热点05 深海探测与海洋工程（热点专练）（浙江专用）2026年中考科学二轮复习讲练测

热点05 深海探测与海洋工程 中 目 录 第一部分 风向速递 洞察考向，感知前沿 新考向 跨学科 新情境 第二部分 分层突破 固本培优，精准提分 一阶·考点靶向练 考点01 深海压强计算与液体压强特点 考点02 潜水器浮沉原理与浮力综合计算 考点03 潜水器模型设计与自动控制 考点04 深海科考中的简单机械与能量 二阶·素养进阶练 第三部分 真题验证 对标中考，感悟考法 风●向●速●递 【新情境】大国重器与深海探索 1．（2024·浙江嘉兴·一模）我国最新的“奋斗者”号，成功破了万米深的马里亚纳海沟。马里亚纳海沟被称为“地球第四极”，水压高、完全黑暗、温度低，是地球上环境最恶劣的区域之一。现在普遍在深潜器上增加压载铁以提高整体密度，“奋斗者”号压载铁数据未知。作为参考，“深海挑战者”号是一艘由澳大利亚工程师打造的深潜器，高7.3米，重12吨（含内部180千克的铁砂和两块各重243千克的压载铁），承压钢板有6.4厘米厚，下沉时倾倒适量铁砂调节速度，上浮时扔掉压载铁即可。 （1）专家称“下洋捉鳖（深海潜水）难于上天揽月（登月探索）”，阻止人类下潜的最大因素是______； （2）鱼在下沉时会吐出鱼鳔中的空气，上浮时会往其中吸入空气。你认为深潜器下沉的原理和鱼的下沉原理是否相同？请说明理由 ； （3）假如“深海挑战者”号倾倒完铁砂后恰好在海底处于悬浮状态，通过计算推测“深海挑战者”号浸没水中的体积约为多少立方米______？（设海水密度为千克/米3）。 【跨学科】生物、化学、物理深度整合 2．（2026·浙江衢州·一模）我国科研人员通过“蛟龙号”深潜器在深海热液喷口科考时，发现管状蠕虫体内有硫细菌。该细菌能利用硫化氢与海水中的氧气反应释放的能量，将二氧化碳和水合成为自身所需的有机物。任务完成后，需用“举升装置”将“深潜器”回收至甲板（如图1）。 （1）由上述信息可知，该硫细菌的营养方式属于__________（选填“自养”或“异养”）。 （2）硫化氢与氧气反应的化学方程式为，该反应的基本反应类型是__________。 （3）“举升装置”结构简化如图2所示，表示“”形架，表示两根伸缩杆。深潜器的重力为，不计“”形架、伸缩杆及电动机自重。当深潜器离开水面静止悬挂时，已知，，，计算此时伸缩杆对C点拉力大小。 （4）若深潜器离开水面后，电动机在内使其在竖直方向上匀速上升，计算电动机对深潜器做功的功率。 【新考向】项目化学习与工程设计 3．（2024·浙江杭州·模拟）校园科技节举行自制潜水器项目比赛。图甲为某项目化小组设计的潜水器模型，其材质为硬质塑料瓶，塑料瓶厚度不计。内部由工作舱和水舱构成，两个舱之间密封不连通，注射器与水舱通过塑料软管相连，移动注射器活塞改变水舱中的空气体积从而改变水量，实现潜水艇的沉浮。设计要求： （1）潜水器可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换； （2）为保证潜水艇正常工作，应尽可能提高工作舱的体积； ①如图甲位置，向外拉动注射器活塞，则潜水器将______（选填“上浮”或“下沉”）。 ②已知该小组同学采用的材料总质量为0.5千克，体积为800厘米。他们设计了四种方案的工作舱和水舱的体积，如表格所示。请根据设计要求，选择最合适的方案______。（g取10N/kg） 方案 工作舱体积/厘米 水舱体积/厘米 1 550 250 2 500 300 3 480 320 4 450 350 ③图乙为潜水器的横截面示意图。某次潜水器沉浮测试过程中，潜水器经过的几个位置如图丙，O点开始向水舱内注水，潜水器开始下沉；A点向外排尽水舱中的水；B点潜水艇顶端恰好到达水面；C点潜水器弧形部分恰好露出水面；D点为潜水。请在图丁中画出潜水器上浮过程中浮力随上升位置变化的曲线________。 分●层●突●破 一阶·考点靶向练 考点01 深海压强计算与液体压强特点 1．（2026·浙江衢州·一模）2025年10月，“奋斗者”号载人潜水器圆满完成北极密集海冰区载人潜科考任务。不考虑海水密度与潜水器体积的变化，潜水器在海面下下潜的过程中（　　） A．浮力不变，压强变大 B．浮力变大，压强变大 C．浮力变大，压强不变 D．浮力不变，压强不变 2．（2023·浙江宁波·一模）由中科院自动化研究所研发的“海斗号”，是我国首台下潜深度超过万米并进行科考应用的无人自主潜水器，它总质量为35t，体积为60m3。（ρ海水≈1×103kg/m3） （1）第一次下潜到8000米时海斗号所受海水压强大小为________Pa； （2）海斗号下潜到8000米后打开探照灯，摄像头通过观测孔了解深海的秘密，设观测孔面积为4dm2，则观测孔所受海水压力为________N； （3）海斗号完成某次任务后，匀速直线上升返回海面。若它在水中以0.5m/s的速度匀速上浮，求浮力做功功率和海斗号所受海水阻力大小。_______、_______（设海斗号所受海水阻力大小不变） 3．（2024·浙江台州·二模）浙江大学的科研团队开发了一种能用于深海探测的仿生软体机器人，其由软体人工肌肉驱动一对翅膀状的柔性胸鳍，通过节律性扑翅实现游动。 （1）试验时，随着软体机器人在海中不断下潜，其受到海水的压强________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （2）机器人可在10900米的水下运动自如，其依靠的是双鳍不断向后扇动而获得前进的动力，这说明了 。 考点02 潜水器浮沉原理与浮力综合计算 4．（2024·浙江宁波·一模）2023年6月18日，泰坦号潜水器在北大西洋失踪。泰坦号由碳纤维和钛（密度约为铁的一半）构造，使用四个电动推进器，能够以每小时3节的速度移动。下列有关该潜水器的说法中正确的是（　　） A．潜水器水下下潜过程中所受浮力逐渐增大 B．使用金属钛既提高了强度，又增大了结构质量 C．若推进器意外损坏，依靠释放“压仓物”有可能使潜水器上浮 D．灾难发生时，舱体瞬间向内塌陷，遭遇“内爆”，这是由于舱内压力过大导致的 5．（2024·浙江·三模）如图，是我国055型万吨级驱逐舰“延安”号。该舰满载时，排水量约12000吨，吃水深度6.6m。下列说法正确的是（　　） A．排水量指的是舰船满载时排开水的重力 B．“延安”号漂浮在海面上，所受重力小于浮力 C．“延安”号漂浮在海面上，所受浮力方向竖直向上 D．“延安”号不能与其他舰船近距离并排航行，是因为流体流速越大，压强越大 6．（2025·浙江·二模）“升船机”是利用机械装置升降船舶以克服航道中水位落差的通航建筑物。如图所示为一类利用水力作为主要动力的升船机原理图。图中的滑轮和平衡桶完全相同，钢绳质量及一切摩擦不计。