 750×10-5m3=7.5N (3)图乙中A、B整体漂浮，则A、B的总重力 Ga=Fm'=p水gV#'=1.0X103kg/m×10N/kgX1000 ×10-6m3=10N 合金块B的重力 G=G8-GA=10N-7.5N=2.5N 6解：1)物块排开水的体积V,=(1-)V,-子× (0.1m)3=0.75×10-3m 物块受到的浮力F浮=p水gV#=1.0X10°kg/m3×5 跨学科 0-- 实践项目解读 一、潜艇的沉与浮 1.潜艇通过对水舱进行排水或注水来改变 自身所受的重力，从而达到上浮和下沉的目的。 2.潜艇潜入深水时，由于不同区域海水密 度不同，浮力也会不同，此时必须精确地调整 潜艇水舱中水的多少，改变潜艇整体所受的重 力，使之与浮力相等，才能保持悬浮状态。 名师点睛 给潜艇的水舱注水，潜艇的重力增加， 潜艇重力大于浮力而下潜；水舱向外排水， 潜艇的重力减小，潜艇重力小于浮力而上浮。 二、军用潜艇 1.军用潜艇是国家海军的重要海上作战 武器，潜艇空间分为人员工作生活区和水舱。 2.工程师通过调节水舱内水的多少控制 潜艇的沉浮，依靠动力装置推动螺旋桨前进， 利用声呐、潜望镜等设备充当潜艇的耳朵和眼 睛，设置了导弹、鱼雷等武器系统。 三、潜艇模型制作比赛 【制作要求】(1)人员工作生活区和水舱独 立分开；(2)人员工作生活区大于水舱。 【比赛任务】(1)完成从水面下潜到指定位 置悬浮；(2)完成从水下上浮到指定位置悬浮。 【制作材料】带盖的大、小饮料瓶各两个、 配重物、注射器、塑料管、胶枪（包括热熔胶）、 剪刀、透明胶等。 【展示、交流与评价】(1)各小组介绍潜艇 的设计思路，展示设计图纸和制作的潜艇； (2)交流存在的问题和需要改进的地方；(3)对 实践活动进行评价。 实践：潜艇 已实践专项训练 1.潜艇从入海口潜行进入河道，潜艇所受浮力 将 (选填“变大”“变小”或“不 变”)。若要保持悬浮状态，应 (选填“吸人”或“排出”)部分水。 2.右图所示的是某小组自制的潜水 艇模型，可通过胶管A从烧瓶中 吸气或向烧瓶中吹气实现浮沉。 当对着胶管A (选填 “吸气”或“吹气”)时，模型将下沉，此过程中 模型受到的浮力将 （选填“增 大”“减小”或“不变”)。 3.物理学与社会发展094型战略核潜艇（如下 图所示)是我国自主研发的核潜艇。下列有 关该潜艇的说法正确的是 () A.核潜艇在漂浮时和悬浮时受到的浮力相等 B.漂浮在水面的核潜艇所受的浮力与自身 重力是一对平衡力 C.浸没在水中的核潜艇下潜时，深度越深， 所受浮力越大 D.浸没在水中的核潜艇上浮时，所受浮力会 逐渐变大 4.将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向 下，使其漂浮在大塑料瓶内的水面 上，拧紧大塑料瓶的瓶盖，就做成 了右图所示的“浮沉子”。增加手 对大塑料瓶侧面的压力，则 ( A.大塑料瓶内气压不变，小瓶不能实现悬浮 下册第10章 79 B.大塑料瓶内气压变小，小瓶内水量减少， 小瓶能实现悬浮 C.大塑料瓶内气压变大，小瓶内水量减少， 小瓶不能实现下潜 D.大塑料瓶内气压变大，小瓶内水量增加， 小瓶能实现下潜 5.中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高 度。在进行战备训练时，下列对该潜艇的说 法，正确的是 () A.通过改变排开水的体积来实现上浮与 下沉 B.在水面下匀速下潜的过程中，受到的浮力 增大 C.从长江潜行进入东海时，需要往水舱内 注水 D.从长江潜行进入东海时，受到的浮力会 变小 6.(2025抚州期末，多选)某项目化学习小组用 硬质塑料瓶、螺母、进排气管（重力忽略不 计)等器材，制成下图所示的潜水艇模型。 将该模型放入水中，使其上浮或下沉。下列 分析正确的是 () 进排气管 旺 进排水口 A.向瓶中充气时，瓶内的气压变大，该模型 上浮 B.该模型受到的浮力等于它排开水的重力 C.该模型下沉的过程中，水对螺母的压强 变大 D.从瓶中抽气时，该模型会上浮，其所受的 浮力不变 7.小海在游览一个造船厂时发现，某一个船坞 内，技术人员常常将潜艇模型浸没在水中， 80 八年级物理K版 用细绳将它的底部和船坞底部竖直相连，进 行有关测试，如图甲所示。回家后，小海制 作了一个图乙所示的简化版模型，他将船坞 简化为一个薄壁柱形容器，容器置于水平地 面上，底面积为400cm;潜艇模型简化为一 个底面积为250cm2、高度为10cm的钢制 空心长方体A。容器底部和潜艇模型A由 一根细绳相连(A的上表面与水面平行)。 此时，细绳对A的拉力为9N。(已知P铜=8g cm3,g取10N/kg) 甲 (1)求潜艇模型A所受的浮力。 (2)求潜艇模型A空心部分的体积。 (3)若潜艇模型A从容器中吸入水，使细绳 的拉力变为3N(潜艇模型仍浸没在水中)， 则潜艇模型A吸入水的质量是多少？