题目内容
【题目】2014年4月14日,为寻找失联的MH370航班,启用了“蓝鳍金枪鱼-21”自主水下航行器进行深海搜寻。其外形与潜艇相似(如图所示),其相关参数为:体积1m3、重量7 500 N,最大潜水深度4 000 m,最大航速7.5 km/h(不考虑海水密度变化,海水密度ρ取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)它在最大深度所受的海水的压强是多少?假设该航行器上有面积为2×10-3 m2的探测窗口,这时窗口承受海水的压力是多少?
(2)航行器停留在水下300 m深处作业时,若遇故障发动机关闭,试分析判断航行器的浮沉情况;
(3)“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时,能静止漂浮在海面上,求此时“金枪鱼”露出海面的体积为多大?
【答案】(1)4×107 Pa;8×104 N;(2)航行器将上浮;(3)0.25 m3。
【解析】
(1)它在最大深度所受的海水的压强:
p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4 000 m=4×107 Pa,
由p=可得,这时窗口承受海水的压力:
F=pS=4×107 Pa×2×10-3 m2=8×104 N;
(2)航行器停留在水下300 m深处作业时,受到的浮力:
F浮=ρgV排=ρgV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1 m3=1.0×104 N,
航行器重力G=7 500 N,因为F浮>G,所以航行器在海水中将上浮;
(3)因“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时恰能静止漂浮在海面上,此时它所受的浮力:
F浮'=G=7500 N,
由F浮=ρV排g可得,此时排开海水的体积
===0.75 m3,
露出海面体积为:
V露=VV排=1 m30.75 m3=0.25 m3。
答:(1)它在最大深度所受的海水的压强是4×107Pa;假设该航行器上有面积为2×103m2的探测窗口,这时窗口承受海水的压力是8×104N;
(2)航行器停留在水下300m深处作业时,若遇故障发动机关闭,航行器将上浮;
(3)“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时,能静止漂浮在海面上,此时“金枪鱼”露出海面的体积为0.25m3。
【题目】木兰溪大桥夜景无疑是莆田最为亮丽,最具吸引众人目光的场所之一。
(1)1889年法国巴黎世博会让爱迪生发明的白炽灯正式登上了人类文明舞台。白炽灯是根据电流的 _________效应制成的;
(2)木兰溪大桥的灯光全部使用 LED 照明灯进行装饰,LED 灯使用的是发光二极管,二极管具有单向_________的特性.
(3)根据下表完成下列问题:
2 W的LED灯技术参数
光源:LED 芯片功率:2W | 色温:3000~7000K | 环境湿度:≤95% |
输入电压:12V | 散射角度:15~120 度适用 温度:-45℃~+80℃ | 色彩饱和度:80 |
① LED 灯正常工作时的电流是_________A。(计算结果保留两位小数)
② 若2W的LED灯可以相当40W的白炽灯的亮度,则每天正常工作10h,使用LED灯比使用白炽灯每天可节约的电能为_________kW·h。