1. 2012年,中国自主研发的“蛟龙”号载人潜水器海试成功,它是当时世界上下潜最深的作业型载人潜水器,下潜深度达7062米。(18分)
(1)“蛟龙”号漂浮在水面上时,所受的浮力和重力大小,方向。(2分)
(2)其他国家也在研制更大下潜深度的载人潜水器,主要采用高强度钢和钛合金等材料,新焊接技术,以及适合深潜的耐压结构等制成。以上说明我们制造“蛟龙”号一定需要()。
A.沉的材料
B.浮的材料
C.半沉半浮
(3)“蛟龙”号载人潜水器腹下有四块压载铁,下潜完成任务以后,丢弃这四块压载铁,“蛟龙”号会上浮。“蛟龙”号载人潜水器是改变自身的(填“重量”或“体积”)来实现上浮和下沉的。
(4)为了研究压载铁的作用,小科准备了三个相同的瓶子,用沙子模拟压载铁,其中①号是空瓶,②号瓶子中装了约$\frac{1}{3}$的沙,③号瓶子中装了约$\frac{2}{3}$的沙,盖紧瓶盖,放入装水的水槽中,沉浮情况如右图所示。若把①、②、③号三个瓶子分别单独放入水槽中,水位线上升最小的是()。

A.①号瓶
B.②号瓶
C.③号瓶
(5)在第(4)题的对比实验中,保持不改变的条件是()。
A.瓶子的体积
B.瓶子的材料
C.瓶子的总重量
(6)通过第(4)题的对比实验,我们得出的结论是。
(7)如图,①号瓶受到的浮力②号瓶受到的浮力③号瓶受到的浮力。(均填“大于”“小于”或“等于”)
(8)“蛟龙”号载人潜水器四块压载铁的作用是。

相等
相反
A
重量
A
A
相同体积的物体，重的容易沉，轻的容易浮
小于
小于
增加潜水器的重力，使潜水器在水中能下沉

【分析】
本题围绕“蛟龙”号潜水器的沉浮问题，结合二力平衡、物体沉浮条件、控制变量法等知识点解题：
1. 第(1)题：漂浮时物体受力平衡，根据二力平衡判断浮力与重力的关系和方向；
2. 第(2)题：深潜需要潜水器能下沉，据此选择合适材料；
3. 第(3)题：丢弃压载铁改变了潜水器总重量，结合沉浮变化判断改变的物理量；
4. 第(4)题：水位上升高度与排开水的体积相关，排开体积越小，水位上升越小，据此分析；
5. 第(5)题：对比实验需控制变量，明确研究变量是总重量，确定保持不变的条件；
6. 第(6)题：结合三个瓶子的体积、重量差异，总结沉浮规律；
7. 第(7)题：根据阿基米德原理，浮力大小由排开体积决定，比较三个瓶子的排开体积判断浮力大小；
8. 第(8)题：结合压载铁的作用，分析其对潜水器沉浮的影响。
【解析】
(1) 物体漂浮时处于平衡状态，根据二力平衡，浮力与重力大小相等；浮力方向竖直向上，重力方向竖直向下，故方向相反。
(2) 深潜的潜水器需要能下沉，需采用密度大、易沉的材料，故选A。
(3) 丢弃压载铁后，潜水器总重量减小，重力小于浮力而上浮，说明潜水器通过改变自身重量实现沉浮。
(4) 水位上升高度与排开体积成正比，排开体积越小，水位上升越小。①号瓶漂浮，浸入水中体积最小，排开体积最小，因此水位上升最小，故选A。
(5) 对比实验研究重量对沉浮的影响，需保持瓶子体积不变（三个瓶子相同，体积一致），故选A。
(6) 三个瓶子体积相同，装沙越多（重量越大），越容易下沉，因此结论：相同体积的物体，重的容易沉，轻的容易浮。
(7) 根据阿基米德原理，排开体积越大，浮力越大。①号排开体积＜②号＜③号，故①号浮力小于②号，②号小于③号。
(8) 压载铁的作用是增加潜水器总重力，使潜水器能下沉，完成下潜任务。
【答案】
相等；相反；A；重量；A；A；相同体积的物体，重的容易沉，轻的容易浮；小于；小于；增加潜水器的重力，使潜水器在水中能下沉
【知识点】
物体沉浮条件；二力平衡；控制变量法
【点评】
本题结合“蛟龙”号潜水器的实际应用，考查沉浮相关知识，涉及二力平衡、阿基米德原理等，需学生理解沉浮规律并应用，难度适中。
【难度系数】
0.5

