第10章：浮力综合典型题选编（北京地区专用）2021-2022学年下学期人教版八年级物理期中复习

这是一份第10章：浮力综合典型题选编（北京地区专用）2021-2022学年下学期人教版八年级物理期中复习，共12页。试卷主要包含了阅读短文，回答问题，阅读《从福船到深潜器》回答问题等内容，欢迎下载使用。
第10章：浮力综合题  1．（2021·北京市陈经纶中学分校八年级期中）阅读短文，回答问题：绝境重生的372舰艇海水跃层也称“跃变层”，它是指海水中某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层，如果海水跃层是上层密度大、下层密度小的状态，形成负密度梯度跃变层，被称为“海中断崖”。潜艇在水下航行中，如突遭海中断崖，会急剧掉向海底，称为“掉深”， 大多数常规潜艇的有效潜深为300m，潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时，会被巨大的海水压力破坏，造成失事。我军372潜艇一次远航战备巡逻中，当时海区情况比较复杂，以前也碰见“掉深”的情况，但这次潜艇掉的又快又深，潜艇的主机舱管路发生破损，艇长王红理瞬间条件反射式发出命令：“损管警报！向所有水柜供气！”。不到10秒钟，应急供气阀门打开，所有水柜开始供气；1分钟内，上百个阀门关闭，数十种电气设备关闭；2分钟后，全艇各舱室封舱完毕。但“掉深”依然继续。3分钟后，掉深终于停止，深度计开始缓慢回升。 372潜艇闯过鬼门关，奋力自拔，化险为夷，创下了同类潜艇深度自拔的新纪录，创造了我军乃至世界潜艇史上的奇迹。（1）“海中断崖”通常指潜艇遇到海水密度跃层，潜艇所处的海水密度突然变_______（选填“大”或“小”），所受的浮力突然_______（选填“增大”或“减小”），失去平衡而急剧下沉的一种现象。（2）“打开应急高压气阀门，向水柜供气！”目的是排出水柜中的水，使潜水艇自身的重力_______（选填“增加”或“减少”）。（3）向所有水柜供气后，潜艇掉深有所减缓，但不会立即停止，这是因为潜艇具有_______。2．（2021·北京·北大附中八年级期中）请阅读《“372”潜艇掉深，上演3分钟生死时速》并答题。“372”潜艇掉深，上演3分钟生死时速2014年12月，我海军组织的一次实战化战备远航训练，南海舰队“37″新型常规潜艇正悄无声息地潜航。突然，潜艇深度计指针突然向下大幅跳动，艇体急速下沉！“不好，潜艇掉深了!”掉深的原因是因为某段特殊的海域，上层海水密度大、下层海水密度小，这样的海堿被称为海中断崖，潜艇在海水下航行时，如突遭海中断崖，会立即减少浮力，难以控制的急剧掉向海底，造成失事。生死关头，指挥员王红理立即下达増速、补充均衡、吹除压载水舱等一系列指令，全艇官兵舍生忘死奋力排险。“打开应急高压气阀门，向水柜供气”。糟糕，“主机舱管路破损进水！”祸不单行!此时主机舱一根管道突然破裂，大量海水瞬间喷入舱室。“损管警报!”“向所有水柜供气!”生死关头，指挥员当机立断，果断下令。伴随着刺耳的损管警报声，全艇上下闻令而动，扑向各个控制阀门……不到10秒钟，应急供气阀门全部打开，所有水柜开始供气；一分钟内，上百个阀门关闭，数十种电气设备关停；两分钟后，全艇各舱室封舱完毕!官兵们以令人难以置信的速度与死神赛跑。该做的都已做完，而这时，掉深速度虽有减缓，但澘艇掉深没有立即停止，还要继续下降。大约3分钟后，在“372”潜艇即将下沉到极限工作深度时，掉深终于停止。潜艇在悬停10余秒后，深度计指针缓慢回升，艇体终于开始上浮！阅读以上材料，并回答下列问题:（1）潜艇掉深时，潜艇上、下表面的压力差会______；（选填“变大”或“变小”）（2）“打开应急高压气阀门，向水柜供气!”目的是排出水柜中的水，使潜水艇自身的重力______；（选填“增加”或“减少”）（3）向所有水柜供气后，潜艇掉深有所减缓，但不会立即停止，这是因为潜艇具有______。3．