3.2 海洋作业装备为什么能在水中沉浮（分层作业）科学沪科技版五年级上册（新教材）

3.2《海洋作业装备为什么能在水中沉浮》分层练习 一、基础达标 （一）选择题（将正确答案的序号填在括号里） 1. “曹冲称象”的故事里，大象站在船上，船身下沉了一些，人们在船舷上刻下记号。船能浮在水面上，是因为水对船有一个（　　） A. 向下的压力　　B. 向上托的浮力　　C. 向前的推力　　D. 向后的拉力 【考查：浮力的方向——水对浸入其中的物体有向上的浮力】 2. “石头沉底，木头漂水。”端午节时，小明把一块小石头和一根小木块同时放入河中，小石头沉到了河底，小木块却漂在水面。小石头下沉的原因是（　　） A. 石头太重，木头太轻　　B. 石头受到的浮力小于自身重力 C. 石头没有受到浮力　　D. 木头受到的浮力比石头大得多 【考查：沉浮条件——浮力小于重力时物体下沉】 3. 2025年，我国“奋斗者”号载人潜水器再次潜入马里亚纳海沟。潜水艇要从水面下潜到深海，需要做的是（　　） A. 向压载水舱里注水，增大自身重量　　B. 把压载水舱里的水排出去，减轻重量 C. 扔掉一些货物，让身体变轻　　D. 打开发动机加速向前冲 【考查：潜水艇下潜原理——向水舱注水增大重力，使重力大于浮力】 4. “鱼戏莲叶间，鱼戏莲叶东。”小鱼在水里一会儿浮到水面，一会儿沉到水底，自由自在。鱼能自由控制上浮下沉，主要依靠的是身体里的（　　） A. 鱼鳃　　B. 鱼鳔　　C. 鱼鳞　　D. 鱼尾 【考查：鱼鳔的作用——通过改变大小改变自身体积，从而改变浮力】 5. “仿生学”是向大自然学习的科学。科学家观察鱼在水中沉浮，受到启发发明了潜水艇。但潜水艇和鱼控制沉浮的方式并不一样，下列说法正确的是（　　） A. 潜水艇和鱼都是靠改变自身体积来沉浮的　　B. 潜水艇靠改变自身重量，鱼靠改变自身体积 C. 潜水艇和鱼都是靠改变自身重量来沉浮的　　D. 潜水艇靠改变自身体积，鱼靠改变自身重量 【考查：潜水艇与鱼沉浮方式的区别——潜艇改变重力，鱼改变体积】 （二）判断题（正确的打“√”，错误的打“×”） （　　）1. “水能载舟，亦能覆舟。”大船能载人过河，小船能漂在水面，说明浸在水中的物体都会受到水向上的浮力。 【考查：一切浸入水中的物体都受到浮力】 （　　）2. “石沉大海”这个成语说的是石头扔到海里就沉底了，这说明石头在水里没有受到浮力。 【考查：一切浸入水中的物体都受浮力，石头下沉是因为浮力小于重力】 （　　）3. “鱼儿离不开水。”潜水艇像鱼一样能在水里自由沉浮，它是通过改变压载水舱里的水量来控制沉浮的。 【考查：潜水艇压载水舱的工作原理】 （　　）4. “如鱼得水。”鱼在水里游得那么自在，是因为它能通过改变鱼鳔里的空气多少来调节身体的浮沉。 【考查：鱼鳔的工作原理——改变体积来改变浮力】 （　　）5. “只要功夫深，铁杵磨成针。”既然铁杵都能磨成针，那钢铁做的东西就一定都能沉到水底。 【考查：钢铁造的轮船做成空心，增大排开水的体积，就能浮在水面】 二、能力提升 （一）填空题 1. 物体在水中会受到一个向__________的力，这个力就是浮力。当浮力大于重力时，物体__________；当浮力小于重力时，物体__________。 【考查：浮力方向及沉浮条件——浮力大于重力上浮，小于重力下沉】 2. “蛟龙”号潜水器两侧有__________，要下潜时就向里面__________，增大自身重量；要上浮时就用高压空气把水__________，减轻重量。 