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(5)为了验证猜想三,小华设计的方案是:同一辆小车分别从距斜面底端不同距离处由静止释放,测出下滑的时间,请指出小华的方案存在问题是
改变长度时,没有控制高度一定
。答案
24. (5)改变长度时,没有控制高度一定
【解析】为验证猜想三,应保证其他条件不变,改变小车在斜面上下滑的长度,将小车分别从距斜面底端不同距离处由静止释放,在此过程中没有控制高度一定,因此该方案不合理。
【解析】为验证猜想三,应保证其他条件不变,改变小车在斜面上下滑的长度,将小车分别从距斜面底端不同距离处由静止释放,在此过程中没有控制高度一定,因此该方案不合理。
解析
【分析】
判断实验方案是否合理需依据控制变量法：探究某一因素对实验结果的影响时，只能改变该因素，其他可能影响结果的因素必须保持不变。小华的方案中，改变小车下滑长度（距斜面底端不同距离）时，未控制小车释放的初始高度相同，导致存在两个变量，无法准确验证猜想三，因此方案存在问题。
【解析】
验证猜想三需运用控制变量法，仅改变要探究的下滑长度，保持其他条件不变。小华将小车从距斜面底端不同距离处释放时，小车的初始高度会随距离变化而改变，未控制初始高度一定，存在多个变量，无法准确探究下滑长度对相关结果的影响，故方案不合理。
【答案】
改变长度时，没有控制高度一定
【知识点】
控制变量法；实验方案评估
【点评】
本题考查实验探究中控制变量法的应用，要求学生能识别实验设计的变量控制缺陷，是初中物理实验探究的基础考点，需学生掌握控制变量法的核心逻辑。
【难度系数】
0.5
判断实验方案是否合理需依据控制变量法：探究某一因素对实验结果的影响时，只能改变该因素，其他可能影响结果的因素必须保持不变。小华的方案中，改变小车下滑长度（距斜面底端不同距离）时，未控制小车释放的初始高度相同，导致存在两个变量，无法准确验证猜想三，因此方案存在问题。
【解析】
验证猜想三需运用控制变量法，仅改变要探究的下滑长度，保持其他条件不变。小华将小车从距斜面底端不同距离处释放时，小车的初始高度会随距离变化而改变，未控制初始高度一定，存在多个变量，无法准确探究下滑长度对相关结果的影响，故方案不合理。
【答案】
改变长度时，没有控制高度一定
【知识点】
控制变量法；实验方案评估
【点评】
本题考查实验探究中控制变量法的应用，要求学生能识别实验设计的变量控制缺陷，是初中物理实验探究的基础考点，需学生掌握控制变量法的核心逻辑。
【难度系数】
0.5
25.（9分）信息阅读题。
水下滑翔机
水下滑翔机是一种新型的水下机器人。如图甲所示，是我国自主研发的“海燕－X”深海水下滑翔机，身长1.8 m，直径0.3 m，质量72.1 kg。机身由铝制合金材料制成，外观采用流线型设计，最大下潜深度达10 619 m，刷新了下潜深度的最新世界纪录。为了实现自动上浮和下潜，水下滑翔机设有密封舱和非密封舱，如图乙所示。密封舱内的内油囊和非密封舱内的外油囊由管道相连，通过液压泵实现液压油的内外流动。
水下滑翔机常态下依靠改变浮力实现浮沉，并借助一对“机翼”和“尾翼”更好地向前滑行。首先，水下滑翔机从海面俯冲进入水中，向前滑行很长一段距离。当坠落到预定深度后，液压泵开始工作，使液压油流动，滑翔机上浮；当到达海面，并向卫星传输已经收集到的数据后，液压泵反向工作，滑翔机再次下潜……如此往复，在茫茫深海中前行。滑翔机驱动融合了最新的浮力驱动与螺旋桨推进技术，可持续不间断工作30天左右。
（1）下列说法错 误 的是
A. 滑翔机实现上浮和下潜的原理与潜水艇浮沉的原理相同
B. 滑翔机静止在海面上受到平衡力
C. 滑翔机从海面俯冲进入水中时，惯性不变
D. 下潜过程中，滑翔机所受液体压强逐渐变大
（2）水下滑翔机采用流线型外形，是为了减小滑翔时的
（3）水下滑翔机的机身选用的是密度
（4）当水下滑翔机从水面再次下潜时，液压泵工作，使内油囊中油的质量
（5）已知海水密度随深度变化如表所示，在图丙中描点并用平滑的曲线作出$\rho - h$图像。
（6）当水下滑翔机浸没在水中，外油囊中无油时，排开水的体积为$0.05\ \mathrm{m}^3$，根据第（5）题表格信息，推算当该滑翔机在600 m深度悬浮时，外油囊中油的体积为
水下滑翔机
水下滑翔机是一种新型的水下机器人。如图甲所示，是我国自主研发的“海燕－X”深海水下滑翔机，身长1.8 m，直径0.3 m，质量72.1 kg。机身由铝制合金材料制成，外观采用流线型设计，最大下潜深度达10 619 m，刷新了下潜深度的最新世界纪录。为了实现自动上浮和下潜，水下滑翔机设有密封舱和非密封舱，如图乙所示。密封舱内的内油囊和非密封舱内的外油囊由管道相连，通过液压泵实现液压油的内外流动。
水下滑翔机常态下依靠改变浮力实现浮沉，并借助一对“机翼”和“尾翼”更好地向前滑行。首先，水下滑翔机从海面俯冲进入水中，向前滑行很长一段距离。当坠落到预定深度后，液压泵开始工作，使液压油流动，滑翔机上浮；当到达海面，并向卫星传输已经收集到的数据后，液压泵反向工作，滑翔机再次下潜……如此往复，在茫茫深海中前行。滑翔机驱动融合了最新的浮力驱动与螺旋桨推进技术，可持续不间断工作30天左右。
