跨学科实践：潜艇【两大题型】-【跨学科实践】2024-2025学年八年级物理下学期项目化专项训练

跨学科实践：潜艇【两大题型】 【考点一 潜艇的原理】 改变自身重力实现浮沉。 【考点二 制作简易潜艇】 材料清单 材料 用途 小号塑料瓶（如口服液瓶/眼药水瓶） 潜艇主体（需可密封） 橡胶气球/乳胶手套 制作“气袋”控制排水 软管+注射器（或滴管） 注气/抽气系统 配重物（小石子/螺丝帽） 调整初始中性浮力 防水胶带/热熔胶 密封与固定 制作步骤 1. 构建潜艇主体 · 在塑料瓶底部开一个小孔（直径≈软管外径），插入软管并用胶密封缝隙（确保不漏水）。 · 软管另一端连接注射器（用于远程注气）。 2. 安装“气袋” · 将气球剪开，蒙在塑料瓶的瓶口（或侧面开孔处），用橡皮筋扎紧形成弹性膜。 → 作用：气袋膨胀时挤压瓶内水排出，缩小则吸水 3. 配重与密封测试 · 在瓶底粘贴配重物（如螺丝帽），使潜艇能半沉浮在水中（瓶口略高于水面）。 · 浸入水中测试：挤压注射器注气，观察气袋膨胀排水→潜艇上浮；抽气使气袋收缩→潜艇下沉。 4. 优化控制 · 进阶方案：用三通阀连接两个注射器（一个注气、一个抽气），实现精准操控。 · 自动化方案（可选）：加入微型气泵+遥控电路，但需防水处理。 操作演示 1. 初始状态：潜艇悬浮在水中（中性浮力）。 2. 下潜：用注射器抽气 → 气袋收缩 → 水涌入瓶内 → 潜艇变重下沉。 3. 上浮：用注射器注气 → 气袋膨胀 → 水被排出 → 潜艇变轻上浮。 💡 关键技巧：配重需多次调整，直到潜艇能悬浮且对注/抽气敏感。 【题型一 潜艇的原理】 1．随着国产095/096核潜艇的出现，中国核潜艇正式进入全球第一梯队。为了进一步了解潜艇，物理兴趣小组用试管制作了潜艇模型。如图所示，通过移动注射器的活塞对试管进行打气或吸气，便可使其实现上浮或下沉。若向外拉注射器的活塞，可使潜艇模型从图中的位置下沉。下列说法正确的是（　　） A．该潜艇模型下沉时排开水的重力不变 B．该潜艇模型下沉时所受的浮力逐渐减小 C．该潜艇模型在水中下沉时，受到水的压强大小不变 D．该潜艇模型下沉时受到的浮力等于重力 2．如图是金老师制作的潜艇模型，通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉或上浮。若从烧瓶中吸气，使其从右图所示的位置下沉（胶管在水中的体积忽略不计），下列分析正确的是（    ） A．“潜艇”排开水的重力变小 B．“潜艇”所受的浮力不变 C．“潜艇”顶部受到水的压强保持不变 D．“潜艇”是通过改变浮力的大小来实现下沉的 3．一艘科考潜水艇在深海考察活动中，悬浮在水面下200m处，然后根据指令下潜至300m处保持悬浮，海水密度不变。在此过程中（　　） A．只需向水舱内充水 B．只需让水舱向外排水 C．需先让水舱向外排水，后向水舱内充水 D．需先向水舱内充水，后让水舱向外排水 4．如下图所示，小明用大号注射器、硬塑料瓶等器材制作了一个潜水艇模型（忽略进气排气管的体积），探究潜水艇的浮沉原理。下列说法正确的是（　　） A．若要让悬浮的模型上浮，应使模型中进水 B．推动活塞排水，悬浮的模型会下沉 C．模型悬浮时，仅改变它所处的深度仍然能使其保持静止 D．潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的 5．潜艇的下潜和上浮主要是通过改变 来实现的。向水舱充水，潜艇 逐渐增大，潜艇逐渐潜入水中。 6．如图所示，潜水艇在水中可以实现上浮或下潜，当潜水艇在水中悬浮时受到的浮力为，当它接着在水中下潜时受到的浮力为，则 （选填“﹥”，“=”或“﹤”）；当悬浮在水中的潜水艇 （选填“充水”或“排水”）时，潜水艇将上浮。 7．如图，潜水艇通过调节自身的 来实现上浮和下潜。潜水艇处于悬浮状态时受到的浮力 重力（选填“小于、等于或大于”）；若向水舱充水，其重力变 ，潜水艇将 。 8．模拟潜水艇工作原理的装置如图所示，模拟装置在水面下下潜时，所受浮力大小将 。若要使模拟装置上浮，应该用注射器 （选填“向内压入”或“向外抽出”）空气。 9．潜水艇和轮船都是浮力知识的应用。如图所示是同一艘潜水艇在水面下上浮和下潜时的情景，其中图 正在下潜，潜水艇受到的浮力 （选填“>”“<”或“=”）；满载时，排水量为1000t的轮船在河水中航行，受到河水的浮力是 N，船及所装货物共重 N。这艘轮船从河里驶入海里，受到的浮力 ，排开水的体积 。（后两空均选填“变大”“变小”或“不变”）（取10N/kg） 10．小明同学想知道中国潜艇在南海中执行任务时是如何实现浮沉的，他自制了一个浮沉子，模拟潜艇浮沉。如图甲所示，将小药瓶打孔，瓶内放一小段铁丝，灌上水盖紧；在广口瓶中注入水，一只手拿瓶，另一只手用带有弯钩的滴管向小药瓶内一点点注入空气，并反复实验，观察小药瓶下沉的情况，直到小药瓶上方的空气量恰能使小药瓶在水中缓慢上浮，用橡皮膜密封广口瓶的瓶口，用手压橡皮膜，小药瓶自动下沉，便算成功。 (1)用手压橡皮膜，膜和瓶内空气之间的压强增大，小药瓶内 （选填“充水”或“排水”），浮沉子所受浮力 （选填“大于”“小于”或“等于”）所受重力，浮沉子下沉。 (2)拿开手，橡皮膜恢复原状，膜和瓶内空气之间的压强减小，小药瓶内 （选填“充水”或“排水”），浮沉子所受浮力 （选填“大于”“小于”或“等于”）所受重力，浮沉子上浮。 (3)轻压橡皮膜到一定程度，浮沉子悬浮于水中，此时浮沉子所受浮力 （选填“大于”“小于”或“等于”）浮沉子下沉时所受的浮力。 (4)做完实验，小明将图乙潜艇模型与实验所用的浮沉子进行比较，发现潜艇与浮沉子都是靠改变 来实现浮沉的。 11．潜水艇的艇体由双层船壳构成，外层与海水接触，为坚硬的耐压壳，潜水艇在上浮和下潜时，其体积是一定的。 两层船壳之间是水柜，从船头到船尾有许多隔板，把水柜分成许多部分，如图所示，每一部分都装有一个接高压空气的阀门和两个与海水相通的阀门：阀门1和阀门2，利用三个阀门关闭与打开的不同组合，就可以改变水柜中的水的多少，实现潜艇的上浮与下沉，打开高压空气阀门，向水柜内注入高压空气时，通过阀门将水柜内水排出，潜水艇上浮；反之，关闭高压空气阀门，海水通过阀门流入水柜内，潜水艇则下潜。 我国自行设计和建造的“蛟龙号”载人潜水器下潜到最深达7062m海底，创造了深潜水的世界纪录。在这一深度，海水对潜水器1m2表面产生的压力为。 （1）假设海水密度不随深度变化，潜水艇在上浮且未浮出水面过程中，受到水的浮力 （变小/不变/变大），其重力 （大于、小于、等于）浮力； （2）“蛟龙号”载人潜水器下潜到7062m海底时，水对其表面的压强为 Pa。（g取，） （3）使原来处于海底的潜水艇上浮是通过 ； A．增大潜水艇的浮力，使浮力大于重力 B．减小潜水艇的重力，使重力小于浮力 C．增大水柜内气体的压强，使浮力小于重力 D．减小水柜内气体的压强，使浮力大于重力 （4）请用所学知识解释，为什么潜水器下潜的最大深度取决于外壳材料的耐压性能。答： ； （5）关于水柜的说法正确的是 。 A．向柜内注水时，应打开阀门1，关闭阀门2 B．向柜内注水时，应打开阀门2，关闭阀门1 C．向柜内注入高压空气时，应打开阀门2，关闭阀门1 D．向柜内注入高压空气时，应打开阀门1，关闭阀门2 12．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，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，碰见“掉深”的情况，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”通常指滑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”），失去平衡急剧下沉的一种现象。 (2)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。这是由于海水的压强随深度的增大而 。 (3)“向所有的水柜供气”的目的是 。 (4)实施高压供气、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 。 (5)潜水器从刚好浸没开始计时，下潜到返回水面共用时10min，显示器上分别显示全过程深度与时间的图像如图所示，下列分析正确的是__________； A．1~3min深潜器受到的浮力小于4~6min B．4~6min，可能处于悬停阶段 C．1~3min，潜水器受力平衡 D．6~8min，潜水器排开水的体积变小 (6)若某型号潜水器体积约，未增加压载铁时总质量为22吨，下潜最大深度可到达3000m。它靠所带的压载铁实现无动力下潜、悬停和上浮。设海水密度均匀，下潜到3000m深度时，至少应加压载铁 t（）； (7)悬停的潜水器抛掉压载铁，接下来的运动中，潜水器还会受到阻力，且速度越大，阻力也越大，如果深度足够最终潜水器会 （选填“加速”、“匀速”或“减速”）上浮。 13．阅读短文，回答问题。 潜艇“掉深” 中国依靠自己的力量，已经拥有一支核潜艇部队，能够有效地巩固海防，捍卫国家主权、领土完整。如图甲，潜艇在海水中潜行靠收排海水，来控制自身的排水量和自重，从而控制自己的潜行深度。由于大海中的海水在各种因素的作用下有时会出现了分层，海水密度在垂直方向上出现突变形成“海水跃层”。若海水跃层的密度梯度跃变层如图乙所示（h为海水深度，p为海水密度），潜艇航行中一旦遇到，受到的浮力就会急剧变化，整艘潜艇不受控制地会掉到安全潜深以下，俗称“掉深”，会被巨大的海水压力破坏而导致致命事故。 目前世界上遇“掉深”唯一生还的是中国372核潜艇。当时危机时刻，艇长瞬间发出命令：“向所有水舱供气！”此时应急供气阀门打开，所有水舱开始供气，一段时间后，“掉深“终于停止，实现了成功自救。 (1)潜艇在海水中潜行的过程中通过改变 来实现潜水艇上浮和下沉（选填“重力”或“浮力”）； (2)中国372核潜艇“掉深”是遇到了“海水跃层”，此时海水密度突然变 ，所受的浮力突然变 ，失去平衡而无法控制导致急速下沉；（选填“大”或“小”） (3)中国372核潜艇“掉深”危机时刻，艇长命令，向所有水舱供气的目的是改变潜艇受到的 （选填“重力”或“浮力”）。 14．阅读下列短文，回答问题。 “奋斗者号”是中国研发的万米载人潜水器，于2016年立项，由蛟龙号、深海勇士号载人潜水器的研发力量为主的科研团队承担。