【考查：潜水艇压载水舱的工作原理】 3. “潭中鱼可百许头，皆若空游无所依。”鱼通过改变__________里的空气多少来改变自身体积：鳔胀大时，体积变大，浮力变__________，鱼就上浮；鳔缩小时，浮力变__________，鱼就下沉。 【考查：鱼鳔控制沉浮的原理】 （二）连线题（将左右对应的内容用线连起来） 将下列物体与其沉浮方式连线： 　　潜水艇　　　　　　① 改变自身体积来控制沉浮 　　鱼　　　　　　　　② 改变自身重量来控制沉浮 　　轮船　　　　　　　③ 做成空心，增大排开水的体积，漂浮在水面 【考查：不同物体控制沉浮的方式】 （三）选择题 1. 科学课上，老师做了一个“浮沉子”实验：一个装了水的小瓶倒扣在矿泉水瓶里，刚好浮在水中。用力捏矿泉水瓶，小瓶就下沉；松开手，小瓶又上浮。这个小潜水艇模型是通过改变什么来实现沉浮的？（　　） A. 改变小瓶的体积　　B. 改变小瓶里的水量，也就是改变自身重量 C. 改变外面水的温度　　D. 改变小瓶的颜色 【考查：浮沉子实验原理——改变重量控制沉浮】 2. “刻舟求剑”的故事里，剑掉进了水里，沉到了河底。小明想：为什么同样是钢铁做的剑沉了，而大轮船却能浮在水面上呢？下列解释正确的是（　　） A. 轮船比剑大，所以能浮起来　　B. 轮船做成空心，排开的水量大，浮力大 C. 轮船是用木头做的　　D. 剑太轻了所以沉下去 【考查：增大排开水量可以增大浮力——轮船漂浮的原理】 3. “鱼翔浅底，鹰击长空。”关于潜水艇和鱼的沉浮，下列说法错误的是（　　） A. 潜水艇在水中浸没后，它排开水的体积基本不变　　B. 鱼通过改变鱼鳔大小来改变浮力 C. 潜水艇通过改变自身重量来控制沉浮　　D. 潜水艇和鱼的沉浮原理完全一样 【考查：潜水艇与鱼沉浮方式的异同——潜艇改变重力，鱼改变体积】 三、素养进阶 阅读材料，回答问题： 材料一：2025年，我国自主研制的载人潜水器“奋斗者”号再次下潜马里亚纳海沟，成功坐底深度突破10900米，刷新了我国载人深潜的新纪录。“奋斗者”号像一条深海巨鲸，既能在海面航行，又能下潜到万米深海。它的两侧装有压载水舱：要下潜时，打开阀门让海水注入水舱，潜水器变重，就慢慢沉入海底；要上浮时，用高压气体把水舱里的水全部挤出去，潜水器变轻，就浮出水面。 材料二：“鱼跃此时海，花开彼岸天。”科学家观察发现，鱼在水中自由游动时，身体里的鱼鳔像一个小气球：鱼想上浮时，就往鳔里充气，鳔胀大，身体体积变大，水对它的浮力变大，就浮上来；鱼想下沉时，就把鳔里的空气排出去，鳔缩小，身体体积变小，浮力变小，就沉下去。人们从鱼鳔得到启发，发明了潜水艇的压载水舱，这就是仿生学的智慧。 （1）信息提取：“奋斗者”号潜水器是通过什么方法实现下潜和上浮的？请根据材料一回答。 _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ （2）对比分析：鱼和潜水艇都能在水中沉浮，但它们改变沉浮的方式有什么不同？ 鱼：_____________________________________________________________ 潜水艇：_________________________________________________________ （3）模拟实验：老师给你一个带盖的小玻璃瓶、一些沙子和一盆水，请你设计一个模拟潜水艇沉浮的小实验。写出做法和预期现象。 