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第二单元 船的研究
一、选择题
1．和竹筏相比，摇橹木船和帆船最大的改进在于______。
A．稳定性加强 B．出现了助力 C．系统载重量增加
2．航空母舰又称为“海上的移动机场”，当山东舰上降落两架歼-15舰载机后，它受到的浮力会______。
A．增大 B．减小 C．不变 D．无法确定
3．山东舰上至少可以搭载36架歼-15舰载机，满载后的山东舰与空载时相比______。
A．体积变大 B．排开的水量变大
C．水位线下降 D．重量减小
4．下面四艘货船，大小相同，（ ）船装载的货物最重。
A． B． C． D．
5．山东舰的动力类型是______。
A．核能 B．蒸汽推进装置 C．风帆 D．电动风轮
6．在设计制作我们的小船过程中，一般经历的过程是______。
A．设计—制作—测试—问题—完善
B．问题—设计—制作—测试—完善
C．问题—设计—制作—完善—测试
二、填空题
7．有了船的 ，我们就可以按照 开始制作了。
8．绘制小船设计图时，要关注船的 。
9．船在行驶中， 可以控制船的行驶方向。
10．在小船里放第6个垫圈时，刚好浸没，该小船的载重量记为 个垫圈。
11．相同质量的橡皮泥，做成船的体积越大，受的 越大，也越容易浮在水面上。
12．相比独木舟，竹筏的底部更 ，平稳性更 ，装载量更 。
13．从古至今，船有了很大的发展，你知道哪些船？ 、 。
三、判断题
14．独木舟比竹筏容易发生侧翻。( )
15．沉在水中的物体不受到水的浮力作用。( )
16．能让下沉的橡皮泥浮起来的做法是切掉二分之一。( )
17．潜艇是通过改变自身的重量来改变沉浮的。( )
18．安装蒸汽装置的小船的运动方向与蒸汽喷出的方向相反。( )
19．自制小船的载重量只与船的底面积有关。( )
20．制作我们的小船时，一般会经历：明确问题→设计→制作→测试→完善的过程。( )
四、实验题
21．张强同学为了探究船首的形状对阻力的影响做了下面的实验。如表所示是他未完成的实验记录表，请你帮他补充完整。
实验记录表：
实验材料：木块、绳子、水槽、曲别针 实验步骤： （1）将两块木块制成如图所示的形状。 （2）将绳子的一端固定在木块上，另一端系上( )数量的曲别针。（填“相同”或“不同”） （3）将木块放在水槽一端，同时放手，观察那个木块先到达水槽的另一端。 实验现象：船首较 ( )的木块先到达水槽的另一端。（填“尖”或“平”）
通过上面的实验可知，下面的两艘船中，( )号船受到的阻力小。（填“①”或“②”）
22．阳阳为了探究橡皮泥沉浮的秘密，做了以下实验。
取一个量杯，在量杯中倒入200毫升水，把橡皮泥做成不同的形状，然后分别放入量杯中，观察它们排开水的体积，做好记录。
橡皮泥的形状 量杯里的水量（毫升） 放入后水面的刻度 排开水的体积（毫升） 沉浮状况
实心团 200 225 25 沉
实心块 200 225 25 沉
能浮的形状① 200 235 35 浮
能浮的形状② 200 235 35 浮
能浮的形状③ 200 240 40 浮
从上面的数据中我们发现：
（1）“实心团”和“实心块”两者排开水的体积 （填“相同”或“不同”，下同），其他三种形状排开水的体积 。
（2）比较“沉的形状”与“浮的形状”排开水的体积，可以发现：“沉的形状”排开水的体积小，即浸入水中的体积 ；“浮的形状”排开水的体积大，即浸入水中的体积 。（填“大”或“小”）
（3）从数据中可以看出，橡皮泥浮起来的原因在于它的重量不变，而当浸入水中 的变大，受到 的也变大。
五、综合题
23．阅读资料，回答问题。
“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大型深海载人潜水器。“蛟龙号”载人深潜器接连取得1000米级、3000米级、5000米级和7000米级海试成功，是目前世界上下潜最深的作业型载人潜水器。“蛟龙号”可在占世界海洋面积99.8%的广阔海域中使用，对于我国开发利用深海资源有着重要的意义。
（1）“蛟龙号”的主压载水舱注满水时，“蛟龙号”会慢慢 ，用压缩空气把主压载水舱内的水排出时，“蛟龙号”慢慢 （均选填“上浮”或“下潜”）