2020年6月 19日，中国万米载人潜水器正式命名为“奋斗者号”， 如题图。 2020年11月10日8时12分，奋斗者号在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909m，刷新中国载人深潜的新纪录；“奋斗者号”体积为30m3，空载时重力为2.45×105N。某次科学考察中，科研小组在潜水器舱内装了8块压舱铁（每块压舱铁重1×104N），保证潜水器下潜工作顺利开展。（为计算方便，ρ海水取 1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）“奋斗者号”在海面下下潜过程中，受到海水的压强 ，浮力 ；（均选填“变大” “变小”或“不变”） （2）“奋斗者号”在海面下1×104m深处，受到的海水压强是 Pa，表面积为500cm2的观察窗受到的海水压力是 N，“奋斗者号”受到的浮力是 N； （3）潜水器完成科考任务后，至少要抛掉 块压舱铁才能上浮，这是通过改变 的方法来控制浮沉的。 15．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。如图甲所示，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。 除了自由地在海中浮沉，人们对深海和深海丰富的资源充满好奇。“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，如图乙所示。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载铁来实现。所谓压载铁，顾名思义，就是给“蛟龙号”增加重量的铁块。压载铁分为两种，一种为整体铸造的，质量为123kg；另一种为砝码形式，可以依靠调整砝码数量来确定质量。 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7062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）①福船采用了 制造技艺，大大提高了船舶的整体抗沉性。 （2）潜水艇，在下潜过程中，水对潜水艇底部的压强 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；悬停时，潜水艇受到的重力与它所受的浮力是一对 力。 （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    【题型二 设制作简易潜艇】 16．我国的“奋斗者”号载人潜水器最大下潜深度达到10909米，同学们针对潜水艇的制作，开展项目式学习。 【项目设计】项目小组利用硬质塑料瓶制作潜水艇，塑料瓶厚度不计，相邻两舱之间密封不连通，水舱与注射器通过塑料软管相连，推拉注射器活塞可以实现潜水器的浮沉，模型如图甲。 【产品检测】（1）为使潜水艇上浮，小组同学的操作是： ，从而排出水舱内的水，实现上浮； （2）如图乙所示，潜水艇从B缓慢上浮到A，最终在水面保持静止。请在图丙中画出潜水艇所受浮力随时间变化的大致图像 ； （3）若某潜水艇的总体积是，所用材料的总质量是0.5kg，g取10N/kg。则图甲中注射器 （选填“能”或“不能”）替换成规格为100mL的，请说明理由： ；（假设推拉注射器活塞时，装置内气体体积的变化量与水舱内水的体积变化量相同） （4）如下为项目小组制定的评价量表： 自制潜水艇评价量表 级别 内容 优秀 合格 待改进 功能仓分区设计 生活舱和水舱独立分开，生活舱不进水，且生活舱较大 生活舱和水舱独立分开，生活舱不进水 生活舱和水舱未独立分开 浮沉情况 潜水艇能顺利实现下潜、上浮、悬浮、漂浮 潜水艇能下潜、上浮、悬浮、漂浮，但较困难 潜水艇不能实现下潜、上浮、漂浮 项目小组对某潜水艇测试时发现：注射器活塞推到最左端时，潜水艇位于水槽底部。根据测试结果，对该潜水艇的浮沉情况评价级别是 。 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 跨学科实践：潜艇【两大题型】 【考点一 潜艇的原理】 改变自身重力实现浮沉。 【考点二 制作简易潜艇】 材料清单 材料 用途 小号塑料瓶（如口服液瓶/眼药水瓶） 潜艇主体（需可密封） 橡胶气球/乳胶手套 制作“气袋”控制排水 软管+注射器（或滴管） 注气/抽气系统 配重物（小石子/螺丝帽） 调整初始中性浮力 防水胶带/热熔胶 密封与固定 制作步骤 1. 构建潜艇主体 · 在塑料瓶底部开一个小孔（直径≈软管外径），插入软管并用胶密封缝隙（确保不漏水）。 · 软管另一端连接注射器（用于远程注气）。 2. 安装“气袋” · 将气球剪开，蒙在塑料瓶的瓶口（或侧面开孔处），用橡皮筋扎紧形成弹性膜。 → 作用：气袋膨胀时挤压瓶内水排出，缩小则吸水 3. 配重与密封测试 · 在瓶底粘贴配重物（如螺丝帽），使潜艇能半沉浮在水中（瓶口略高于水面）。 · 浸入水中测试：挤压注射器注气，观察气袋膨胀排水→潜艇上浮；抽气使气袋收缩→潜艇下沉。 4. 