1. 小滨观察金鱼时,对鱼类在水中上浮与下沉过程感兴趣,了解知识后,他用透明气球、蓝色气球、软管、注射器、溢水杯、烧杯、量筒、小钢珠、细线等器材进行模拟。

【制作模拟器】用透明气球模拟鱼体,内放少许小钢珠模拟鱼体质量;蓝色气球模拟鱼鳔,放入透明气球;将1根软管的一端插入蓝色气球,用细线系上,作为进气管。

【模拟上浮】

①小滨按图甲所示方法测出模拟器没在水中的体积,即透明气球的初始体积为45.0毫升。

②用注射器缓慢注入气体,在透明气球离开瓶底的瞬间,测出此时透明气球的体积为65.8毫升。

③继续缓慢充气,在透明气球即将浮出水面时,停止充气,测出透明气球的体积为73.6毫升。

(1) 用天平正确测出模拟器的质量,平衡时天平各位置如图乙所示,则模拟器总质量为克。
(2) 测量透明气球初始体积时,小滨测量出空烧杯的质量 , 将溢水杯加水至溢水口,将模拟器浸没在水中,用天平测量烧杯和溢出水的质量 , 则(用符号表示,水的密度表示为)。
(3) 小滨认为根据实验数据,可以说明鱼类在水中上浮的原理。请你写出推理过程
(4) 下列课本中的实验所采用的科学方法与本实验相同的是

①研究地球形状

②研究水和沙子的比热

③用黄豆和芝麻混合研究分子间隙

④研究欧姆定律

【考点】
实验探究的其他思想方法; 天平的使用及读数; 密度公式的应用; 浮力大小的计算; 物体的浮沉条件及其应用;
【答案】

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2. 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

实践探究题 困难