题目

如图甲所示是一种自动浮沉的装置。其制作过程如下： ①将新鲜的植物枝条插入装有湿润泥沙的烧瓶中，并放入一支盛有适量二氧化碳缓冲液的试管； ②烧瓶口紧包一个可伸缩的气球，调节泥沙的质量，使烧瓶悬浮在装有水的容器中； ③将装置置于实验室中，白天用1千勒克斯以上的光源持续照射，晚上使装置处于黑暗中。 资料1：二氧化碳缓冲液能调节烧瓶内二氧化碳气体的浓度，并使其基本保持不变。 资料2：烧瓶中植物对二氧化碳的吸收量和光照强度的关系如乙所示。 根据上述信息，请你对自动浮沉装置白天和夜晚的浮沉状况做出判断，并结合所学知识予以解释。 答案：白天烧瓶上浮露出水面，晚上下沉到水底。白天，光照强度在1千勒克斯以上，植物光合作用强于呼吸作用，产生氧气多于消耗的氧气，而二氧化碳基本保持不变。烧瓶内气体增多，气球膨胀，导致浮力增大。根据质量守恒定律，烧瓶重力保持不变。而原来烧瓶悬浮时浮力等于重力，所以白天浮力会大于重力，烧瓶会上浮露出水面。晚上，植物只进行呼吸作用消耗氧气；气体减少，气球收缩，导致浮力减小。所以晚上浮力会小于重力，烧瓶下沉到水底。

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