优化控制 · 进阶方案：用三通阀连接两个注射器（一个注气、一个抽气），实现精准操控。 · 自动化方案（可选）：加入微型气泵+遥控电路，但需防水处理。 操作演示 1. 初始状态：潜艇悬浮在水中（中性浮力）。 2. 下潜：用注射器抽气 → 气袋收缩 → 水涌入瓶内 → 潜艇变重下沉。 3. 上浮：用注射器注气 → 气袋膨胀 → 水被排出 → 潜艇变轻上浮。 💡 关键技巧：配重需多次调整，直到潜艇能悬浮且对注/抽气敏感。 【题型一 潜艇的原理】 1．随着国产095/096核潜艇的出现，中国核潜艇正式进入全球第一梯队。为了进一步了解潜艇，物理兴趣小组用试管制作了潜艇模型。如图所示，通过移动注射器的活塞对试管进行打气或吸气，便可使其实现上浮或下沉。若向外拉注射器的活塞，可使潜艇模型从图中的位置下沉。下列说法正确的是（　　） A．该潜艇模型下沉时排开水的重力不变 B．该潜艇模型下沉时所受的浮力逐渐减小 C．该潜艇模型在水中下沉时，受到水的压强大小不变 D．该潜艇模型下沉时受到的浮力等于重力 【答案】A 【详解】A．该潜水艇模型通过移动注射器的活塞对试管进行打气或吸气，便可使其实现上浮或下沉。当该潜艇模型下沉时，活塞移动，并对试管吸气，试管内气体体积变小，试管内注入水，则潜水艇模型自身重力变大，但由于它排开水的体积不变，根据可知，排开水的重力不变，故A正确； B．根据阿基米德原理可知，，由于下沉时排开水的重力不变，所以下沉时所受浮力不变，故B错误； C．由于液体压强随深度增加而增大，根据可知，该潜艇模型在水中下沉时，受到水的压强变大，故C错误； D．根据物体的沉浮条件可知，当浮力大于重力时，物体上浮；当浮力等于重力时，物体悬浮或者漂浮；当浮力小于重力时，物体下沉。所以该潜艇模型下沉时受到的浮力小于重力，故D错误。 故选A。 2．如图是金老师制作的潜艇模型，通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉或上浮。若从烧瓶中吸气，使其从右图所示的位置下沉（胶管在水中的体积忽略不计），下列分析正确的是（    ） A．“潜艇”排开水的重力变小 B．“潜艇”所受的浮力不变 C．“潜艇”顶部受到水的压强保持不变 D．“潜艇”是通过改变浮力的大小来实现下沉的 【答案】B 【详解】AB．从瓶中吸气烧瓶会进水而下沉，完全浸没时由阿基米德原理可知，浮力大小不变，排开水的重力不变，故A错误，B正确； C．“潜水艇”从如图所示的位置下沉时，顶部深度变大使受到水的压强变大，故C错误； D．潜水艇是通过改变自身重力实现上浮和下沉，不是通过改变浮力的大小来实现下沉的，故D错误。 故选B。 3．一艘科考潜水艇在深海考察活动中，悬浮在水面下200m处，然后根据指令下潜至300m处保持悬浮，海水密度不变。在此过程中（　　） A．只需向水舱内充水 B．只需让水舱向外排水 C．需先让水舱向外排水，后向水舱内充水 D．需先向水舱内充水，后让水舱向外排水 【答案】D 【详解】潜水艇是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的，根据指令下潜至300m，即要下沉，此时需要增加潜水艇的重力，向水舱内充水，后潜水艇要在300m处保持悬浮，处于平衡状态，则受到的浮力需要和潜水艇的重力大小相等，因此再向水舱外排水，使重力的大小等于浮力的大小，因此是先向水舱内充水，后让水舱向外排水，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 4．如下图所示，小明用大号注射器、硬塑料瓶等器材制作了一个潜水艇模型（忽略进气排气管的体积），探究潜水艇的浮沉原理。下列说法正确的是（　　） A．若要让悬浮的模型上浮，应使模型中进水 B．推动活塞排水，悬浮的模型会下沉 C．模型悬浮时，仅改变它所处的深度仍然能使其保持静止 D．潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的 【答案】D 【详解】ABD．推动活塞排水，往模型中打气时，模型内气压增大，将水排出，模型的重力减小，当重力小于浮力时，模型上浮；反之，从模型中抽气时，模型下沉，即潜水艇是通过改变自重实现上浮或下沉的，若要让悬浮的模型上浮应使模型排水，故D正确，AB错误； C．根据浮沉条件可知，模型悬浮时，浮力等于重力，仅改变它所处的深度，如果深度增大，由可知受到的液体压强增大，模型内气体被压缩，部分水进入模型内，造成总重力增大，浮力不变，重力大于浮力，模型会下沉，故C错误。 故选D。 5．潜艇的下潜和上浮主要是通过改变 来实现的。向水舱充水，潜艇 逐渐增大，潜艇逐渐潜入水中。 【答案】 自重 所受重力 【详解】[1]潜艇通过调节水舱内的水量来改变自身重力。当向水舱充水时，潜艇重力增加；排水时，重力减小。根据物体的浮沉条件，重力与浮力的大小关系决定潜艇的浮沉，所以潜艇是通过改变自身重力来实现下潜和上浮的。 [2]向水舱充水过程中，潜艇的质量不断增加，由G=mg可知，在g不变的情况下，质量m增大，重力G就会逐渐增大。当重力大于浮力时，潜艇就会逐渐潜入水中。 6．