（2）注水和排水的过程中，“蛟龙号”的 不变， 发生了改变。（均选填“体积”或“重量”）
（3）实验结论：当物体体积保持不变时，物体自身的 会影响它的沉浮状态。
24．某科学实验小组用边长为18厘米的正方形铝箔做了3艘小船，甲、乙、丙分别是3艘小船的设计图（单位：厘米）。
甲 乙 丙
（1）根据设计图，可以计算出船的体积。
①甲船的体积是 立方厘米。
②乙船的体积是 立方厘米。
③丙船的体积是 立方厘米。
（2）与弹珠相比，用垫圈模拟货物比较哪一艘船的载重量大的优点： 。
（3）向小船中添加垫圈时，小船会 （填“上浮一点”“下沉一点”或“不变”），小船排开的水量会 ，小船受到的浮力会 （填“增大”“减小”或“不变”，上同）。
（4）丙船最多能装载的垫圈数量 （填“大于”“小于”或“等于”）乙船最多能装载的垫圈数量。
（5）漂浮在水面上的船受到的浮力 （填“大于”“小于”或“等于”）船（包含装载的货物）的重力。
参考答案
1．B
详解：竹筏的底部比独木舟宽，稳定性更好，载重量更大，弥补了独木舟的部分不足。摇橹木船有了船桨，帆船增加了风帆，和竹筏相比，摇橹木船和帆船最大的改进在于出现了动力系统，有了助力，故B正确。
2．A
详解：物体浮在水面时，受到的浮力等于自身重力。当山东舰上降落两架歼-15舰载机后，它的重力增大了，因此浮力会增大。
3．B
详解：物体在水中受到的浮力等于排开水的重力。山东舰浮在水面，浮力等于重力。满载后的重力大，则受到的浮力大，排开是水量变大，B正确。满载后体积不变，水位线上升，重量增大，ACD错误。
4．B
详解：我们把物体在水中排开水的体积叫排开的水量，船浸入水中的体积越大，船排开的水量越大，载重量越大。图中B选项的帆船浸入水中的体积最大，所以货物最重。故选B。
5．B
详解：航母的动力系统是个非常重要的核心部件，山东舰的动力类型是蒸汽推进装置。
6．B
详解：工程设计一般会经历“问题——设计——制作——测试——完善”等过程。制作一艘小船时，一般会经历的过程是“问题——设计——制作——测试——完善”。
7． 设计图 设计图
详解：制作小船按照顺序包括：设计方案、制作、测试、评估与改进等方面。先有设计图再制作。所以有了船的设计图，我们就可以按照设计图开始制作了。
8．尺寸
详解：为了更好地制作出小船，我们要先做好下面的设计：首先明确设计目标和要求，然后画出船的设计图，标注材料和结构，再讨论设计图的合理性和可靠性，最后列出所需的材料，计算所需的费用，制定方案。绘制小船设计图时，需要要关注船的尺寸。
9．船舵
详解：船在行驶中，船舵可以控制船的行驶方向。它的转向与船的前进方向一致。
10．5
详解：船的载重量与它的体积有关系，相同重量和相同大小的材料，制作的船型体积越大，船的载重量就越大。在小船里放第6个垫圈时，刚好浸没，该小船的载重量记为5个垫圈。
11．浮力
详解：橡皮泥是沉的材料，把它做成船型，它所占的空间体积变大了，在水中受到的浮力也增大了，也就更容易漂浮在水面上。相同质量的橡皮泥，做成船的体积越大，受到的浮力越大，越容易浮在水面上。
12． 大 好 多
详解：不同材料的漂浮能力不同，竹筏与独木舟相比，体积更大，载重能力更强。竹筏的底部比独木舟的底部更大，稳定性更好，能够承载更多的重物。
13．小题1：帆船 小题2：
蒸汽船
详解：科学技术在改变着船的动力系统，推动着船的发展，船的动力走过了人力、风力、蒸汽、电力、核动力等多个阶段。从船的发展史中，我们知道的船有：独木舟、竹筏、木板船，后来出现了蒸汽船、内燃机船、电力船等。
14．√
详解：独木舟在水中不够稳定，装载的货物也有限。竹筏的底部比独木舟宽，稳定性更好，载重量更大，弥补了独木舟的部分不足。与独木舟相比，竹筏不容易侧翻，稳定性更好，这是因为竹筏一般比独木舟的底面积大， 而且高度低。
15．×
详解：浮力：物体在水中受到水向上托起的力叫做浮力。在水中的任何物体都会受到浮力，包括沉在水底的物体。所以题目说法错误。
16．×
详解：同一种材料构成的物体，在水中的沉浮与它们的轻重、体积大小没有关系。如：一块完整的橡皮泥放在水中是沉的，切二分之一放入水中还是沉的。题目的说法是错误的。
17．√
详解：潜水艇的沉浮是利用改变自身重量的方法来实现的。下沉时把水仓灌满水，上浮时再把水仓里的水排除去。题目的说法是正确的。