请回答： （1）进水阀门打开，排水阀门关闭，则承船箱将_______（选填“上升”、“不降”或“静止”） （2）原理图中滑轮的作用是_______。 （3）承船箱载着船舶匀速上升过程中，此时船舶的机械能将如何变化.请做出判断，并说明理由_________。 （4）若两边竖井各只有一个相同的平衡桶，每个平衡桶的质量为60吨，且其水下部分体积均为10立方米，则此时“升船机”可以匀速升降的货物总重力（包括承船箱及其内部的水和船舶的重力）为多少?（ 考点03 潜水器模型设计与自动控制 7．（2025·浙江金华·一模）【设计背景】我国设计的“蛟龙号”潜水艇最大下潜深度达到7062米，希望同学们也能像我国潜艇设计师一样设计出一艘属于自己的潜水艇！ 【产品设计】项目小组利用硬质塑料瓶制作潜水艇，塑料瓶厚度不计，两个舱之间密封不连通，水舱与注射器通过塑料软管相连，移动注射器活塞可以实现潜水器的浮沉，模型如图甲。 【检验产品】如表为该小组制定的量表： 自制潜水艇评价量表 验收等级 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 生活舱和水舱没有独立分开 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 （1）为实验潜水艇的上浮，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，潜水艇完成从B到A上浮的过程，其浮力变化情况是 ； （3）已知某小组同学采用的材料总质量0.5千克，体积，现有100毫升和200毫升两种规格的注射器，请通过计算说明应该选择哪种规格的注射器能实现在水中悬浮________。 8．（2024·浙江温州·二模）自2012年以来，“蛟龙”号、“深海勇士”号、和“奋斗者”号潜水器担起中国深海探测的大梁。某项目小组设计并制作潜水器模型。 （1）项目小组设计的一代产品如图甲，若想让下沉的潜水器处于悬浮状态，注射器的正确操作是 。 （2）二代潜水器模型中塑料瓶（含磁铁）的质量为，外壁吸住的四个完全相同的铁块，一块铁块的质量为，该潜水器模型的总体积是。某次在下潜试验中（如图乙），该深潜器模型沉底后，此时手动抛掉一块铁块，通过计算判断该潜水器模型在水中将处于下沉、悬浮还是上浮状态。_________（水的密度为，可以忽略抛去铁块体积对浮力的影响） （3）为了实现潜水器模型到达预设深度能自动抛掉铁块处于悬浮状态，该项目小组设计电路（如图丙），控制电路和工作电路中的电源电压均为6伏，S为开关，为滑动变阻器，为压敏电阻，其阻值随水深度变化关系如图丁所示，当电磁继电器线圈（线圈电阻不计）中的电流小于或等于30毫安，衔铁被释放。 ①当为100欧时，闭合S，求该潜水器模型将在深度多少厘米的水下自动抛掉铁块？_________ ②要想使该潜水器模型预设的自动抛掉铁块的深度变大，该如何调整，并说明理由。_________ 9．（2024·浙江金华·一模）学习了浮力知识后，学校开展自制潜水器比赛。 【产品设计】项目小组利用硬质塑料瓶制作潜水艇，塑料瓶厚度不计，两个舱之间密封不连通，水舱与注射器通过塑料软管相连，移动注射器活塞可以实现潜水器的浮沉，模型如图甲。 【检验产品】如表为该小组制定的自制潜水艇评价量表： 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一：功能仓分区设计 生活舱和水舱独立分开，生活舱不进水且总体积占比2/3以上 生活舱和水舱独立分开，生活舱不进水，但生活舱较小 生活舱和水舱没有独立分开 指标二：浮沉情况 __________。 水舱空气体积精准度控制一般，基本能实现沉浮 浮沉控制不准确或不能实现沉浮 指标三：成品外形 成品简洁美观 成品较复杂美观度一般 成品复杂不美观 （1）请在上面表格指标二中填入“优秀”的相应评价内容 ； （2）如图乙所示，为使潜水艇完成从B到A的上浮过程，小组同学的操作是_________（填“向外拉动”或“向内推动”）注射器活塞，从而排出水舱内的水，实现上浮； （3）图乙中潜水艇从A到B下沉的过程中，其受到浮力的变化情况是 ； （4）小组同学设计了如表所示的四种工作舱和水舱体积比的方案。已知该小组同学采用的材料总质量0.7kg，体积1000cm3，最终他们根据设计要求并通过计算说明选择哪个方案进行实施_________。 方案 生活舱总体积/cm3 水舱体积/cm3 1 720 280 2 700 300 3 680 320 4 650 350 考点04 深海科考中的简单机械与能量 10．（2025·浙江绍兴·二模）我国科研团队借助奋斗者号对马里亚纳海沟进行科考研究，通过对获取的微生物、钩虾和深海鱼类进行分析，绘制了全球首个深渊生态系统全景图，这一成果于2025年3月发表在国际顶尖刊物，标志着我国深海研究领域达到了国际领先水平。 （1）马里亚纳海沟最深处达万米，海沟底部没有任何绿色植物，导致这一现象的非生物因素主要是________。 （2）深海鱼类属于该生态系统生物成分中的__________。 （3）母船甲板上的支架OC可绕点O转动。投放奋斗者号时，通过增大钢缆BA的长度，将其下放。如图是支架投放时的模型，在奋斗者号逐渐下降至海平面过程中（未浸入海水中），请分析钢缆BA的拉力大小变化情况，并应用杠杆平衡的相关知识进行解释： 。 11．（2023·浙江宁波·三模）“奋斗者”号全海深载人潜水器成功完成万米海试并胜利返航。“奋斗者”体积约为10m3，空载时质量计为6吨，最大荷载240千克。（海水密度取1.0×103kg/m3） （1）空载的“奋斗者”漂浮水面时受到的浮力为___________N。 （2）已满载的“奋斗者”在下沉时是采用注水方式实现的，则至少注入海水的体积是___________m3。 （3）任务完成排出水后，在起重机滑轮装置作用下把最大荷载的“奋斗者”吊出水面，如图甲滑轮装置吊着“奋斗者”号在水面上匀速上升，绳子自由端拉力为2×104N，求滑轮装置的机械效率。( ) 12．（2025·浙江温州·二模）2024年12月，温州朔门古港遗址发现第二艘北宋沉船。如图所示是打捞沉船的装置示意图，利用打捞船上的电动机、滑轮组和缆绳将沉船打捞出水面。某次打捞时，浸没在水中的沉船排开水的体积为200米3。 （1）图中滑轮A 的作用是_______________； （2）该沉船浸没在水中时受到的浮力是多少牛? （3）从沉船露出水面到完全出水过程中，如果电动机输出的机械功率保持不变，则相同时间内，沉船上升的距离将变小。请解释上升距离变小的原因。 二阶·素养进阶练 1．（2025·浙江温州·三模）潜水艇从海水高密度区驶入低密度区，急剧下降的过程称为“掉深”。