如图所示，潜水艇在水中可以实现上浮或下潜，当潜水艇在水中悬浮时受到的浮力为，当它接着在水中下潜时受到的浮力为，则 （选填“﹥”，“=”或“﹤”）；当悬浮在水中的潜水艇 （选填“充水”或“排水”）时，潜水艇将上浮。 【答案】 = 排水 【详解】[1]根据可知，潜水艇悬浮和下潜时排开水的体积不变，则受到的浮力不变，即。 [2]潜水艇上浮或下潜，是通过改变自身的重力来实现的，上浮应该减小自身重力，则需要向水仓中充气排水。 7．如图，潜水艇通过调节自身的 来实现上浮和下潜。潜水艇处于悬浮状态时受到的浮力 重力（选填“小于、等于或大于”）；若向水舱充水，其重力变 ，潜水艇将 。 【答案】 重力 等于 大 下潜 【详解】[1]潜水艇靠自身水舱的吸水和排水，来改变自身的重力，从而改变重力与浮力的大小关系，来实现上浮和下潜。 [2]潜水艇完全浸没在水中处于悬浮状态，此时受到的浮力等于自身重力。 [3][4]向水舱中注水，潜水艇受到的重力变大，而其排开水的体积不再变化，根据可知，潜水艇受到的浮力不变，因其重力大于浮力，所以潜水艇将下潜。 8．模拟潜水艇工作原理的装置如图所示，模拟装置在水面下下潜时，所受浮力大小将 。若要使模拟装置上浮，应该用注射器 （选填“向内压入”或“向外抽出”）空气。 【答案】 不变 向内压入 【详解】[1]潜水艇模拟装置在水下下潜过程中，潜水艇的体积不变，排开水的体积不变，由可知，潜水艇受到水的浮力不变。 [2]如果想要模拟潜水艇的试管上浮，由于浮力不变，根据物体上浮条件可知潜水艇自重G应减小，所以，试管里的一部分水应排出，所以，应该向内压入空气。 9．潜水艇和轮船都是浮力知识的应用。如图所示是同一艘潜水艇在水面下上浮和下潜时的情景，其中图 正在下潜，潜水艇受到的浮力 （选填“>”“<”或“=”）；满载时，排水量为1000t的轮船在河水中航行，受到河水的浮力是 N，船及所装货物共重 N。这艘轮船从河里驶入海里，受到的浮力 ，排开水的体积 。（后两空均选填“变大”“变小”或“不变”）（取10N/kg） 【答案】 乙 = 不变 变小 【详解】[1][2]潜水艇是通过改变水舱中水的重力来控制浮沉，潜水艇所受的浮力大于潜水艇的重力时，潜水艇上浮，此时水舱中水较少，故甲图为上浮时的情景，乙图为下潜时的情景；根据阿基米德原理可知，潜水艇所受的浮力等于潜水艇排开水的重力，因甲、乙两种情景潜水艇排开水的重力相等，故所受的浮力相等。 [3]由阿基米德原理，满载时轮船所受河水的浮力 [4]因轮船漂浮时，受到的浮力和自身的重力相等，所以，满载时船及货物总重 [5][6]因船在海水中也处于漂浮状态，所受浮力不变；由河里驶入海里时，由于液体的密度变大，由得，排开水的体积变小。 10．小明同学想知道中国潜艇在南海中执行任务时是如何实现浮沉的，他自制了一个浮沉子，模拟潜艇浮沉。如图甲所示，将小药瓶打孔，瓶内放一小段铁丝，灌上水盖紧；在广口瓶中注入水，一只手拿瓶，另一只手用带有弯钩的滴管向小药瓶内一点点注入空气，并反复实验，观察小药瓶下沉的情况，直到小药瓶上方的空气量恰能使小药瓶在水中缓慢上浮，用橡皮膜密封广口瓶的瓶口，用手压橡皮膜，小药瓶自动下沉，便算成功。 (1)用手压橡皮膜，膜和瓶内空气之间的压强增大，小药瓶内 （选填“充水”或“排水”），浮沉子所受浮力 （选填“大于”“小于”或“等于”）所受重力，浮沉子下沉。 (2)拿开手，橡皮膜恢复原状，膜和瓶内空气之间的压强减小，小药瓶内 （选填“充水”或“排水”），浮沉子所受浮力 （选填“大于”“小于”或“等于”）所受重力，浮沉子上浮。 (3)轻压橡皮膜到一定程度，浮沉子悬浮于水中，此时浮沉子所受浮力 （选填“大于”“小于”或“等于”）浮沉子下沉时所受的浮力。 (4)做完实验，小明将图乙潜艇模型与实验所用的浮沉子进行比较，发现潜艇与浮沉子都是靠改变 来实现浮沉的。 【答案】(1) 充水 小于 (2) 排水 大于 (3)等于 (4)自身的重力 【详解】（1）[1][2]当用手压薄膜时，膜和瓶内空气之间的压强增大，在压强差的作用下，水会进入小药瓶，即小药瓶内充水。此时，小药瓶的重力增大，而根据阿基米德原理，因为小药瓶排开液体的体积不变，液体密度也不变，所以浮力不变。但由于重力增大，使得浮沉子所受浮力小于其重力，物体所受合力向下，浮沉子就会下沉。 （2）[1][2]拿开手，橡皮膜恢复原状，膜和瓶内空气之间的压强减小，压强差的作用下，小药瓶会排水。此时，小药瓶的重力变小，而根据阿基米德原理，因为小药瓶排开液体的体积不变，液体密度也不变，所以浮力不变。但由于重力变小，使得浮沉子所受浮力大于其重力，物体所受合力向上，浮沉子就会上浮。 （3）根据阿基米德原理，悬浮和下沉时，小药瓶都浸没在水中，小药瓶排开液体的体积不变，液体密度也不变，所以浮力不变。 （4）在整个实验过程中，无论是浮沉子通过改变内部水的多少来改变自身重力，还是潜水艇通过向水舱中充水或排水改变自身重力，它们都是靠改变自身的重力来实现浮沉的。 11．潜水艇的艇体由双层船壳构成，外层与海水接触，为坚硬的耐压壳，潜水艇在上浮和下潜时，其体积是一定的。 两层船壳之间是水柜，从船头到船尾有许多隔板，把水柜分成许多部分，如图所示，每一部分都装有一个接高压空气的阀门和两个与海水相通的阀门：阀门1和阀门2，利用三个阀门关闭与打开的不同组合，就可以改变水柜中的水的多少，实现潜艇的上浮与下沉，打开高压空气阀门，向水柜内注入高压空气时，通过阀门将水柜内水排出，潜水艇上浮；反之，关闭高压空气阀门，海水通过阀门流入水柜内，潜水艇则下潜。 