（2021·北京一七一中八年级期中）请阅读《“372”潜艇掉深，上演3分钟生死时速》并回答题。“372”潜艇掉深，上演3分钟生死时速2014年12月，我海军组织的一次实战化战备远航训练，南海舰队“372”新型常规潜艇正悄无声息地潜航。突然，潜艇深度计指针突然向下大幅跳动，艇体急速下沉！“不好，潜艇掉深了！”掉深的原因是因为某段特殊的海域，上层海水密度大、下层海水密度小，这样的海域被称为海中断崖， 潜艇在海水下航行时，如突遭海中断崖，会立即减少浮力，难以控制的急剧掉向海底，造成失事。生死关头，指挥员王红理立即下达增速、补充均衡、吹除压载水舱等一系列指令，全艇官兵舍生忘死奋力排险。“打开应急高压气阀门，向水柜供气”。糟糕，“主机舱管路破损进水！”祸不单行！此时主机舱一根管道突然破裂，大量海水瞬间喷入舱室。“损管警报！”“向所有水柜供气！”生死关头，指挥员当机立断，果断下令。伴随着刺耳的损管警报声，全艇上下闻令而动，扑向各个控制阀门……不到10秒钟，应急供气阀门全部打开，所有水柜开始供气；一分钟内，上百个阀门关闭，数十种电气设备关停；两分钟后，全艇各舱室封舱完毕！官兵们以令人难以置信的速度，与死神赛跑。该做的都已做完，而这时，掉深速度虽有减缓，但潜艇掉深没有立即停止，还要继续下降。大约3分钟后，在“372”潜艇即将下沉到极限工作深度时，掉深终于停止。潜艇在悬停10余秒后，深度计指针缓慢回升，艇体终于开始上浮！阅读以上材料，并回答下列问题：(1)潜艇掉深时，潜艇上、下表面的压力差会_______；（选填“变大”或“变小”）(2)“打开应急高压气阀门，向水柜供气！”目的是排出水柜中的水，使潜水艇自身的重力________；（选填“增加”或“减少”）(3)向所有水柜供气后，潜艇掉深有所减缓，但不会立即停止，这是因为潜艇具有________；(4)在忽略海水阻力的情况下，请画出潜艇匀速上浮时的受力示意图。(       )4．（2021·北京·景山学校八年级期中）阅读《从福船到深潜器》回答问题．从福船到深潜器早在中国古代就有嫦娥奔月、神龙入海等神话传说，人们想去地球以外的星空看一看、大海深处游一游．我们的祖先发现，木头和树叶可以漂浮在水面上，于是把砍下来的树干，用石斧和火，将一面削平、挖空，造成了第一只独木舟．随着人类文明的不断进步，人们在努力寻求着变革水上交通工具的办法．福船的出现为中国乃至世界航海史写下了璀璨的一页．与指南针对航海贡献相媲美的“水密隔舱福船制造技艺”，是中国对世界航海发展史产生深远影响的另一项伟大发明．2010年11月15日，《中国水密隔舱福船制造技艺》被列入联合国教科文组织“急需保护的非物质文化遗产名录”．所谓“水密隔舱”，就是用厚实的隔舱板把船舱层层隔断，分隔成互不透水的一个个舱区．在航行过程中，如果有个别舱意外破损，海水进不到其他舱中．从船整体看，仍然保持有足够的浮力，不至沉没．18世纪中叶，人们改用蒸汽机为动力．随着科技的发展，半个多世纪以后，美国制造了“鹦鹉螺号”核潜艇．改用核燃料为动力，可以随心所欲地在水下长期潜航，被称为“真正的潜水艇”．就这样，在阿基米德定理的指引下，经过100多年的努力，潜水艇终于成为一种现代化的水下攻击利器除了自由的在海中浮沉，人们对深海和深海丰富的资源充满妤奇．“蛟龙号”载人深潜器是我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器．它设计的最大下潜深度为10500米级，是目前世界上下潜能力最深的作业型载人深潜器如图26所示．艇体由双层船壳构成，外层与海水接触，外壳选择了钛合金作主材．深潜器在上浮和下潜时，其体积是一定的．“蛟龙号”由载人舱、生命支持系统、取样系统、导航通信系统等六部分组成，其中艇体在深海中的上浮要靠压栽铁来实现．所谓压栽铁，顾名思义，就是给“蛟龙号”增加重量的铁块．压栽铁分为两种，一种为整体铸造的，重123kg；另一种为砝码形式，可以依靠调整砝码数量来确定重量．