如图，某潜水艇从a处驶入低密度海水区，“掉深”到b处。与a处相比，潜水艇在b处（　　） A．受到浮力大小变小 B．受到浮力大小不变 C．排开液体重力变大 D．排开液体体积变小 2．（2025·浙江杭州·模拟预测）用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等，制作如图所示的潜水艇模型（不计进排气管体积），然后将模型放入水中，使其上浮或下沉。下列说法不正确的是（    ） A．当模型漂浮于水面时，它受到的浮力等于重力 B．向瓶中充气时，瓶内气体压强变大，模型将上浮 C．从瓶中抽气时，模型会下沉，它受到的浮力不变 D．让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮，应使瓶内的水先减少后增加 3． （2024·浙江湖州·三模）福建舰作为国产第一艘弹射型航母，是全球第二款电磁弹射型航母，计划于2025年服役。福建舰标准配备可达70架各式舰载机，包括歼-15T、歼-15D、歼-35等，战斗力与美国超级航母相当。下表是辽宁舰航母的主要参数值。（g取10N/kg，海水密度取）求： （1）福建舰匀速航行时，以停留在甲板上的歼-15战斗机为参照物，福建舰是________（选填“静止”或“运动”）的； 相关的量 主要参数值 航母满载时总质量（包括舰载飞机） 每架舰载飞机的总质量 17500kg 每架舰载飞机与甲板的总接触面积 航母正常航行速度 54km/h 航母以正常航行速度行驶时所受阻力 （2）若舰载机静止时，对甲板的压强为多少？( ) （3）若其中一架舰载飞机起飞后，求航母排开海水的体积减少了多少立方米？( ) （4）根据央视报道，福建舰采用了蒸汽轮机作为动力，若航母正常航行时，其功率有多大？( ) 4．（2025·浙江温州·二模）据报道，截至2025年海洋中累积的塑料总量约为3800~4000万吨，其中40%的塑料最终会沉入海底。某科研小组研发了一款仿生机械鱼来“吞食”海底塑料，相关参数见下表。机械鱼通过前进、后退“吞食”海底塑料；当鱼“胃部”载满塑料后，液压式活塞泵通过将油注入外部油囊增大油囊的体积，从而实现上浮。（海水密度以1.0×103千克/米3计算） 型号：仿生机械鱼N1 空载质量（含油） 100千克 空载机械鱼排水体积 （油囊中无油） 0.08米3 最大载重量 20千克 续航时间 4小时 （1）空载的机械鱼从海平面到达水下40米的海域工作，该过程重力所做的功为_____焦； （2）机械鱼“吞食”塑料达到最大载重量时，若要让机械鱼上浮至水面，则外部油囊的体积至少需要达到多少米3________？ （3）有人认为使用水代替油，也能够通过液压式活塞泵实现机械鱼的上浮与下沉，理由是_____。 5．（2024·浙江杭州·一模）某核潜艇上浮航行的情景如图甲所示，其部分性能参数如表所示。 舰号 水下最大航速 38节 水下排水量 水下巡航速度 20节 水面排水量 最大潜深 艇长 核反应堆 1座型压水堆 艇宽 发动机最大功率 （1）核潜艇的动力来源于一座功率很大的核反应堆，核反应堆的能量来源于_______（填“重核裂变”或“轻核聚变”）。 （2）根据该核潜艇的性能参数，计算核潜艇浮出水面时露出水面的体积（海水的密度按计算）________。 （3）该核潜艇在水下匀速航行时，所受阻力与速度的关系如图乙所示，当它在水下巡航时，其动力的功率约为多少________？（1节） 真●题●验●证 1．（2024·浙江·中考真题）海中断崖是指海水上层密度大，下层密度小形成的密度跃层。潜艇在水下航行到海中断崖，会急剧掉向海底，发生“掉深”事故，以下分析正确的是（    ） A．向潜艇中的水柜充气可以减小潜艇的重力 B．向潜艇中的水柜充气可以增大潜艇受到的浮力 C．潜艇遭遇“海中断崖”后所受的重力变大 D．潜艇遭遇“海中断崖”前后所受的浮力不变 2．（2023·浙江丽水·中考真题）2023年3月11日，“奋斗者”号载人潜水器圆满完成了国际首次环大洋洲载人深潜科考任务。“奋斗者”号外壳坚硬，下潜过程中体积保持不变，依靠调整配备的压载铁来实现下潜和上浮。 （1）潜水器浸没后在下潜的过程中所受的液体压强逐渐___________； （2）潜水器悬浮在海水中时，所受的浮力___________重力（填“大于”、“小于”或“等于”）。 3．（2023·浙江金华·中考真题）“深海勇士号”是中国第二台深海载人潜水器。2023年5月20日，国家文物局利用该潜水器在沉船附近完成水下永久测绘基点布放，并进行了初步搜索调查和影像记录，开启了中国深海考古新篇章。回答下列问题： （1）下潜过程中，“深海勇士号”潜水器受到海水的压强将________（选填“变大”“变小”或“不变”）； （2）若“深海勇士号”潜水器悬停在水下4000米处考察，此时潜水器总质量为a千克，则它受到的浮力为________牛。 4．（2023·浙江温州·中考真题）我国某地使用“沉管法”建跨海隧道：用钢筋水泥等材料浇筑若干个中空管段，用隔墙封闭两端并使其漂浮在水中；用拖船牵引至指定位置，向管段中的水箱注水使其下沉（如图）；对下沉的多个管段进行依次连接，拆除隔墙形成隧道。 （1）拖运管段时，若速度为2千米/时，拖运距离为3千米，需要__________小时； （2）图中，当往水箱中注水的质量为6×104千克时，管段刚好能够在水下匀速缓慢下沉。若管段排开水的体积为3.06×103米3，则注水前管段与水箱的总质量为多少千克；________（海水密度取1.0×103千克/米3） （3）管段隔墙设计需要考虑其下沉到海底时受到的压力大小。这一压力的大小与哪些因素有关？__________ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 8 学科网（北京）股份有限公司 $ 热点05 深海探测与海洋工程 中 目 录 第一部分 风向速递 洞察考向，感知前沿 新考向 跨学科 新情境 第二部分 分层突破 固本培优，精准提分 一阶·考点靶向练 考点01 深海压强计算与液体压强特点 考点02 潜水器浮沉原理与浮力综合计算 考点03 潜水器模型设计与自动控制 考点04 深海科考中的简单机械与能量 二阶·素养进阶练 第三部分 真题验证 对标中考，感悟考法 风●向●速●递 【新情境】大国重器与深海探索 1．（2024·浙江嘉兴·一模）我国最新的“奋斗者”号，成功破了万米深的马里亚纳海沟。马里亚纳海沟被称为“地球第四极”，水压高、完全黑暗、温度低，是地球上环境最恶劣的区域之一。现在普遍在深潜器上增加压载铁以提高整体密度，“奋斗者”号压载铁数据未知。