（1）下列说法
A
（填字母）。A. 滑翔机实现上浮和下潜的原理与潜水艇浮沉的原理相同
B. 滑翔机静止在海面上受到平衡力
C. 滑翔机从海面俯冲进入水中时，惯性不变
D. 下潜过程中，滑翔机所受液体压强逐渐变大
（2）水下滑翔机采用流线型外形，是为了减小滑翔时的
阻力
。（3）水下滑翔机的机身选用的是密度
小
、硬度大
的合金材料。（4）当水下滑翔机从水面再次下潜时，液压泵工作，使内油囊中油的质量
增加
，外油囊的体积减少
。（均选填“增加”或“减少”）（5）已知海水密度随深度变化如表所示，在图丙中描点并用平滑的曲线作出$\rho - h$图像。
（6）当水下滑翔机浸没在水中，外油囊中无油时，排开水的体积为$0.05\ \mathrm{m}^3$，根据第（5）题表格信息，推算当该滑翔机在600 m深度悬浮时，外油囊中油的体积为
0.02
$\mathrm{m}^3$。（忽略海水压强对油和滑翔机外壳体积的影响，$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$）答案
25. (1)A (2)阻力 (3)小 大 (4)增加 减少 (5)
(6)0.02【点拨】本题考查浮力和压强的综合知识,注意根据题干中的信息分析解答,难度中等。
【解析】(1)A.潜水艇靠改变自身的重力来实现浮沉,而滑翔机是通过改变自身体积来实现浮沉的,故A错误;B.滑翔机静止时处于平衡状态,因此受到平衡力的作用,故B正确;C.惯性只与物体的质量有关,质量大的物体惯性大,由于滑翔机从海面俯冲进入水中时,质量不变,因此惯性不变,故C正确;D.液体压强随深度的增加而增大,因此下潜过程中,滑翔机所受液体压强逐渐变大,故D正确;
(2)水下滑翔机的外形设计成流线型,是为了减小阻力;
(3)水下滑翔机的机身应使用密度小、硬度大的合金材料;
(4)需要下潜时,液压泵将外油囊中的油压进内油囊,使内油囊中油的质量增加,外油囊的体积减小,从而使得排开水的体积减小,浮力减小,当受到的浮力小于重力时滑翔机下潜;
(5)根据表格数据描点画出图像,如图所示;
(6)滑翔机悬浮在600 m时,由表格可知,海水的密度为$1\ 030\ \mathrm{kg/m}^3$;滑翔机悬浮,受到的浮力等于其重力,即$F_{\mathrm{浮}}=G=mg=72.1\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=721\ \mathrm{N}$;根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{海水}}gV_{\mathrm{排}}$可知,悬浮时滑翔机排开海水的体积为:$V_{\mathrm{排}}=\frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{海水}}g}=\frac{721\ \mathrm{N}}{1\ 030\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=0.07\ \mathrm{m}^3$;则外油囊中油的体积为:$V=V_{\mathrm{排}}-V'_{\mathrm{排}}=0.07\ \mathrm{m}^3-0.05\ \mathrm{m}^3=0.02\ \mathrm{m}^3$。
解析
【分析】
本题为信息阅读题，需结合水下滑翔机的工作原理，逐一分析各小题：
1. 第(1)题：判断错误选项，需明确潜水艇与滑翔机浮沉原理的差异、平衡力、惯性、液体压强的知识点；
2. 第(2)题：流线型外形的作用是减小运动时的阻力；
3. 第(3)题：深海环境要求机身材料密度小（减轻自重）、硬度大（抗高压）；
4. 第(4)题：下潜时需减小浮力，通过油囊体积变化实现，液压油从外油囊流入内油囊；
5. 第(5)题：根据海水密度随深度变化的对应点，描点绘制ρ-h图像；
6. 第(6)题：利用悬浮条件（浮力等于重力）计算排开体积，再结合已知排开体积求油的体积。
【解析】
(1) 逐个分析选项：
A. 潜水艇通过改变自身重力实现浮沉，而滑翔机是通过改变排开海水的体积（即浮力）实现浮沉，原理不同，故A错误；
B. 滑翔机静止在海面上时，处于平衡状态，受到平衡力作用，故B正确；
C. 惯性仅与物体质量有关，滑翔机俯冲时质量不变，惯性不变，故C正确；
D. 液体压强随深度增加而增大，下潜时深度变大，压强变大，故D正确；因此选A。
(2) 流线型外形可减小滑翔时受到的水的阻力，故填“阻力”。
(3) 深海环境需要机身材料密度小（减轻整体重量，便于上浮）、硬度大（抵抗深海高压），故依次填“小”“大”。
(4) 下潜时需减小浮力，液压泵将外油囊中的油压入内油囊，使内油囊中油的质量增加，外油囊体积减少，排开海水体积减小，浮力减小，小于重力时下潜，故依次填“增加”“减少”。
(5) 根据海水密度随深度的对应点（如h=0时ρ=1020kg/m³，h=200m时ρ=1025kg/m³，h=600m时ρ=1030kg/m³等），用平滑曲线连接各点，绘制ρ-h图像。