如今我国自行研制的“嫦娥四号”实现了世界首次成功软着陆于月球背面，而“蛟龙号”可作业型载人深潜器也成功下潜到海下062米的深度，真正实现了伟人诗句里“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”的伟大梦想．请根据上述材料和你学过的物理知识，回答下列问题：（1）福船采用了_____制造技艺大大提高了船舶的整体抗沉性．（2）关于潜水艇，下列说法中正确的是_____A．潜水艇下潜时有惯性，悬停时没有惯性B．在下潜过程中，水对潜水艇底部的压强不变C．悬停时，潜水艇受到的重力与它所受的浮力是一对平衡力D．在上浮过程中，潜水艇受到的浮力逐渐变大（3）“蛟龙号”每次下潜携带质量很大的压载铁，这样做的原因是_____A．有利于深潜器下沉，丢弃后可实现迅速上浮B．深海处液体压强很大，艇内水不易排出C．悬停时较平稳，不易受深海暗流的影响D．便于在深海作业时灵活移动5．（2021·北京海淀·八年级期末）请阅读《海军三型主战舰艇交接入列》并回答。海军三型主战舰艇交接入列2021年4月23日，海军三型主战舰艇在海南三亚某军港集中交接入列，标志着我国国防实力得到进一步的提升。这三般舰艇分别是：新型战略核潜艇——长征18号艇，055型万吨级大型导弹驱逐舰——大连舰，075型两栖攻击舰——海南舰。我们来进一步认识一下这三艘舰艇。 长征18号艇（如图甲）是我国最新型的战略导弹核潜艇，相关资料显示：该艇长约，宽约，指挥塔围壳带有填角和圆角设计结构，这样能降低噪音，水下最大排水量约13万吨，水下潜航速度28~30节，艇上有12具艇载垂直发射装置，能用来发射“巨浪”潜射洲际导弹，具有隐蔽性高、威力大、突防能力强等特点。大连舰（如图乙）是我国目前第三艘入列的055型大型导弹驱逐舰，该型舰长约，舷宽约，标准排水量11000余吨，最大航速30节。从指标上看，055型驱逐舰火力、电子设备等已达到世界同类舰的领先水准，隐身性能更加突出，已经成为了世界上最先进的驱逐舰之一，在航母战斗群中，055型驱逐舰承担着编队防空、反舰和反潜等作战任务。海南舰（如图丙）是我国自行建造的075型两栖攻击舰，舰长超过，舰宽接近，满载排水量超过4万吨，动力系统采用柴油机，最大航速超过20节。075型两栖攻击舰属于一款两栖作战舰艇，外形与普通航母很相似，舰岛在舰体右侧，设计有大型机库和大面积的直通航空甲板，拥有7个直升机起降点，最大直升机搭载量接近30架，同时还设置了大型坞轮和车库，具备了比较强大的车辆搭载、抢滩登陆能力。阅读上述材料，回答下列问题（取）：（1）我国海军大连舰的标准排水量约为11000t，该种状态下大连舰受到的浮力约为(    )A．       B．       C．       D．（2）在某次联合搜救演习中，海南舰上执行搜救任务的两架舰载直升机起飞。直升机起飞后与起飞前相比，海南舰所受浮力将______；（选填“变大”或“变小”）（3）长征18号艇在某次训练中在海面下的位置处于悬浮状态，那么此时它受到的海水产生的压强约为______。（取海水的密度）6．（2021·北京·人大附中八年级期末）请阅读《惊心动魄的3分钟》并回答问题惊心动魄的3分钟海水跃层也称“跃变层”，它是指海水中某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层。如果海水跃层是上层密度大、下层密度小的状态，形成负密度梯度跃变层，被称为“海中断崖”。潜艇在水下航行中，若突遭“海中断崖”，会急剧掉向海底，称为“掉深”，大多数常规潜艇的安全潜深为300m，潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时，会被巨大的海水压力破坏，造成失事。中国海军372潜艇一次远航战备巡逻中，就碰见“掉深”的情况。“掉深”的372潜艇的主机舱管路发生破损，艇长立即发出命令：“损管警报！向所有水柜供气！”。不到10秒钟，应急供气阀门打开，所有水柜开始供气：1分钟内，上百个阀门关闭，数十种电气设备关闭；2分钟后，全艇各舱室封舱完毕，但“掉深”依然继续。