作为参考，“深海挑战者”号是一艘由澳大利亚工程师打造的深潜器，高7.3米，重12吨（含内部180千克的铁砂和两块各重243千克的压载铁），承压钢板有6.4厘米厚，下沉时倾倒适量铁砂调节速度，上浮时扔掉压载铁即可。 （1）专家称“下洋捉鳖（深海潜水）难于上天揽月（登月探索）”，阻止人类下潜的最大因素是______； （2）鱼在下沉时会吐出鱼鳔中的空气，上浮时会往其中吸入空气。你认为深潜器下沉的原理和鱼的下沉原理是否相同？请说明理由 ； （3）假如“深海挑战者”号倾倒完铁砂后恰好在海底处于悬浮状态，通过计算推测“深海挑战者”号浸没水中的体积约为多少立方米______？（设海水密度为千克/米3）。 【答案】 水的压强 见解析 11.82 【详解】（1）[1]潜水器在下潜过程中，海水的密度不变，但深度h不断增大，由知道，水对它的压强变大，所以，阻止人类下潜的最大因素是水的压强。 （2）[2]鱼体内的鱼鳔里面是空气，改变鱼鳔的体积也就改变了排开水的体积（不会改变自身质量），从而达到改变所受浮力大小的目的，而控制自身的浮沉；深潜器下沉的原理是下沉时倾倒适量铁砂调节速度，上浮时扔掉压载铁即可，即通过改变自重控制自身的浮沉，所以，两者的原理不同。 （3）[3]“深海挑战者”号倾倒完铁砂后的重力 由浮沉条件知道，悬浮状态时受到的浮力大小等于重力，即 由知道，“深海挑战者”号浸没水中的体积。 【跨学科】生物、化学、物理深度整合 2．（2026·浙江衢州·一模）我国科研人员通过“蛟龙号”深潜器在深海热液喷口科考时，发现管状蠕虫体内有硫细菌。该细菌能利用硫化氢与海水中的氧气反应释放的能量，将二氧化碳和水合成为自身所需的有机物。任务完成后，需用“举升装置”将“深潜器”回收至甲板（如图1）。 （1）由上述信息可知，该硫细菌的营养方式属于__________（选填“自养”或“异养”）。 （2）硫化氢与氧气反应的化学方程式为，该反应的基本反应类型是__________。 （3）“举升装置”结构简化如图2所示，表示“”形架，表示两根伸缩杆。深潜器的重力为，不计“”形架、伸缩杆及电动机自重。当深潜器离开水面静止悬挂时，已知，，，计算此时伸缩杆对C点拉力大小。 （4）若深潜器离开水面后，电动机在内使其在竖直方向上匀速上升，计算电动机对深潜器做功的功率。 【答案】(1)自养 (2)置换反应 (3) (4) 【详解】（1）该细菌能利用硫化氢与海水中溶解的氧气反应释放的能量，将二氧化碳和水合成为自身所需的有机物，营养方式为自养。 （2）硫化氢与氧气反应的化学方程式为，该反应是一种化合物和一种单质反应生成另一种新的化合物和一种新单质，属于置换反应。 （3）B端的拉力 因为，，所以，△CDA是等腰三角形，则 动力臂 阻力臂 根据得 此时伸缩杆对C点拉力大小 （4）电动机对深潜器做的功 电动机的功率。 【新考向】项目化学习与工程设计 3．（2024·浙江杭州·模拟）校园科技节举行自制潜水器项目比赛。图甲为某项目化小组设计的潜水器模型，其材质为硬质塑料瓶，塑料瓶厚度不计。内部由工作舱和水舱构成，两个舱之间密封不连通，注射器与水舱通过塑料软管相连，移动注射器活塞改变水舱中的空气体积从而改变水量，实现潜水艇的沉浮。设计要求： （1）潜水器可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换； （2）为保证潜水艇正常工作，应尽可能提高工作舱的体积； ①如图甲位置，向外拉动注射器活塞，则潜水器将______（选填“上浮”或“下沉”）。 ②已知该小组同学采用的材料总质量为0.5千克，体积为800厘米。他们设计了四种方案的工作舱和水舱的体积，如表格所示。请根据设计要求，选择最合适的方案______。（g取10N/kg） 方案 工作舱体积/厘米 水舱体积/厘米 1 550 250 2 500 300 3 480 320 4 450 350 ③图乙为潜水器的横截面示意图。某次潜水器沉浮测试过程中，潜水器经过的几个位置如图丙，O点开始向水舱内注水，潜水器开始下沉；A点向外排尽水舱中的水；B点潜水艇顶端恰好到达水面；C点潜水器弧形部分恰好露出水面；D点为潜水。请在图丁中画出潜水器上浮过程中浮力随上升位置变化的曲线________。 【答案】 下沉 3 【详解】（2）[1]由图甲位置知道，向外拉动注射器活塞，抽出水舱内的一部分空气，从而让水舱吸水，增加水舱的水量，使重力大于浮力，实现潜水艇下潜。 [2]实现潜水艇下潜，需要水舱的水重力加上潜水艇自身重力大于浸没时的浮力才行。潜水艇浸没时所受的浮力为 潜水艇自身重力为G=mg=0.5kg×10N/kg=5N 所以水舱内的水至少为G水=F-G=8N-5N=3N 所以水舱内的水的体积至少为 为了能够实现潜水艇下沉，水舱的水的体积需要超过300cm3，因此水舱的体积也需要超过300cm3，结合表格知道，最合适的方案是方案3。 [3]从A到B过程中，潜水艇还未露出水面，故排开水的体积不变，浮力不变；B点开始露出水面，从B到C过程中排开水的体积变小，浮力变小，由于潜水艇顶部是圆弧形的，若潜水艇匀速露出水面，则排开水的体积减小的会越来越快，直到圆弧部分全部露出水面；从C到D过程则是排开水的体积均匀减小，所以浮力也是均匀减小，D点处于静止，之后浮力不再变化，浮力等于潜水艇自身重力。所以画得如下图 。 分●层●突●破 一阶·考点靶向练 考点01 深海压强计算与液体压强特点 1．（2026·浙江衢州·一模）2025年10月，“奋斗者”号载人潜水器圆满完成北极密集海冰区载人潜科考任务。不考虑海水密度与潜水器体积的变化，潜水器在海面下下潜的过程中（　　） A．浮力不变，压强变大 B．浮力变大，压强变大 C．浮力变大，压强不变 D．浮力不变，压强不变 【答案】A 【详解】潜水艇下潜过程中，排开液体的体积不变，液体的密度不变，根据可知受到的浮力大小不变，液体的密度不变，液体深度增大，根据可知受到的压强变大，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．（2023·浙江宁波·一模）由中科院自动化研究所研发的“海斗号”，是我国首台下潜深度超过万米并进行科考应用的无人自主潜水器，它总质量为35t，体积为60m3。（ρ海水≈1×103kg/m3） （1）第一次下潜到8000米时海斗号所受海水压强大小为________Pa； （2）海斗号下潜到8000米后打开探照灯，摄像头通过观测孔了解深海的秘密，设观测孔面积为4dm2，则观测孔所受海水压力为________N； （3）海斗号完成某次任务后，匀速直线上升返回海面。若它在水中以0.5m/s的速度匀速上浮，求浮力做功功率和海斗号所受海水阻力大小。