(6) 滑翔机悬浮时，浮力等于重力：
$G = mg = 72.1\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 721\ \mathrm{N}$；
由图知600m深度海水密度$\rho=1030\ \mathrm{kg/m}^3$，根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}}=\rho gV_{\mathrm{排}}$，得悬浮时排开体积：
$V_{\mathrm{排}} = \frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho g} = \frac{721\ \mathrm{N}}{1030\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg}} = 0.07\ \mathrm{m}^3$；
外油囊中油的体积为排开体积与无油时排开体积的差：
$V_{\mathrm{油}} = V_{\mathrm{排}} - V'_{\mathrm{排}} = 0.07\ \mathrm{m}^3 - 0.05\ \mathrm{m}^3 = 0.02\ \mathrm{m}^3$。
【答案】
(1)A；(2)阻力；(3)小；大；(4)增加；减少；(5)（图像略）；(6)0.02
【知识点】
浮力、压强、密度
【点评】
本题以水下滑翔机为载体，结合信息阅读考查多个物理知识点，需从题干中提取关键信息，结合物理原理分析，综合性较强，难度中等。
【难度系数】
0.5
本题为信息阅读题，需结合水下滑翔机的工作原理，逐一分析各小题：
1. 第(1)题：判断错误选项，需明确潜水艇与滑翔机浮沉原理的差异、平衡力、惯性、液体压强的知识点；
2. 第(2)题：流线型外形的作用是减小运动时的阻力；
3. 第(3)题：深海环境要求机身材料密度小（减轻自重）、硬度大（抗高压）；
4. 第(4)题：下潜时需减小浮力，通过油囊体积变化实现，液压油从外油囊流入内油囊；
5. 第(5)题：根据海水密度随深度变化的对应点，描点绘制ρ-h图像；
6. 第(6)题：利用悬浮条件（浮力等于重力）计算排开体积，再结合已知排开体积求油的体积。
【解析】
(1) 逐个分析选项：
A. 潜水艇通过改变自身重力实现浮沉，而滑翔机是通过改变排开海水的体积（即浮力）实现浮沉，原理不同，故A错误；
B. 滑翔机静止在海面上时，处于平衡状态，受到平衡力作用，故B正确；
C. 惯性仅与物体质量有关，滑翔机俯冲时质量不变，惯性不变，故C正确；
D. 液体压强随深度增加而增大，下潜时深度变大，压强变大，故D正确；因此选A。
(2) 流线型外形可减小滑翔时受到的水的阻力，故填“阻力”。
(3) 深海环境需要机身材料密度小（减轻整体重量，便于上浮）、硬度大（抵抗深海高压），故依次填“小”“大”。
(4) 下潜时需减小浮力，液压泵将外油囊中的油压入内油囊，使内油囊中油的质量增加，外油囊体积减少，排开海水体积减小，浮力减小，小于重力时下潜，故依次填“增加”“减少”。
(5) 根据海水密度随深度的对应点（如h=0时ρ=1020kg/m³，h=200m时ρ=1025kg/m³，h=600m时ρ=1030kg/m³等），用平滑曲线连接各点，绘制ρ-h图像。
(6) 滑翔机悬浮时，浮力等于重力：
$G = mg = 72.1\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 721\ \mathrm{N}$；
由图知600m深度海水密度$\rho=1030\ \mathrm{kg/m}^3$，根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}}=\rho gV_{\mathrm{排}}$，得悬浮时排开体积：
$V_{\mathrm{排}} = \frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho g} = \frac{721\ \mathrm{N}}{1030\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg}} = 0.07\ \mathrm{m}^3$；
外油囊中油的体积为排开体积与无油时排开体积的差：
$V_{\mathrm{油}} = V_{\mathrm{排}} - V'_{\mathrm{排}} = 0.07\ \mathrm{m}^3 - 0.05\ \mathrm{m}^3 = 0.02\ \mathrm{m}^3$。
【答案】
(1)A；(2)阻力；(3)小；大；(4)增加；减少；(5)（图像略）；(6)0.02
【知识点】
浮力、压强、密度
【点评】
本题以水下滑翔机为载体，结合信息阅读考查多个物理知识点，需从题干中提取关键信息，结合物理原理分析，综合性较强，难度中等。
【难度系数】
0.5
