温州市青少年科技节以“创新•创想•创作”为主题，开展了自制潜水器比赛。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，两个舱之间密封不连通，注射器与水舱通过塑料软管相连。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潜水器能够从水面潜到水下20厘米深度位置停留5秒。③能够打捞起30克的水下重物。④为保证潜水艇正常工作和生活，应尽可能提高生活舱的体积。表一潜水器的评价量表优秀良好待改进指标一密封性良好，且生活舱和水舱分离密封性良好，但生活舱和水舱未分离密封性不好指标二 ▲ 能实现上浮和下沉，但不能精准悬停于某一深度只能实现上浮或下沉指标三能精准控制水舱空气体积，实现快速精确的沉浮。能基本控制水舱空气体积，但浮沉控制精准度一般。浮沉控制不准确或反应迟钝。

1. 温州市青少年科技节以“创新•创想•创作”为主题，开展了自制潜水器比赛。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，两个舱之间密封不连通，注射器与水舱通过塑料软管相连。

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潜水器能够从水面潜到水下20厘米深度位置停留5秒。

③能够打捞起30克的水下重物。

④为保证潜水艇正常工作和生活，应尽可能提高生活舱的体积。

表一潜水器的评价量表

	优秀	良好	待改进
指标一	密封性良好，且生活舱和水舱分离	密封性良好，但生活舱和水舱未分离	密封性不好
指标二	▲	能实现上浮和下沉，但不能精准悬停于某一深度	只能实现上浮或下沉
指标三	能精准控制水舱空气体积，实现快速精确的沉浮。	能基本控制水舱空气体积，但浮沉控制精准度一般。	浮沉控制不准确或反应迟钝。

(1) 根据设计要求，将评价量表中指标二的优秀一栏补充完整。

(2) 要使图乙中潜水器下潜，应如何操作。

(3) 下沉状态时潜水器的总体密度上浮状态时潜水器的总体密度。（选填“＞”、“＜”或“＝”）

(4) 已知该小组同学采用的材料总质量0.65kg，体积800cm³ ，针筒的容积为200mL。他们设计了四种方案的生活舱和水舱的体积比，如下表所示。请根据方案2，通过计算分析是否满足设计要求中的第1、第2和第3点。

方案	生活舱体积/cm³	水舱体积/cm³
1	700	100
2	650	150
3	600	200
4	550	250

(5) 若要该潜水器的指标三达到优秀，请对该装置进行改进。

【考点】

物体的浮沉条件及其应用;

【答案】

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实验探究题困难

1. 小乐在浮力项目化学习活动中制作了一个简易密度计。取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。如下图所示。为了给密度计标上刻度，他进行了如下操作：

a.将其放入水中，竖立静止后，在密度计上与水面相平处标上1.0g/cm³

b.将其放入密度0.9g/cm³植物油中，用同样的方法在密度计上标上0.9g/cm³；

c.接着他以两刻度线间的长度表示0.1g/cm³ ，将整个饮料吸管均匀标上刻度；

他将做好的密度计放入酒精中进行检验时，发现液面明显不在0.8g/cm³刻度处。

(1) 如图甲所示，小明制作的密度计，你认为刻度0.9应该在点（选填“p”或“q”）

(2) 在实验步骤c中，小明这样均匀标示刻度是(选填“正确”或“错误”)。

(3) 若被测液体的密度为ρ_液密度计浸入被测液体的深度为h(如图乙)、自制密度计的质量为m，横截面积为S，用给定的字母推导出ρ_液关于h的关系式为。

(4) 小明为了让简易密度计做的更精确，想使密度计上两条刻度线之间的距离大一些，请你为小明设计一种改进方法：。

实验探究题普通

2. 小阳按照教材中“综合实践活动”的要求制作了简易密度计。取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。如下图所示。

(1) 为了给密度计标上刻度，他进行了如下操作：

a.将其放入水中，竖立静止后，在密度计上与水面相平处标上 $\text{[math]}$ 。

b.将其放入密度 $\text{[math]}$ 植物油中，用同样的方法在密度计上标上 $\text{[math]}$ 。

c.接着他以两刻度线间的长度表示 $\text{[math]}$ ，将整个饮料吸管均匀标上刻度。

d.将做好的密度计放入酒精中进行检验，发现液面明显不在 $\text{[math]}$ 刻度处。

①如图甲所示，小明制作的密度计，你认为刻度0.9应该在点（填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）

②在实验步骤c中，小明这样均匀标示刻度是（填“正确”或“错误”）的。

③若被测液体的密度为 $\text{[math]}$ ，密度计浸入被测液体的深度为 $\text{[math]}$ （如图乙）、自制密度计的质量为 $\text{[math]}$ ，横截面积为 $\text{[math]}$ ，用给定的字母推导出 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的关系式为 $\text{[math]}$ 。

(2) 小阳为了让测量结果更准确，想使简易密度计上两条刻度线之间的距离大一些，请为小阳设计一种改进方法：。

(3) 小金在吸管中放入金属丝并封口后，将其放入液体中，出现如图丙所示的现象，为顺完成实验任务，你的解决办法是。

实验探究题普通

3. 牛奶中掺水量越多，牛奶密度越小，品质越差。小丽想通过测定密度来比较二种牛奶品质的优劣，她用一根一端密封的空心玻璃管下端绕上一段细铁丝，制成一支自制密度计，如图所示。

(1) 纯牛奶是（选填“溶液”、“悬浊液”或“乳浊液”）；

(2) 分别将自制密度计浸入牛奶甲和牛奶乙中，静止后如图所示。由图可知品质较高的牛奶为（选填“甲”、“乙”或“相同”）；

(3) 使用中，发现细铁丝容易滑落，于是他取下铁丝，置于玻璃管内，再次测量这一杯牛奶密度（过程中杯内液体总量不变），则测得密度与原来相比（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

实验探究题普通