_______、_______（设海斗号所受海水阻力大小不变） 【答案】 【详解】（1）[1]第一次下潜到8000米时海斗号所受海水压强大小为 （2）[2]观测孔所受海水压力为 （3）[3][4]海斗号所受海水浮力为 浮力做功功率为 海斗号受到的重力为 海斗号匀速上升时，在竖直方向上受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、阻力处于平衡状态，故海斗号所受海水阻力为 3．（2024·浙江台州·二模）浙江大学的科研团队开发了一种能用于深海探测的仿生软体机器人，其由软体人工肌肉驱动一对翅膀状的柔性胸鳍，通过节律性扑翅实现游动。 （1）试验时，随着软体机器人在海中不断下潜，其受到海水的压强________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （2）机器人可在10900米的水下运动自如，其依靠的是双鳍不断向后扇动而获得前进的动力，这说明了 。 【答案】 增大 物体间力的作用是相互的（或力能改变物体的运动状态） 【详解】（1）[1]根据液体压强的特点可知，深度越深，压强越大，则随着软体机器人在海中不断下潜，其受到海水的压强增大。 （2）[2]力的作用是相互的，因此双鳍不断向后扇动而获得前进的动力。 考点02 潜水器浮沉原理与浮力综合计算 4．（2024·浙江宁波·一模）2023年6月18日，泰坦号潜水器在北大西洋失踪。泰坦号由碳纤维和钛（密度约为铁的一半）构造，使用四个电动推进器，能够以每小时3节的速度移动。下列有关该潜水器的说法中正确的是（　　） A．潜水器水下下潜过程中所受浮力逐渐增大 B．使用金属钛既提高了强度，又增大了结构质量 C．若推进器意外损坏，依靠释放“压仓物”有可能使潜水器上浮 D．灾难发生时，舱体瞬间向内塌陷，遭遇“内爆”，这是由于舱内压力过大导致的 【答案】C 【详解】A．潜水器在水下下潜过程中排开水的体积不变，由知道，下潜过程中所受浮力不变，故A错误； B．由于碳纤维和钛的密度约为铁的一半，所以，减小了结构质量，故B错误； C．释放“压仓物”，潜水器重力减小，浮力大于重力时即可上浮，故C正确； D．舱体瞬间向内塌陷，这是由于舱内压力过小导致的，故D错误。 故选C。 5．（2024·浙江·三模）如图，是我国055型万吨级驱逐舰“延安”号。该舰满载时，排水量约12000吨，吃水深度6.6m。下列说法正确的是（　　） A．排水量指的是舰船满载时排开水的重力 B．“延安”号漂浮在海面上，所受重力小于浮力 C．“延安”号漂浮在海面上，所受浮力方向竖直向上 D．“延安”号不能与其他舰船近距离并排航行，是因为流体流速越大，压强越大 【答案】C 【详解】A．满载时的排水量指的是驱逐舰满载时排开水的质量，故A错误； B．驱逐舰在海上航行时处于漂浮状态，所受的浮力等于它的重力，故B错误； C．驱逐舰所受浮力的方向是竖直向上的，故C正确； D．两艘驱逐舰若近距离同向航行，两驱逐舰之间的水流速加快、该处的压强变小，小于两驱逐舰外面的压强，产生了一个向内的压力差，将两驱逐舰压向中间，易发生两驱逐舰相撞事故，故D错误。 故选C。 6．（2025·浙江·二模）“升船机”是利用机械装置升降船舶以克服航道中水位落差的通航建筑物。如图所示为一类利用水力作为主要动力的升船机原理图。图中的滑轮和平衡桶完全相同，钢绳质量及一切摩擦不计。请回答： （1）进水阀门打开，排水阀门关闭，则承船箱将_______（选填“上升”、“不降”或“静止”） （2）原理图中滑轮的作用是_______。 （3）承船箱载着船舶匀速上升过程中，此时船舶的机械能将如何变化.请做出判断，并说明理由_________。 （4）若两边竖井各只有一个相同的平衡桶，每个平衡桶的质量为60吨，且其水下部分体积均为10立方米，则此时“升船机”可以匀速升降的货物总重力（包括承船箱及其内部的水和船舶的重力）为多少?（ 【答案】(1)下降 (2)改变力的方向 (3)见解析 (4) 【详解】（1）进水阀门打开，排水阀门关闭，水进入承船箱，总重力变大，整个装置漂浮，浮力等于重力，可知浮力变大，由可知，排开液体的体积变大，可知承船箱将下降。 （2）由图可知，滑轮的位置不变，为定滑轮，定滑轮的作用是改变力的方向。 （3）机械能包括重力势能和动能，匀速上升，质量不变，速度不变，可知动能不变；高度变高，重力势能增大，故机械能增大。 （4）每个平衡桶的重力G= mg=60×103kg×10N/ kg=6×105N 每个平衡桶受到的浮力 每个平衡桶对钢绳的拉力 因为两边竖井各有一个平衡桶，且钢绳质量及一切摩擦不计，根据定滑轮的特点，“升船机”可以匀速升降的货物总重力等于两个平衡桶对钢绳拉力之和，即。 考点03 潜水器模型设计与自动控制 7．（2025·浙江金华·一模）【设计背景】我国设计的“蛟龙号”潜水艇最大下潜深度达到7062米，希望同学们也能像我国潜艇设计师一样设计出一艘属于自己的潜水艇！ 【产品设计】项目小组利用硬质塑料瓶制作潜水艇，塑料瓶厚度不计，两个舱之间密封不连通，水舱与注射器通过塑料软管相连，移动注射器活塞可以实现潜水器的浮沉，模型如图甲。 【检验产品】如表为该小组制定的量表： 自制潜水艇评价量表 验收等级 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 生活舱和水舱没有独立分开 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 （1）为实验潜水艇的上浮，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，潜水艇完成从B到A上浮的过程，其浮力变化情况是 ； （3）已知某小组同学采用的材料总质量0.5千克，体积，现有100毫升和200毫升两种规格的注射器，请通过计算说明应该选择哪种规格的注射器能实现在水中悬浮________。 【答案】(1)推动活塞，向潜水艇打气 (2)先不变后变小 (3)200毫升 【详解】（1）潜水艇是通过改变自身重力实现上浮和下沉的，为实验潜水艇的上浮，需要减小水艇自重，即推动活塞，向潜水艇打气，排出水舱内的水。 （2）潜水器完成从B到A上浮的过程，露出水面之前，排开水的体积不变，由阿基米德原理可知其受到的浮力不变；露出水面后，排开水的体积减小，则浮力变小；所以整个过程中其浮力变化情况是先不变后变小。 （3）潜水艇要实现在水中悬浮，浮力等于重力，潜水艇悬浮时受到的浮力为 材料的总重力为 潜水艇的重力小于悬浮时的浮力，因此需在水舱内注水，需注入的水的重力为 需注入水的体积为 假设注射器抽出多少气体，就有多少体积的水进入水舱，注射器的体积应大于150mL，因此应选200mL的注射器。 8．（2024·浙江温州·二模）自2012年以来，“蛟龙”号、“深海勇士”号、和“奋斗者”号潜水器担起中国深海探测的大梁。某项目小组设计并制作潜水器模型。 （1）项目小组设计的一代产品如图甲，若想让下沉的潜水器处于悬浮状态，注射器的正确操作是 。 （2）二代潜水器模型中塑料瓶（含磁铁）的质量为，外壁吸住的四个完全相同的铁块，一块铁块的质量为，该潜水器模型的总体积是。某次在下潜试验中（如图乙），该深潜器模型沉底后，此时手动抛掉一块铁块，通过计算判断该潜水器模型在水中将处于下沉、悬浮还是上浮状态。_________（水的密度为，可以忽略抛去铁块体积对浮力的影响） （3）为了实现潜水器模型到达预设深度能自动抛掉铁块处于悬浮状态，该项目小组设计电路（如图丙），控制电路和工作电路中的电源电压均为6伏，S为开关，为滑动变阻器，为压敏电阻，其阻值随水深度变化关系如图丁所示，当电磁继电器线圈（线圈电阻不计）中的电流小于或等于30毫安，衔铁被释放。 ①当为100欧时，闭合S，求该潜水器模型将在深度多少厘米的水下自动抛掉铁块？_________ ②要想使该潜水器模型预设的自动抛掉铁块的深度变大，该如何调整，并说明理由。_________ 【答案】 注射器向左推 下沉 25cm 见解析 【详解】（1）[1]下沉的潜水器浮力小于重力，要让潜水器处于悬浮状态，需减小潜水器的重力，故应该向左推注射器，压缩潜水器内气体体积，使潜水器内压强增大，排出潜水器内一部分水，减小潜水器重力，当潜水器总重力与浮力相等时，潜水器悬浮。 （2）[2]潜水器受到的浮力为 抛掉一个铁块后潜水器的重力为 此时浮力小于重力，故潜水器下沉。 （3）[3]由图丙可知控制电路中两个电阻串联，当电流为0.3mA时，电路总电阻为 则压敏电阻阻值为 由图丁可知当压敏电阻阻值为100Ω时，潜水器模型将在深度25cm的水下自动抛掉铁块。 [4]因为拋铁块的控制电流不变，电源电压不变，故电路总电阻不变。压敏电阻阻值随深度增加而增大，故可以减小滑动变阻器接入电路阻值，就可以使压敏电阻阻值达到更大的值才会抛掉铁块，即深度越深时电路中电流才达到拋铁块的电流。 9．（2024·浙江金华·一模）学习了浮力知识后，学校开展自制潜水器比赛。 【产品设计】项目小组利用硬质塑料瓶制作潜水艇，塑料瓶厚度不计，两个舱之间密封不连通，水舱与注射器通过塑料软管相连，移动注射器活塞可以实现潜水器的浮沉，模型如图甲。 【检验产品】如表为该小组制定的自制潜水艇评价量表： 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一：功能仓分区设计 生活舱和水舱独立分开，生活舱不进水且总体积占比2/3以上 生活舱和水舱独立分开，生活舱不进水，但生活舱较小 生活舱和水舱没有独立分开 指标二：浮沉情况 __________。 水舱空气体积精准度控制一般，基本能实现沉浮 浮沉控制不准确或不能实现沉浮 指标三：成品外形 成品简洁美观 成品较复杂美观度一般 成品复杂不美观 （1）请在上面表格指标二中填入“优秀”的相应评价内容 ； （2）如图乙所示，为使潜水艇完成从B到A的上浮过程，小组同学的操作是_________（填“向外拉动”或“向内推动”）注射器活塞，从而排出水舱内的水，实现上浮； （3）图乙中潜水艇从A到B下沉的过程中，其受到浮力的变化情况是 ； （4）小组同学设计了如表所示的四种工作舱和水舱体积比的方案。已知该小组同学采用的材料总质量0.7kg，体积1000cm3，最终他们根据设计要求并通过计算说明选择哪个方案进行实施_________。 方案 生活舱总体积/cm3 水舱体积/cm3 1 720 280 2 700 300 3 680 320 4 650 350 【答案】 能精确控制水舱空气体积，实现精确的浮沉 向内推动 先增大后不变 方案3 见解析 【详解】（1）根据表格知道，指标二的“合格”和“待改进”都是从控制气体体积和能否实现浮沉两个角度作为指标，那么“优秀”的评价内容应该为：能精确控制水舱空气体积，实现精确的浮沉。 （2）如图乙所示，为使潜水艇完成从B到A的上浮过程，需要不断减小潜水艇的重力，即向外排水，因此操作为：向内推动注射器活塞，从而排出水舱内的水，实现上浮。 （3）图乙中潜水艇从A到B下沉的过程中，潜水艇排开水的体积先变大后不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，它受到的浮力则先增大后不变。 （4）根据题意知道，潜水艇浸没时受到的最大浮力 潜水艇下沉时重力大于浮力，则重力G总>10N 那么注水的最小重力 那么水舱的体积要大于。 考点04 深海科考中的简单机械与能量 10．（2025·浙江绍兴·二模）我国科研团队借助奋斗者号对马里亚纳海沟进行科考研究，通过对获取的微生物、钩虾和深海鱼类进行分析，绘制了全球首个深渊生态系统全景图，这一成果于2025年3月发表在国际顶尖刊物，标志着我国深海研究领域达到了国际领先水平。 （1）马里亚纳海沟最深处达万米，海沟底部没有任何绿色植物，导致这一现象的非生物因素主要是________。 （2）深海鱼类属于该生态系统生物成分中的__________。 （3）母船甲板上的支架OC可绕点O转动。投放奋斗者号时，通过增大钢缆BA的长度，将其下放。如图是支架投放时的模型，在奋斗者号逐渐下降至海平面过程中（未浸入海水中），请分析钢缆BA的拉力大小变化情况，并应用杠杆平衡的相关知识进行解释： 。 【答案】(1)光照 (2)消费者 (3)根据可知，奋斗者号下降时，拉力的力臂，即动力臂变短，阻力臂变长，阻力不变的情况下，动力变大，即AB的拉力变大 【分析】在一定的空间范围内，生物与环境所形成的统一的整体叫生态系统。生态系统包括生物成分和非生物成分，生物成分包括生产者、消费者和分解者。一片森林，一块农田，一片草原生态系统，一个湖泊，一条河流等都可以看成一个个生态系统。 【详解】（1）绿色植物的生长需要光，光是一种进行光合作用的必要条件。马里亚纳海沟最深处达万米，在这个深度，阳光无法到达，因此绿色植物无法进行光合作用，导致无法生存。因此，导致这一现象的非生物因素主要是光。 （2）生态系统的生物成分包括生产者、消费者和分解者。生产者主要是指绿色植物，能通过光合作用制造有机物；消费者是指不能利用无机物质制造有机物质，不能直接利用太阳能生产食物，只能依赖生产者制造的有机物质的异养生物，主要指各种动物；分解者是指生态系统中细菌、真菌和放线菌等具有分解能力的生物。深海鱼类不能进行光合作用，必须直接或间接以其他生物为食，属于该生态系统生物成分中的消费者。 （3）钢缆BA的拉力变大，理由是：根据F1L1=F2L2可知，奋斗者号下降时，拉力的力臂，即动力臂变短，阻力臂变长，阻力不变的情况下，动力变大，即AB的拉力变大。 11．（2023·浙江宁波·三模）“奋斗者”号全海深载人潜水器成功完成万米海试并胜利返航。