第十章 浮力 专题训练 大国重器————潜水器的压强、浮力之旅-2025-2026学年人教版八年级物理下册

大单元综合2 大国重器————潜水器的压强、浮力之旅 2024 年 3 月28 日下午,中国“探索一号”科考船搭载着“奋斗者”号全海深载人潜水器抵达三亚基地,圆满完成首次中国一印度尼西亚爪哇海沟联合深潜科考航次任务。“奋斗者”号全海深载人潜水器完成了在爪哇海沟的22 个潜次任务,其中14 次下潜超过 6 000 米水深,6个潜次任务由来自中国与印尼双方的科考队员共同完成。中方与印尼方联合首席科学家共同完成了爪哇海沟最深点 7180.4米(潜载深度计)的下潜任务,创造了印尼深海下潜新纪录。航次获得了一批宝贵的大型底栖生物、岩石和沉积物等样品,以及高清视频和照片,共采集大型底栖生物 200 余个,包含了多个深渊新物种。此次爪哇海沟联合深潜科考为中国—印尼两国加强海洋合作开启了新篇章,同时,作为中国科学院深海所发起的“全球深渊深潜探索计划”的重要组成部分,将进一步加深对全球深渊地质生命过程与地球系统演化的认识,对推动我国共建“一带一路”高质量发展、构建人类命运共同体具有重要意义。 1.从百米浅海到万米深海,中国自主研制的潜水器有了质的飞跃。潜水器下潜到图中标注的对应深度,承受海水压强最大的是 ( ) 2.如图所示,水面下同一地方同一深度有两艘完全相同的潜艇,其中一艘正在上浮,另一艘正在下潜,以下判断正确的是 ( ) A.正在下潜的是甲潜艇 B.没露出水面前,两艘潜艇所受的浮力相同 C.潜水艇能上浮或下沉是通过改变自身体积实现的 D.正在下潜的潜艇所受的浮力不断增大 3.如图甲是张老师自制的潜水艇模型,一个用盖子密闭的玻璃瓶插有两个两端开口的细玻璃管,其中一根连接有一段橡皮管,从橡皮管的 b端向瓶内吹气(或吸气)使水从 a 端流出(或流入)玻璃瓶,从而实现潜水艇模型的上浮或下沉。不计橡皮管吸气吹气时发生的形变,现将玻璃瓶装满水后沉入水槽底部,如图乙所示。下列分析正确的是 ( ) A.沉底时,潜水艇模型受到的重力和浮力大小相等 B.从b端向瓶内吹气,潜水艇模型从沉底到悬浮过程中浮力不变 C.从b端向瓶内吸气,减小了排开水的体积,当浮力小于重力,潜水艇下沉 D.从b 端向瓶内吹气,潜水艇模型在上浮过程中浮力一定不变 4.如图所示。是“奋斗者”号潜水器正在从水面加速下潜时的情景,O点是它重心,请在图上画出潜水器加速下潜过程中的受力示意图。 5.如图所示,某深海潜水器的上浮和下潜属于无动力控制,其整个工作过程分为: A.可调压载水舱注水;B.匀速下潜;C.抛掉“下潜压载”后减速;D.潜水器坐底;E.抛掉“上浮压载”后加速上浮;F.匀速上浮阶段;G.可调压载水舱排水。 潜水器的相关数据如下表,海水密度约为1.0 10 kg/m 。 排水总体积/m 21 下潜压载质量/ kg 246 下潜压载体积/m 0.031 潜水器总质量/ kg 2.09 10⁵ 上浮压载质量/ kg 540 上浮压载体积/m 0.068 乘员3人总质量/ kg 224 最大下潜深度/m 7 000 高压气罐内气体的最大压强/ Pa 1.5 10⁷ (1)潜水器的观察窗面积做得很小是为了减小它在深海中受到的 。 A.重力 B.压力 C.压强 (2)当潜水器在最大深度处准备上浮时,需要抛掉“上浮压载”,此时潜水器的浮力减小量 (填“大于”“小于”或“等于”)重力减小量,所以抛去“上浮压载”可以帮助潜艇上浮。 (3)可调压载水舱中的水需要利用高压气罐中的压缩气体排出。潜水器在最大深度处时,能否利用排水的方式实现上浮?请根据表格中的数据判断并说明理由。 。 6.如图所示,我国自主研制的“奋斗者”号载人潜水器已成功坐底马里亚纳海沟并开展科考工作。万米深渊所产生的压强可将钢板压成一张纸,然而携带先进装备的“奋斗者”号却毫不畏惧:先进的钛合金材料让它能承受巨大的压强;压载铁能使它轻松实现浮与沉。请回答下列问题:(海水密度取 g取10 N/ kg) (1)若潜水器悬停在海底10⁴m的深度,所承受海水的压强是多少? (2)潜水器依靠其底部装配质量较大的压载铁下沉至海底,其下沉的原因是什么? (3)为保证潜水器在海中顺利实现浮与沉,需要准确计算压载铁的质量。假设潜水器自身质量为 32 t,体积为 36 m ,为使潜水器下沉,所装备压载铁质量不能低于多少?(不计液体阻力) 大单元综合2 大国重器————潜水器的压强、浮力之旅 1. D 2. B 3. B 4.. 5.(1)B (2)小于 (3)潜水器下潜到 7 000 米深度时其受到的海水压强约为 ,大于高压气罐内的气体最大压强(1.5 10'Pa),无法将水排出,故不能利用排水的方式实现上浮 6.解:(1)潜水器悬停在海底10 m的深度受到的海水压强: (2)潜水器下沉时需要浮力小于重力,潜水器依靠其底部装配质量较大的压载铁,增大重力,当重力大于浮力时,潜水器就下沉至海底, (3)潜水器的重力: 潜水器浸没在水中受到的浮力: 则为使潜水器下沉,所装备压载铁的最小重力: 则压载铁的质量: 所以压载铁质量不能低于4000 kg、 学科网(北京)股份有限公司 $