Question

【題目】提出問題:小明看到一則新聞:我國具有自主知識產權的“海燕”無人水下滑翔機刷新了下潛深度的最新世界紀錄，思考:水下滑翔機是怎樣實現浮沉的?

猜想與假設:可能和魚一樣，魚鰾中氣體總質量不變，通過魚體自身的壓縮來改變體積實現沉浮的。

設計實驗:他設計了如圖甲所示的實驗。他想通過觀察液面的位置變化來證實自己的想法。結果，小明的設計遭到了小李的否定，小李要求小明將設計改為如圖乙所示的結構：在魚缸中灌滿水，并加帶有細管的蓋密封，通過觀察細管中液面的變化來觀察魚體積的變化。

評估與交流:

(1)當魚體積縮小時，圖甲中的水面變化是________（選填“不變”、“上升”或“下降”）原來懸浮的魚將__________（選填“上浮”或“下沉”）。

(2)小李要求小明用圖乙進行實驗的主要好處是:更易于觀察的魚_______變化。我們學過的_______（填儀器名稱）設計也用到了這種方法。

(3)假如一個從水底魚口中吐出的空氣泡泡，在上升至水面的過程中(破裂之前)，其浮力大小應該（_______）

A.不變

B.越來越大

C.越來越小

D.先不變后變小

(4)水下滑翔機是怎樣實現浮沉的呢?小李上網査找，得知水下滑翔機浮力引擎的外部裝有一個氣囊，引擎將油壓進或壓出該氣囊，隨著氣囊的變大或變小，實現浮沉。從物體的浮沉條件分析，水下滑翔機是靠改變__________實現浮沉的，與潛水艇實現浮沉的方法__________（選填“相同”或“不同”）。

Answer 1

【答案】下降 下沉 身體體積 溫度計 B 自身體積 不同

【解析】

第一空．當魚體積縮小時，排開液體的體積減小，液面降低；

第二空．由阿基米德原理知道，當魚排開液體的體積減小時，受到的浮力減小，所以，原來
懸浮的魚將下沉；

第三空．由圖乙知道，魚缸中灌滿了水，并加帶有細管的蓋密封，這樣可以通過觀察細管中
液面的變化來觀察魚身體體積的變化，由于管比較細，變化相同的體積，液面變化較大，效
果明顯，這樣的設計應用了放大法；

第四空．我們學過的溫度計，在設計中用到了這種放大法

第五空．由F浮 =ρgV排知道，在上升至水面的過程中，氣泡排開液體的體積變大時，氣泡
受到的浮力在不斷變大；

第六空．根據題意知道，水下滑翔機有一個氣囊，隨著氣囊的變大或變小，實現浮沉，即油
囊鼓起來，則排開水的體積增加，根據F浮 =ρgV排知道，水下滑翔機受到的浮力變大，當
浮力大于重力時，水下滑翔機上浮；反之，則下沉；

第七空．潛水艇靠改變自身的重力來實現浮沉的，所以，水下滑翔機實現浮沉的原理與傳統
潛水艇浮沉的原理不同。