“奋斗者”体积约为10m3，空载时质量计为6吨，最大荷载240千克。（海水密度取1.0×103kg/m3） （1）空载的“奋斗者”漂浮水面时受到的浮力为___________N。 （2）已满载的“奋斗者”在下沉时是采用注水方式实现的，则至少注入海水的体积是___________m3。 （3）任务完成排出水后，在起重机滑轮装置作用下把最大荷载的“奋斗者”吊出水面，如图甲滑轮装置吊着“奋斗者”号在水面上匀速上升，绳子自由端拉力为2×104N，求滑轮装置的机械效率。( ) 【答案】 6×104 3.76 78% 【详解】（1）[1]空载的“奋斗者”漂浮水面时，受到的浮力F浮=G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N （2）[2]“奋斗者”浸没在海水中，因此排开水的体积V排=V=10m3 所以潜水器受到的浮力F浮总=ρ海水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×10m3=1×105N 潜水器满载时重力G总=（m潜+m载）=(6×103kg+240kg)×10N/kg=6.24×104N 则注入海水的重力G海水=F浮总-G总=1×105N-6.24×104N=3.76×104N 注入海水的质量 注入海水的体积 （3）[3]由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=4，滑轮装置的机械效率 12．（2025·浙江温州·二模）2024年12月，温州朔门古港遗址发现第二艘北宋沉船。如图所示是打捞沉船的装置示意图，利用打捞船上的电动机、滑轮组和缆绳将沉船打捞出水面。某次打捞时，浸没在水中的沉船排开水的体积为200米3。 （1）图中滑轮A 的作用是_______________； （2）该沉船浸没在水中时受到的浮力是多少牛? （3）从沉船露出水面到完全出水过程中，如果电动机输出的机械功率保持不变，则相同时间内，沉船上升的距离将变小。请解释上升距离变小的原因。 【答案】(1)改变力的方向 (2)牛 (3)见解析 【详解】（1）根据图片可知，滑轮A固定不动，应该为定滑轮，作用是改变力的方向。 （2）该沉船浸没在水中时受到的浮力 （3）沉船露出水面到完全出水过程中，沉船所受浮力变小，根据称重法可知，拉力变大，由于相同时间电动机对沉船所做的功不变，根据，因此沉船上升的距离变小。 二阶·素养进阶练 1．（2025·浙江温州·三模）潜水艇从海水高密度区驶入低密度区，急剧下降的过程称为“掉深”。如图，某潜水艇从a处驶入低密度海水区，“掉深”到b处。与a处相比，潜水艇在b处（　　） A．受到浮力大小变小 B．受到浮力大小不变 C．排开液体重力变大 D．排开液体体积变小 【答案】A 【详解】ABD．潜水艇从海水高密度区驶入低密度区，排开水的体积不变，根据F浮=ρ液V排g可知，潜水艇受到的浮力变小，因此与a处相比，潜水艇在b处受到浮力大小变小，故A符合题意，BD不符合题意； C．根据阿基米德原理可知，物体浸在液体中受到的浮力等于其排开的液体受到的重力，由于潜水艇受到的浮力变小，所以潜水艇排开液体的重力变小，即与a处相比，潜水艇在b处排开液体重力变小，故C不符合题意。 故选A。 2．（2025·浙江杭州·模拟预测）用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等，制作如图所示的潜水艇模型（不计进排气管体积），然后将模型放入水中，使其上浮或下沉。下列说法不正确的是（    ） A．当模型漂浮于水面时，它受到的浮力等于重力 B．向瓶中充气时，瓶内气体压强变大，模型将上浮 C．从瓶中抽气时，模型会下沉，它受到的浮力不变 D．让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮，应使瓶内的水先减少后增加 【答案】D 【详解】A．当模型漂浮于水面时，受到平衡力的作用，它受到的浮力等于重力，故A正确，不符合题意； B．向瓶中充气时，瓶内气体压强变大，瓶内的水将变少，总重力变小，模型将上浮，故B正确，不符合题意； C．从瓶中抽气时，瓶内气体压强变小，瓶内的水将变多，总重力变大，模型会下沉；此时它排开水的体积不变，由阿基米德原理可知它受到的浮力不变，故C正确，不符合题意； D．潜水艇是靠改变自身的重力实现浮沉的，让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮，此时应向外抽气，使潜艇受到的重力大于浮力，实现下沉，然后停止抽气，再适当充气，再向外排水使重力等于浮力而悬浮，使潜水艇下潜至更深的位置悬浮，则瓶内气体先减少后增加，应使瓶内的水先增加后减少，故D错误，符合题意。 故选D。 3． （2024·浙江湖州·三模）福建舰作为国产第一艘弹射型航母，是全球第二款电磁弹射型航母，计划于2025年服役。福建舰标准配备可达70架各式舰载机，包括歼-15T、歼-15D、歼-35等，战斗力与美国超级航母相当。下表是辽宁舰航母的主要参数值。（g取10N/kg，海水密度取）求： （1）福建舰匀速航行时，以停留在甲板上的歼-15战斗机为参照物，福建舰是________（选填“静止”或“运动”）的； 相关的量 主要参数值 航母满载时总质量（包括舰载飞机） 每架舰载飞机的总质量 17500kg 每架舰载飞机与甲板的总接触面积 航母正常航行速度 54km/h 航母以正常航行速度行驶时所受阻力 （2）若舰载机静止时，对甲板的压强为多少？( ) （3）若其中一架舰载飞机起飞后，求航母排开海水的体积减少了多少立方米？( ) （4）根据央视报道，福建舰采用了蒸汽轮机作为动力，若航母正常航行时，其功率有多大？( ) 【答案】 静止 3.5×105Pa 17.5m3 5.4×109W 【详解】解：（1）福建舰匀速航行时，以停留在甲板上的歼-15战斗机为参照物，福建舰的位置没有发生变化，所以福建舰是静止的。   （2）每架舰载飞机的总质量为17500kg，则舰载飞机的重力 G=mg=17500kg×10N/kg=1.75×105N  每架舰载飞机与甲板的总接触面积为0.5m2，则舰载机静止时，对甲板的压强 （3）舰载飞机与航母处于漂浮状态，舰载飞机起飞后，航母减少的浮力等于舰载飞机的重力∆F浮=G机=1.75×105N 则航母排开海水的体积减少量 （4）航母以正常航行速度行驶时，所受牵引力等于阻力F=F阻=3.6×108N    航母正常航行速度v=54km/h=15m/s      航母正常航行时，其功率P=Fv=3.6×108N×15m/s=5.4×109W 答：（1）福建舰匀速航行时，以停留在甲板上的歼-15战斗机为参照物，福建舰是静止的； （2）若舰载机静止时，对甲板的压强为3.5×105Pa； （3）若其中一架舰载飞机起飞后，求航母排开海水的体积减少了17.5立方米； （4）根据央视报道，福建舰采用了蒸汽轮机作为动力，若航母正常航行时，其功率有5.4×109W。 