我国自行设计和建造的“蛟龙号”载人潜水器下潜到最深达7062m海底，创造了深潜水的世界纪录。在这一深度，海水对潜水器1m2表面产生的压力为。 （1）假设海水密度不随深度变化，潜水艇在上浮且未浮出水面过程中，受到水的浮力 （变小/不变/变大），其重力 （大于、小于、等于）浮力； （2）“蛟龙号”载人潜水器下潜到7062m海底时，水对其表面的压强为 Pa。（g取，） （3）使原来处于海底的潜水艇上浮是通过 ； A．增大潜水艇的浮力，使浮力大于重力 B．减小潜水艇的重力，使重力小于浮力 C．增大水柜内气体的压强，使浮力小于重力 D．减小水柜内气体的压强，使浮力大于重力 （4）请用所学知识解释，为什么潜水器下潜的最大深度取决于外壳材料的耐压性能。答： ； （5）关于水柜的说法正确的是 。 A．向柜内注水时，应打开阀门1，关闭阀门2 B．向柜内注水时，应打开阀门2，关闭阀门1 C．向柜内注入高压空气时，应打开阀门2，关闭阀门1 D．向柜内注入高压空气时，应打开阀门1，关闭阀门2 【答案】 不变 小于 7.3×107 B 见解析 C 【详解】（1）[1]因潜水艇在上浮和下潜时，其体积是一定的，根据阿基米德原理，潜水艇在上浮且未浮出水面过程中，受到水的浮力不变。 [2]根据浮沉条件可知，潜水艇在上浮时浮力大于重力，即重力小于浮力。 （2）[3]“蛟龙号”载人潜水器下潜到7062m海底时，根据海水对潜水器1m2表面产生的压力为7.3×107N，水对其表面的压强为 （3）[4]由题意知∶打开高压空气阀门，向水柜内注入高压空气时，通过阀门将水柜内水排出，潜水艇上浮，故原来处于海底的潜水艇上浮是通过减小潜水艇的重力，使重力小于浮力来实现的，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 （4）[5]因液体内部压强随深度的增加而增大，故潜水器下潜的深度越深，外壳材料受到的海水压强越大，故潜水器下潜的最大深度取决于外壳材料的耐压性。 （5）[6]AB．向柜内注水时应关闭高压空气阀门，因液体内部压强随深度的增大而变大，再打开阀门1，关闭阀门2海水通过阀门1流入水柜内，故AB错误； CD．向柜内注入高压空气时，为防止高压空气溢出，故应关闭阀门1，打开阀门2，通过阀门2将水排出，故C正确，D错误。 故选C。 12．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，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，碰见“掉深”的情况，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”通常指滑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”），失去平衡急剧下沉的一种现象。 (2)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。这是由于海水的压强随深度的增大而 。 (3)“向所有的水柜供气”的目的是 。 (4)实施高压供气、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 。 (5)潜水器从刚好浸没开始计时，下潜到返回水面共用时10min，显示器上分别显示全过程深度与时间的图像如图所示，下列分析正确的是__________； A．1~3min深潜器受到的浮力小于4~6min B．4~6min，可能处于悬停阶段 C．1~3min，潜水器受力平衡 D．6~8min，潜水器排开水的体积变小 (6)若某型号潜水器体积约，未增加压载铁时总质量为22吨，下潜最大深度可到达3000m。它靠所带的压载铁实现无动力下潜、悬停和上浮。设海水密度均匀，下潜到3000m深度时，至少应加压载铁 t（）； (7)悬停的潜水器抛掉压载铁，接下来的运动中，潜水器还会受到阻力，且速度越大，阻力也越大，如果深度足够最终潜水器会 （选填“加速”、“匀速”或“减速”）上浮。 【答案】(1) 小 减小 (2)增大 (3)排出水柜内的水，减小自身重力，使潜艇快速上浮 (4)惯性 (5)B (6)29 (7)匀速 【详解】（1）[1]根据“海中断崖”现象可知，海水跃层是上层密度大、下层密度小，滑艇遇到海水密度跃层，潜艇所处的海水密度突然变小。 [2]因此由可知，海中断崖的海水密度减小，会造成潜艇受到的浮力减小。 （2）根据可知，潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时，深度增加，压强增大，即海水的压强随深度的增大而增大。 （3）潜艇能够在海底自由的上浮和下潜靠的是改变自身重力来实现的；“向所有的水柜供气”的目的是排出水柜内的水，减小自身重力，使潜艇快速上浮。 （4）实施高压供气、关闭各种阀门后，潜艇掉深有所减缓，由于潜艇具有惯性，要继续保持原来的运动状态，所以不会立即停止。 （5）潜水器从刚好浸没开始计时，1~3min和4~6min潜水器都是完全浸没，排开水的体积都等于潜水器的体积，又因为液体密度不变，根据排知。1~3min深潜器受到的浮力与4~6min时相等，故A错误；由图知4~6min时，深度不变，可能处于悬停阶段，故B正确；由图知1~3min潜水器下潜的深度与时间不成正比，说明潜水器不是匀速下潜，此时潜水器受力不平衡，故C错误；因为潜水器从刚好浸没开始计时，6~8min时潜水器还在液面以下，潜水器排开水的体积不变，故D错误。故选B。 （6）潜水器完全浸没时受到的浮力 潜水器的重力为 压载铁的重力 压载铁的质量为 （7）悬停的潜水器所受浮力等于重力，抛掉压载铁时重力减小，重力小于浮力，潜水器会加速上浮，由于潜水器还会受到阻力，且速度越大，阻力也越大，当浮力等于阻力与重力之和时，潜水器会匀速上浮。 13．阅读短文，回答问题。 潜艇“掉深” 中国依靠自己的力量，已经拥有一支核潜艇部队，能够有效地巩固海防，捍卫国家主权、领土完整。如图甲，潜艇在海水中潜行靠收排海水，来控制自身的排水量和自重，从而控制自己的潜行深度。由于大海中的海水在各种因素的作用下有时会出现了分层，海水密度在垂直方向上出现突变形成“海水跃层”。若海水跃层的密度梯度跃变层如图乙所示（h为海水深度，p为海水密度），潜艇航行中一旦遇到，受到的浮力就会急剧变化，整艘潜艇不受控制地会掉到安全潜深以下，俗称“掉深”，会被巨大的海水压力破坏而导致致命事故。 目前世界上遇“掉深”唯一生还的是中国372核潜艇。当时危机时刻，艇长瞬间发出命令：“向所有水舱供气！”此时应急供气阀门打开，所有水舱开始供气，一段时间后，“掉深“终于停止，实现了成功自救。 (1)潜艇在海水中潜行的过程中通过改变 来实现潜水艇上浮和下沉（选填“重力”或“浮力”）； (2)中国372核潜艇“掉深”是遇到了“海水跃层”，此时海水密度突然变 ，所受的浮力突然变 ，失去平衡而无法控制导致急速下沉；（选填“大”或“小”） (3)中国372核潜艇“掉深”危机时刻，艇长命令，向所有水舱供气的目的是改变潜艇受到的 （选填“重力”或“浮力”）。 【答案】(1)重力 (2) 小 小 (3)重力 【详解】（1）潜艇在海水中潜行时，排开的水的体积不变，受到的浮力不变；通过向水舱中注水和排水来改变潜艇自身的重力来实现上浮和下沉。 （2）[1][2]“掉深”是由于潜艇遇到密度突然减小的海水，由于潜艇排开海水的体积不变，根据阿基米德原理可知，潜艇受到的浮力减少。 （3）潜艇能够在海底自由的上浮和下潜靠的是改变自身重力来实现的；“向所有的水舱供气”的目的是排出水舱内的水，减小自身重力，使潜艇快速上浮。 14．阅读下列短文，回答问题。 “奋斗者号”是中国研发的万米载人潜水器，于2016年立项，由蛟龙号、深海勇士号载人潜水器的研发力量为主的科研团队承担。2020年6月 19日，中国万米载人潜水器正式命名为“奋斗者号”， 如题图。 2020年11月10日8时12分，奋斗者号在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909m，刷新中国载人深潜的新纪录；“奋斗者号”体积为30m3，空载时重力为2.45×105N。某次科学考察中，科研小组在潜水器舱内装了8块压舱铁（每块压舱铁重1×104N），保证潜水器下潜工作顺利开展。（为计算方便，ρ海水取 1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）“奋斗者号”在海面下下潜过程中，受到海水的压强 ，浮力 ；（均选填“变大” “变小”或“不变”） （2）“奋斗者号”在海面下1×104m深处，受到的海水压强是 Pa，表面积为500cm2的观察窗受到的海水压力是 N，“奋斗者号”受到的浮力是 N； （3）潜水器完成科考任务后，至少要抛掉 块压舱铁才能上浮，这是通过改变 的方法来控制浮沉的。 【答案】 变大 不变 1×108 5×106 3×105 3 自重 【详解】（1）[1][2]“奋斗者”号在海面下下潜过程中，所处深度逐渐变大，根据p=ρgh可知，受到海水的压强变大；“奋斗者”号在海面下排开液体的体积不变，液体的密度不变，由阿基米德原理可知，在海面下下潜过程中浮力不变。 （2）[3]“奋斗者”号在海面下1×104m深处受到的海水压强 p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×104m=1×108Pa [4]表面积为500cm2的观察窗受到的海水压力 F=pS=1×108Pa×500×10-4m2=5×106N [5]排开海水的体积 V排=V=30m3 受到的浮力 F浮=ρ海水V排g=1.0×103kg/m3×30m3×10N/kg=3×105N （3）[6]潜水器总重力为 G总=G潜水器+8G压舱铁=2.45×105N+8×1×104N=3.25×105N 根据浮与沉的条件，潜水器要上浮，需要减小的重力为 ΔG=G总-F浮=3.25×105N-3×105N=2.5×104N 所以，至少要抛掉压舱铁的数量为 [7]由上述可知，潜水器受到的浮力不变，是通过改变自重的方法来控制浮沉的。 15．