3分钟后，“掉深”终于停止，深度计开始缓慢回升。372潜艇闯过鬼门关，化险为夷，创造了我军乃至世界潜艇史上的奇迹。（取海水的密度为1×103kg/m3，g取10N/kg）（1）潜艇遇到“海中断崖”时，潜艇会失去平衡而急剧下沉的原因是(    )；A．海水密度变大       浮力变大       重力不变B．海水密度变小       浮力变小       重力变大C．海水密度变大       浮力不变       重力变小D．海水密度变小       浮力变小       重力不变（2）潜艇下潜至300m深度时受到海水的压强等于标准大气压的______倍；（1标准大气压取1×105Pa）（3）“向所有的水柜供气”的目的是______；（4）潜艇“掉深”有所减缓，但不会立即停止，这是因为潜艇具有______；（5）某潜水艇总质量为2.6×103t，体积为3×103m3，要使它从海面潜入海水中，至少要向水柜充入______m3的海水。7．（2021·北京通州·八年级期末）请阅读《我国载人潜水器的发展历程》并回答题。我国载人潜水器的发展历程从百米浅海到万米深海，中国载人深潜事业劈风斩浪的几十年，我国先后突破了多项核心深潜技术。1986年，中国第一艘载人潜水器——7103救生艇研制成功。虽然它只能下潜300米，航速也只有四节，但也是那个年代最先进的救援型载人潜水器。2010年7月，中国第一台自主设计和集成研制的载人潜水器“蛟龙”号下潜深度达到了3759米，中国成为继美、法、俄、日之后，世界上第五个掌握3500米大深度载人深潜技术的国家。2016年6月，“蛟龙”号7000米级载人潜水器完成了它的终极挑战，最终将记录保持在了7062米。“蛟龙”号还拥有世界先进的悬停和自动驾驶功能，可以抵御海流的干扰，工作时稳稳地“定”在海底。2020年11月10日，中国“奋斗者”号载人潜水器（如图所示），在马里亚纳海沟成功着陆在海床之上，下潜深度为10909米，刷新我国载人深潜新纪录。请根据上述材料，回答下列问题：(1)从1986年到2020年，我国自主研发的载人潜水器下潜的深度逐渐______；(2)已知海水密度为1.03×103 kg/m3，g取10N/kg，“奋斗者”号潜水器下潜到海水中的深度为10000米时，海水对潜水器产生的压强为_______Pa；(3)载人潜水器在上升过程中（载人潜水器未露出海水面），受到的浮力______，受的压强______。（选填“增大”“减小”或“不变”）
参考答案：1．     小     减小     减少     惯性【解析】（1）[1][2]“海中断崖”指潜艇所处的海水密度突然变小，而潜艇排开海水的体积不变，根据F浮=ρ液gV排可知，潜艇受到海水的浮力会突然减小，所以潜艇急剧下沉。（2）[3]向水柜供气，是利用气压将水柜内的水排出，从而减小潜艇的重力，使潜艇的重力小于浮力而不再下沉。（3）[4]向所有水柜供气后，潜艇的重力减小，但不会立即停止下沉，原因是潜艇具有惯性，要保持原来下沉的运动状态继续下沉。2．     变小     减少     惯性【解析】（1）[1]“掉深”是因为某段特殊的海域，上层海水密度大、下层海水密度小，据可知，潜艇上、下表面的受到的压强差减小，压力差变小，即浮力减小。（2）[2]根据物体的浮沉条件可知；为了上浮，应使重力小于浮力，所以应迅速打开供气阀门，排出水舱内的水，使重力减小，当浮力大于重力潜艇上浮。（3）[3]施高压供气、关闭各种阀门后，潜艇掉深有所减缓，但不会立即停止，这是因为潜艇具有惯性，要继续保持原来的运动状态。3．     变小     减少     惯性     【解析】(1)[1]“掉深”是因为某段特殊的海域，上层海水密度大、下层海水密度小，据p=ρgh可知，潜艇上、下表面的受到的压强差减小，压力差减小，即浮力减小。