Question

2012年6月，“蛟龙号”潜水器下潜至7000m以下深度，下面是某同学收集的“蛟龙号”潜水器某次海试活动的有关信息．
潜水器5：29开始下滑，8：29到达7000m深度．
下滑前，潜水器停放在母船上，潜水器如图闷罐一样湿热，室温达到39.7℃，当潜水器下滑到5000m深度时，冷凝水已布满了整个舱壁．
海面海水密度为1.021×10³kg/m³，7000m深海处海水密度为1.059×10³kg/m³．
“蛟龙号”潜水器是新一代无缆（绳）潜水器，配有压载铁，当它潜到海洋深处时，潜航员会适时地抛掉一定数量的压载铁，实现潜水器的悬停或上浮．
（1）潜水器下潜7000m的平均速度是

 

km/h．
（2）潜水器下滑到500m深度时，潜水器内部产生了大量的冷凝水，这些“冷凝水”的形成是

 

．
A．汽化现象；B．液化现象；C．凝华现象；D．凝固现象．
（3）如图潜水器在7000m深度时受到的浮力比它刚潜没在海水中时受到的浮力大7980N．则潜水器的体积是多少立方米？（设潜水器体积不变，g取10N/g）
（4）科考时，如果潜水器在某区域内以某一速度匀速下降，在达到一定深度后潜水器抛弃了重为2460N的压载铁，经过一段时间后，潜水器以同样的速度匀速上升．则潜水器在匀速上升时所受阻力的大小

 

（设潜水器在该区域所受的浮力不变，所受阻力仅与速度的大小有关）
A.4920N；B.2460N；C.1230N；D.615N．

Answer 1

分析：（1）根据题意求出下潜时间，由平均速度公式求出其平均速度．
（2）物质由气态变为液态的变化是液化现象．
（3）由浮力公式求出潜水器在7000m处与刚潜没在海水中时受到的浮力，然后求出其体积．
（4）对潜水器进行受力分析，由平衡条件求出潜水器受到的阻力．

解答：解：（1）潜水器的下潜时间t=8：29-5：29=3h，
潜水器的路程s=7000m=7km，
下潜的平均速度v=

s

t

=

7km

3h

≈2.33km/h；
（2）潜水器内部的冷凝水是由潜水器内的水蒸汽遇冷放出热量变为液态的水形成的，是液化现象，故B正确．
（3）设潜水器的体积为V，它浸没在海水中排开水的体积为V，潜水器受到的浮力之差：
△F=（ρ′-ρ）gV，则V=

△F

(ρ′-ρ)g

=

7980N

(1.059×103kg/m3-1.021×103kg/m3)×10N/kg

=21m³；
（4）潜水器在同一区域所受浮力F_浮相同，速度相同，所受阻力大小相同，
潜水器匀速下潜时：G=f+F_浮，匀速上浮时：G′+f=F_浮，G-G′=2460N，解得，f=1230N，故C正确；
故答案为：（1）2.33；（2）B；（3）体积是21m³；（4）C．

点评：本题考查了求平均速度、物态变化、潜水器体积、求阻力等问题，应用平均速度公式、浮力公式、平衡条件、知道物态变化的概念即可正确解题．