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。如图甲所示，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。 除了自由地在海中浮沉，人们对深海和深海丰富的资源充满好奇。“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，如图乙所示。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载铁来实现。所谓压载铁，顾名思义，就是给“蛟龙号”增加重量的铁块。压载铁分为两种，一种为整体铸造的，质量为123kg；另一种为砝码形式，可以依靠调整砝码数量来确定质量。 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7062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）①福船采用了 制造技艺，大大提高了船舶的整体抗沉性。 （2）潜水艇，在下潜过程中，水对潜水艇底部的压强 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；悬停时，潜水艇受到的重力与它所受的浮力是一对 力。 （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    【答案】 水密隔舱 变大 平衡 ABC 【详解】（1）[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）[2]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=ρ液gh可知，水对它的压强变大。 [3]当潜水艇悬停时，其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。 （3）[4]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，故A符合题意； 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，艇内水要排出需要里面的压强大于外面的水的压强；所以，艇内水不易排出，故B符合题意； 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，故C符合题意； D．在深海作业移动时动力来源于机器，与携带压载铁没关系，故D不符合题意。 故选ABC。 【题型二 设制作简易潜艇】 16．我国的“奋斗者”号载人潜水器最大下潜深度达到10909米，同学们针对潜水艇的制作，开展项目式学习。 【项目设计】项目小组利用硬质塑料瓶制作潜水艇，塑料瓶厚度不计，相邻两舱之间密封不连通，水舱与注射器通过塑料软管相连，推拉注射器活塞可以实现潜水器的浮沉，模型如图甲。 【产品检测】（1）为使潜水艇上浮，小组同学的操作是： ，从而排出水舱内的水，实现上浮； （2）如图乙所示，潜水艇从B缓慢上浮到A，最终在水面保持静止。请在图丙中画出潜水艇所受浮力随时间变化的大致图像 ； （3）若某潜水艇的总体积是，所用材料的总质量是0.5kg，g取10N/kg。则图甲中注射器 （选填“能”或“不能”）替换成规格为100mL的，请说明理由： ；（假设推拉注射器活塞时，装置内气体体积的变化量与水舱内水的体积变化量相同） （4）如下为项目小组制定的评价量表： 自制潜水艇评价量表 级别 内容 优秀 合格 待改进 功能仓分区设计 生活舱和水舱独立分开，生活舱不进水，且生活舱较大 生活舱和水舱独立分开，生活舱不进水 生活舱和水舱未独立分开 浮沉情况 潜水艇能顺利实现下潜、上浮、悬浮、漂浮 潜水艇能下潜、上浮、悬浮、漂浮，但较困难 潜水艇不能实现下潜、上浮、漂浮 项目小组对某潜水艇测试时发现：注射器活塞推到最左端时，潜水艇位于水槽底部。根据测试结果，对该潜水艇的浮沉情况评价级别是 。 【答案】 见解析 不能 见解析 待改进 【详解】（1）[1] 为实现潜水艇的上浮，小组同学的操作是：推动活塞，向潜水艇打气，排出水舱内的水，潜水艇浮力大于重力时实现上浮。 （2）[2]潜水艇从B位置到潜水艇上表面刚要露出水面时，这个过程潜水艇完全浸没，排开水的体积不变，密度不变，则浮力不变，此时浮力大于重力，潜水艇上浮；接着潜水艇排开水的体积减小，则浮力变小，最终静止时处于漂浮状态，浮力等于重力，如图所示： （3）[3] 要使潜水器实现在水中的悬浮，则浮力应等于潜水器的总重力，该潜水器悬浮时受到的浮力为 材料的总质量为0.5kg，则材料的总重力为 因该潜水器材料的总重力小于悬浮时的浮力，所以需在水舱内注水，则需注入水的重力为 需注入水的体积为 故图甲中注射器不能替换成规格为100mL的。 （4）[5]注射器活塞推到最左端时，潜水艇位于水槽底部，说明不能实现上浮，此时重力最小，则该潜水艇的浮沉情况评价级别是待改进。 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$