(2)[2]根据物体的浮沉条件可知；为了上浮，应使重力小于浮力，所以应迅速打开供气阀门，排出水舱内的水，使重力减小，当浮力大于重力潜艇上浮。(3)[3]施高压供气、关闭各种阀门后，潜艇掉深有所减缓，但不会立即停止，这是因为潜艇具有惯性，要继续保持原来的运动状态。(4)[4]忽略海水阻力，潜艇匀速上浮时，浮力等于重力，浮力的方向竖直向上，重力的方向竖直向下，如图所示：4．     水密隔舱     C     ABC【解析】（1）根据材料可知，福船采用了水密隔舱技术大大提高了船舶的整体抗沉性．（2）A．潜水器下潜时有惯性，悬停时同样具有惯性，故A错误；B．潜水器在下潜过程中，海水的密度不变，但深度h不断增大，根据p＝ρgh可知，水对它的压强变大，故B错误；C．悬停时受到的重力和浮力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上，是一对平衡力，故C正确；D．潜水器在上浮至露出水面之前，海水的密度不变，排开海水的体积不变，根据F浮＝ρ液gV排可知，受到的浮力不变；潜水器在露出水面之后继续上浮的过程中，排开海水的体积不断减小，所以浮力变小．故在上浮过程中，受到的浮力先不变后变小．故D错误．故选C．（3）A．深潜器上浮时需要浮力大于重力，若丢弃压载铁，重力的减小量大，能远小于浮力，有利于迅速上浮；B．由于深潜器所处的位置比较深，根据p＝ρgh可知深海处液体压强很大，艇内对水施加的压强太大；所以，艇内水不易排出；C．携带质量很大的压载铁，则深潜器的重心较低，稳定性好，所以悬停时较平稳，不易受深海暗流的影响；D．在深海作业移动时动力来源于机器．所以“蛟龙号”每次下潜携带质量很大的压载铁，这样做的原因是ABC．5．     C     减小     【解析】（1）[1] 我国海军大连舰的标准排水量约为11000t，根据阿基米德原理，该种状态下大连舰受到的浮力约为故选C。（2）[2]直升机起飞后与起飞前相比，海南舰始终是漂浮的，浮力等于重力，由于重力减小，所以浮力也减小。（3）[3]它受到的海水产生的压强约为6．     D     30     排出水柜内水，减小自身重力，使潜艇快速上浮     惯性     400【解析】（1）[1]潜艇海中断崖时，是处于上层密度大、下层密度小的海水跃层，而此时潜艇所受的重力不变，体积不变，据阿基米德原理知，潜艇所受的浮力变小，故D选项正确。（2）[2]潜艇下潜到300m受到的海水压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×300m=3×106Pa那么此压强是标准大气压的倍数（3）[3]潜艇遇到掉深的情况是由于浮力变小，导致重力大于浮力而形成的，往水柜供气可以将水柜中的水中排出而减小自身重力，使潜艇上浮，停止掉深。（4）[4]向水柜供气，潜艇掉深会减缓，但不会立即停止，这是因为潜艇具有惯性，还要保持原来的运动状态。（5）[5]潜艇的总重力G=mg=2.6×103×103kg×10N/kg=2.6×107N浸没海中受到的浮力F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×103m3=3×107N要使潜艇潜入水中，则需要使潜艇的总重力大于或等于浸没在海中受到的浮力，所以至少需要向水柜充入海水的重力G1=G-F浮=3×107N-2.6×107N=0.4×107N充入的海水的体积7．     增大     1.03×108     不变     减小【解析】(1)[1]由题意可知，从1986年到2020年，我国自主研发的载人潜水器下潜的深度为300米、3759米、7062米、10909米，所以下潜的深度逐渐增大。(2)[2]由可知，当潜水器下潜到海水中的深度为10000米时，海水对潜水器产生的压强为(3)[3]由可知，载人潜水器在上升过程中（载人潜水器未露出海水面），因为液体密度和排开液体体积不变，所以受到的浮力不变。[4]由可知，液体密度不变，但是深度变小，所以液体压强减小。