4．（2025·浙江温州·二模）据报道，截至2025年海洋中累积的塑料总量约为3800~4000万吨，其中40%的塑料最终会沉入海底。某科研小组研发了一款仿生机械鱼来“吞食”海底塑料，相关参数见下表。机械鱼通过前进、后退“吞食”海底塑料；当鱼“胃部”载满塑料后，液压式活塞泵通过将油注入外部油囊增大油囊的体积，从而实现上浮。（海水密度以1.0×103千克/米3计算） 型号：仿生机械鱼N1 空载质量（含油） 100千克 空载机械鱼排水体积 （油囊中无油） 0.08米3 最大载重量 20千克 续航时间 4小时 （1）空载的机械鱼从海平面到达水下40米的海域工作，该过程重力所做的功为_____焦； （2）机械鱼“吞食”塑料达到最大载重量时，若要让机械鱼上浮至水面，则外部油囊的体积至少需要达到多少米3________？ （3）有人认为使用水代替油，也能够通过液压式活塞泵实现机械鱼的上浮与下沉，理由是_____。 【答案】(1)4×104 (2)0.04米3 (3)见解析 【详解】（1）空载的机械鱼的重力为 该过程重力所做的功为 （2）当机械鱼恰好上浮时，它受到的浮力和自身重力为一对平衡力，则浮力为 机械鱼排开液体的体积为 则外部油囊的体积至少需要达到 （3）机械鱼是通过改变外油囊的排水体积实现上浮与下沉的，用水代替油也能改变外油囊体积。 5．（2024·浙江杭州·一模）某核潜艇上浮航行的情景如图甲所示，其部分性能参数如表所示。 舰号 水下最大航速 38节 水下排水量 水下巡航速度 20节 水面排水量 最大潜深 艇长 核反应堆 1座型压水堆 艇宽 发动机最大功率 （1）核潜艇的动力来源于一座功率很大的核反应堆，核反应堆的能量来源于_______（填“重核裂变”或“轻核聚变”）。 （2）根据该核潜艇的性能参数，计算核潜艇浮出水面时露出水面的体积（海水的密度按计算）________。 （3）该核潜艇在水下匀速航行时，所受阻力与速度的关系如图乙所示，当它在水下巡航时，其动力的功率约为多少________？（1节） 【答案】 重核裂变 【详解】（1）[1]核潜艇的核反应堆是利用原子核发生裂变释放能量来工作的。 （2）[2]由题中表格数据可知潜艇水面排水量为，水下排水量为，在水下排开水的体积为 在水面排开水的体积为 核潜艇浮出水面时露出水面的体积 （3）[3]由图乙可知，潜艇在水下巡航时所受阻力为，速度为20节，合 动力的功率约为。 真●题●验●证 1．（2024·浙江·中考真题）海中断崖是指海水上层密度大，下层密度小形成的密度跃层。潜艇在水下航行到海中断崖，会急剧掉向海底，发生“掉深”事故，以下分析正确的是（    ） A．向潜艇中的水柜充气可以减小潜艇的重力 B．向潜艇中的水柜充气可以增大潜艇受到的浮力 C．潜艇遭遇“海中断崖”后所受的重力变大 D．潜艇遭遇“海中断崖”前后所受的浮力不变 【答案】A 【详解】A．向潜艇中的水柜充气时，水柜气压增大，水被压出水柜，可以减小潜艇的重力，故A正确； B．向潜艇中的水柜充气可以可以减小潜艇的重力，但潜水艇的体积不变，由可知，海水的密度不变，潜艇受到的浮力不变，故B错误； CD．潜艇遭遇“海中断崖”后，由于海水的密度突然减小，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；此时潜水艇的重力不变，重力大于浮力，潜水艇会发生“掉深”，应快速减小潜艇的重力，阻止掉深，故CD错误。 故选A。 2．（2023·浙江丽水·中考真题）2023年3月11日，“奋斗者”号载人潜水器圆满完成了国际首次环大洋洲载人深潜科考任务。“奋斗者”号外壳坚硬，下潜过程中体积保持不变，依靠调整配备的压载铁来实现下潜和上浮。 （1）潜水器浸没后在下潜的过程中所受的液体压强逐渐___________； （2）潜水器悬浮在海水中时，所受的浮力___________重力（填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】 增大 等于 【详解】（1）[1]潜水器浸没后在下潜的过程中，液体密度不变，深度增大，根据p=ρgh可知，潜水器所受的液体压强逐渐增大。 （2）[2]根据物体的浮沉条件可知，潜水器悬浮在海水中时，所受的浮力等于重力。 3．（2023·浙江金华·中考真题）“深海勇士号”是中国第二台深海载人潜水器。2023年5月20日，国家文物局利用该潜水器在沉船附近完成水下永久测绘基点布放，并进行了初步搜索调查和影像记录，开启了中国深海考古新篇章。回答下列问题： （1）下潜过程中，“深海勇士号”潜水器受到海水的压强将________（选填“变大”“变小”或“不变”）； （2）若“深海勇士号”潜水器悬停在水下4000米处考察，此时潜水器总质量为a千克，则它受到的浮力为________牛。 【答案】 变大 ag或10a 【详解】（1）[1]根据液体压强的特点可知，当所处的深度越深时，压强越大。 （2）[2]因为潜水器悬浮在水里，根据液体的浮沉条件可知，所受的浮力等于潜水器的重力为 4．（2023·浙江温州·中考真题）我国某地使用“沉管法”建跨海隧道：用钢筋水泥等材料浇筑若干个中空管段，用隔墙封闭两端并使其漂浮在水中；用拖船牵引至指定位置，向管段中的水箱注水使其下沉（如图）；对下沉的多个管段进行依次连接，拆除隔墙形成隧道。 （1）拖运管段时，若速度为2千米/时，拖运距离为3千米，需要__________小时； （2）图中，当往水箱中注水的质量为6×104千克时，管段刚好能够在水下匀速缓慢下沉。若管段排开水的体积为3.06×103米3，则注水前管段与水箱的总质量为多少千克；________（海水密度取1.0×103千克/米3） （3）管段隔墙设计需要考虑其下沉到海底时受到的压力大小。这一压力的大小与哪些因素有关？__________ 【答案】 1.5 3×106千克 海水密度、海底深度、隔墙面积 【详解】（1）[1]根据可得，拖运管段所用的时间为 （2）[2]根据阿基米德原理可得，沉管所受的浮力为 沉管匀速下沉，根据二力平衡可得，注水后的沉管总重力为 则注水前管段与水箱总质量为 （3）[3]由于物体在海水中受到的压力与其所受的压强的关系为，又因为物体在海水中受到的海水压强为p=ρ海水gh，则管段隔墙下沉到海底时受到的压力大小与海水密度、海底深度、隔墙面积等有关。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 8 学科网（北京）股份有限公司 $