18．√
详解：气球里的气体喷出时，会产生一个和喷出方向相反的推力，这个力叫做反冲力。小船上的蒸汽装置加热喷气后，利用气体喷出产生的反冲力让小船运动，运动方向与喷气方向相反。
19．×
详解：船的载重量与船只体积大小有关，相同质量和相同大小的同种材料，制作的船型船的体积越大，船的载重量就越大。通过实验可知，同样的材料制作的小船，其载重量与船的结构、大小、底面积大小有关。船的体积越大，船的载重量越大。
20．√
详解：小船制作的过程也是首先经历了问题的提出，根据小船的用途和功用，进行方案设计，根据设计选择合适的材料，分工制作，制作完成后要经过测试环节，找出问题和不足，不断进行完善改进，最后才能制作出合格的小船。因此，小船设计一般会经历“问题--设计--制作--测试--完善”等过程。
21． 相同 尖 ②
分析：流线型是前圆后尖，表面光滑，通常表现为平滑而规则的表面，没有大的起伏和尖锐的棱角，这保证了物体受到较小的阻力。根据流体动力学的原理，相同受力面积下，力对物体的表面压力最小。流线型的船在水中运动时，受到的阻力最小，运动速度快。
详解：探究船首的形状对阻力的影响。做对比实验时，我们一般是控制一个条件发生变化，其他条件都不变，才能找到变量与不变量之间的关系。分析实验可知，将两块木块制成如图所示的形状，将绳子的一端固定在木块上，另一端系上相同数量的曲别针。将木块放在水槽一端，同时放手，观察那个木块先到达水槽的另一端。将木块放在水槽一端，同时放手，观察那个木块先到达水槽的另一端。实验现象：船首较尖的木块先到达水槽的另一端。通过上面的实验可知，下面的两艘船中，②号船受到的阻力小。
22． 相同 不同 小 大 体积 浮力
分析：我们把物体在水中排开水的体积叫做排开的水量。物体在水中都受到浮力的作用，物体浸入水中的体积越大，排开的水量就越大，受到的浮力也越大。
详解：（1）根据题干可知，“实心团”和“实心块”两者排开水的体积相同，都是25毫升；其他三种形状排开水的体积不同；
（2）根据题干可知，“沉的形状”排开水的体积小，即浸入水中的体积小；“浮的形状”排开水的体积大，即浸入水中的体积大
（3）物体在水中都受到浮力的作用，物体浸入水中的体积越大，排开的水量就越大，受到的浮力也越大。从数据中可以看出，橡皮泥浮起来的原因在于它的重量不变，而当浸入水中体积的变大，受到浮力的也变大。
23． 下潜 上浮 体积 重量 重量或质量
分析：“蛟龙”号是一艘由我国自行设计、自主集成研制的载人潜水器。它是当时世界上下潜最深的作业型载人潜水器，已经在海底7000米深处进行过载人探索。
详解：（1）“蛟龙号”潜水器可以在水里自如沉浮，当“蛟龙号”潜水器主压载水舱注满水时，它会下沉，当“蛟龙号”潜水器主压载水舱的水排出去时，它会上浮。
（2）注水和排水的过程中，“蛟龙号”的体积不变，重量发生了改变。为了让“蛟龙号”上浮可以通过排出压载舱里的海水减少自身重量，为了让“蛟龙号”下沉可以通过向压载舱里加海水增加自身的重量。
（3）把小船或泡沫塑料块往水中压，手能感受到水对小船和泡沫塑料块有一个向上的力，这个力我们称它为水的浮力。当物体体积保持不变时，物体自身的重量或质量会影响它的沉浮状态。
24． 392 400 216 垫圈不会像弹珠一样滚动，测量的载重量更准确 下沉一点 增大 增大 小于 等于
详解：（1）根据表中铝箔纸的底面积和船身高度可以计算出，船型甲的体积是：14厘米×14厘米×2厘米=392立方厘米；船型乙的体积是：10厘米×10厘米×4厘米=400平方厘米；船型C的体积是：6厘米×6厘米×6厘米=216平方厘米。因此，三艘船的体积大小顺序是：乙＞甲＞丙。
（2）与弹珠相比，用垫圈模拟货物比较哪一艘船的载重量大的优点：垫圈不会像弹珠一样滚动，测量的载重量更准确。
（3）向小船中添加垫圈时，小船会下沉一点，小船排开的水量会增大，受到的浮力会增大。
（4）丙船底面积小，所以最多能装载的垫圈数量小于乙船最多能装载的垫圈数量。
（5）根据物体沉浮规律，漂浮在水面上的船受到的浮力一定等于船（包括装载货物）的重力。

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