2.制作小船。(15分)
小科和东东利用一块铝箔纸自制一艘载重量大的小船。为了更好地完成任务，他们先做好了两个设计方案，如下图：(单位:厘米)

(1)他们想制造一艘载重量大的小船,他们应该选()。
A.方案1
B.方案2
C.都可以
(2)他们先后选择了2种方案制作小船,在选择了方案2进行制作时,船的长、宽、高分别是、、。(3分)
(3)在测量船的载重量时,为了使船稳定,在放重物时,应()。
A.全部放在船首
B.全部放在船尾
C.使船首船尾质量差不多
(4)第一次测试,小科把制作好的小船放入水中,向船中加绿豆。当绿豆的数量加到96颗时,小船刚好沉没,那么小科制作的这艘小船的载重量为()。
A.96颗绿豆
B.95颗绿豆
C.95颗蚕豆
(5)东东将弹珠作为重物来测试小船的最大载重量，测试了2次发现，在放第4颗的时候，小船向一侧倾斜后沉入水底，对倾斜的原因解释比较合理的是()。
A.弹珠太重
B.弹珠易滚动
C.弹珠摆放的位置不均匀
(6)小科按方案1和方案2分别制作了两艘船，测得两艘船最多能装的垫圈数量相同，下列说法正确的是()。
A.这说明船的载重量与船只体积大小无关
B.这是因为两艘船的体积相差不大，以及实验误差的影响
C.实验失败，必须采用和课本上一样大小的铝箔纸进行实验
(7)他们打算给小船安装一个动力装置，下面是一些材料的参考价格：(2分)

①一种组合可以制作出一种动力装置，组合所需费用最多。
②有同学选择了组合2作为动力，反向旋转塑料叶轮使橡皮筋变细变长，然后松开，塑料叶轮就能快速转动，这个动力装置的动力来自于橡皮筋的。

A
6厘米
6厘米
3厘米
C
B
B
B
3
弹力

【分析】
1. 第(1)题：小船载重量与排开水量（体积）正相关，体积越大载重量越大，需比较两方案体积选更大的；
2. 第(2)题：直接读取方案2的设计尺寸即可；
3. 第(3)题：船稳定需受力平衡，重物分布均匀时船首船尾质量相近，避免倾斜；
4. 第(4)题：小船刚好沉没时的绿豆数为临界值，最大载重量是沉没前的数量；
5. 第(5)题：弹珠易滚动，摆放不均导致船身倾斜，与重量无关；
6. 第(6)题：体积相近时载重量可能相同，存在实验误差，不能说明体积与载重量无关；
7. 第(7)题：①比较材料组合费用选最高的；②橡皮筋形变产生弹力，是动力来源。
【解析】
(1) 小船载重量由排开水量决定，体积越大载重量越大，方案1体积更大，故选A；
(2) 方案2的设计尺寸为长6厘米、宽6厘米、高3厘米；
(3) 放重物时使船首船尾质量相近，船更稳定，故选C；
(4) 小船刚好沉没时绿豆数为96颗，最大载重量是沉没前的95颗，故选B；
(5) 弹珠易滚动，摆放位置不均导致船倾斜，故选B；
(6) 两艘船体积相差不大，实验误差导致装的垫圈数相同，故选B；
(7) ①根据材料价格，组合3费用最多；②橡皮筋形变产生弹力，动力来自弹力。
【答案】
A；6厘米；6厘米；3厘米；C；B；B；3；弹力
【知识点】
物体沉浮与体积；平衡原理；弹力
【点评】
本题结合小船制作实践，考察浮力、平衡、弹力等知识，贴近生活，难度适中，能检验学生对相关知识的应用能力。
【难度系数】
0.6