做法：___________________________________________________________ 现象：___________________________________________________________ （4）分析推理：“曹冲称象”和“刻舟求剑”两个故事里，大船浮在水面，宝剑却沉到水底。为什么钢铁造的大船能浮，小小的宝剑却沉下去？ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ （5）拓展思考：有人说：“潜水艇和鱼都是靠改变重量来沉浮的。”你同意这个说法吗？请结合材料说明理由。 _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 【考查：综合运用浮力、沉浮条件、潜水艇与鱼鳔原理分析真实情境，融入成语典故跨学科元素，体现对比思维、模拟实验与仿生学认识】 参考答案 一、基础达标 （一）选择题 1. B　解析：船能浮在水面，是因为水对船有向上托的力，这个力就是浮力。 2. B　解析：石头下沉，是因为它受到的浮力小于自身的重力；木块浮力大于重力，所以漂在水面。 3. A　解析：潜水艇下潜时向压载水舱注水，增大自身重量，使重力大于浮力。 4. B　解析：鱼靠鱼鳔胀缩改变自身体积，从而改变浮力大小，实现上浮下沉。 5. B　解析：潜水艇通过改变压载水舱水量来改变自身重量；鱼通过改变鱼鳔大小来改变自身体积。 （二）判断题 1. √　解析：一切浸入水中的物体都受到水向上的浮力，大船小船能浮在水面就是证明。 2. ×　解析：石头也受到浮力，只是浮力小于重力才沉底；并非没有受到浮力。 3. √　解析：潜水艇通过向压载水舱注水或排水来改变自身重量，从而控制沉浮。 4. √　解析：鱼鳔里的空气多，鳔胀大、体积变大、浮力变大，鱼就上浮；反之则下沉。 5. ×　解析：钢铁造的轮船做成空心，排开大量水获得足够浮力，就能浮在水面上，不是钢铁就一定沉。 二、能力提升 （一）填空题 1. 上；上浮；下沉 2. 压载水舱；注水；排出 3. 鱼鳔；大；小 （二）连线题 潜水艇—②；鱼—①；轮船—③ （三）选择题 1. B　解析：捏瓶子时，水被压进小瓶，小瓶重量增加就下沉；松手时水从小瓶流出，重量减轻就上浮，这就是浮沉子原理。 2. B　解析：宝剑是实心钢铁，体积小、排开水少、浮力小；轮船做成空心，排开水量大、浮力大，所以能浮。 3. D　解析：潜水艇靠改变重量沉浮，鱼靠改变体积沉浮，两者原理并不完全一样。 三、素养进阶 （1）“奋斗者”号通过压载水舱注水和排水来控制沉浮：下潜时向水舱注水，增大重量；上浮时用高压空气把水挤出，减轻重量。 （2）鱼：通过改变鱼鳔里的空气多少来改变自身体积，从而改变浮力大小。潜水艇：通过向压载水舱注水或排水来改变自身重量，浮力基本不变。 （3）做法：在小玻璃瓶里装适量沙子，盖紧盖子，放入水中，观察它的位置。然后调整瓶里沙子的多少，观察瓶子从沉到浮的变化。现象：沙子多的时候瓶子沉在水底，沙子少的时候瓶子浮在水面，沙子不多不少时可以悬浮在水中。（合理即可） （4）因为宝剑是实心的钢铁，体积小，排开的水量少，受到的浮力小，小于宝剑的重力，所以沉底。而大船虽然也是钢铁造的，但它做成空心，内部有很大空间，排开的水量非常大，受到的浮力也很大，足以支撑船和货物的重量，所以能浮在水面。 （5）不同意。潜水艇是靠改变压载水舱的水量来改变自身重量，从而控制沉浮；而鱼是靠改变鱼鳔的大小来改变自身体积，从而改变浮力。两者虽然都能沉浮，但改变的方式不同：一个改变重量，一个改变体积。 学科网（北京）股份有限公司 $