题目内容

7．在实现登月“访吴刚、会嫦娥”千年夙愿的同时，我们一直在追寻着下海“闯龙宫、见龙王”的梦想．2011年7月，我国首台自主设计、自主集成的载人潜水器“蛟龙”号（如图所示，其主要技术参数如下表），在经过布放、下潜、上浮、回收等一系列操作后，顺利完成5000m级海试任务．2012年6月3日赴马里亚纳海沟向7000m级发起冲击，“上九天揽月、下五洋捉鳖”成为现实．（g取l0N/kg）
（1）根据表中提供的信息，计算说明设计制造时，“蛟龙”号至少承受的压强是多大？
（2）“蛟龙号”上一面积为50cm2的观测窗口：在上述两种深度的探测中承受的压力增加了多少？
（3）“蛟龙”号采用“深潜器无动力下潜上浮技术”，其两侧配备4块相同的压载块，当其到达设定深度时，可抛卸其中2块压载块，使其处于悬浮状态，从而实现各种实验作业．粗略计算小铁块的体积为多大时，才能使“蛟龙”号最大负载时实现悬浮静止状态？（海水的密度取1.0×103kg/m3，铁的密度是7.9×103kg/m3，计算结果保留1位小数）
规格：长8.2m  宽3.0m  高3.4m
空重：22t（不含乘员体重及压载铁重）
最大载荷：220kg（不包括乘员体重）
最大速度：25节（巡航1节）
目前最大下潜深度：7000m
乘员：3人（每名乘员的体重不超过80kg）

分析 （1）已知最大下潜深度，由液体压强公式p=ρgh求产生的压强．
（2）根据公式△p=ρg△h求压强差，利用F=pS求出压力．
（3）对“蛟龙号”受力分析，由平衡条件求铁块的体积．

解答 解：（1）p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa．
（2）△p=ρg△h=1×103kg/m3×10N/kg×2000m=2×107Pa，
△F=△pS=2×107Pa×50×10-4m2=1×105N；
（3）“蛟龙号”悬浮时，所受浮力和重力是平衡力，
重力G=mg+2m铁g=（22000kg+220kg+3×80kg）×10N/kg+2×10N/kg×m铁=224600N+2×10N/kg×m铁；
受到的浮力F浮=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×8.2m×3m×3.4m=836400N；
所以铁块的质量m铁=$\frac{836400N-224600N}{2×10N/kg}$=30590kg；
铁块的体积为V=$\frac{{m}_{铁}}{{ρ}_{铁}}$=$\frac{30590kg}{7.9×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$≈3.8m3．
答：（1）“蛟龙”号至少承受的压强是7×107Pa；
（2两种深度的探测中承受的压力增加了1×105N；
（3）“小铁块的体积为3.8m3时，才能使“蛟龙”号最大负载时实现悬浮静止状态．

点评 本题以“蛟龙号”潜水器潜水为背景考查了求：海水压强、铁块的体积，判断潜水器的运动状态，考查的点较多，是一道难题．

练习册系列答案
相关题目
17．已知酒精的比热容比较小，质量和温度都相同的水和酒精放出相同热量后，比较水和酒精的温度（　　）
A．水较高B．酒精较高C．一样高D．无法判断
18．下列物态变化现象中，属于液化的是（　　）
A．春天，河里的冰逐渐变成水
B．水烧开时冒出大量“白气”
C．洒在教室地面上的水慢慢变干
D．放在电冰箱冷冻室中的矿泉水结成了冰
15．小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值，实验步骤如下：

（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，这样做的目的是排尽注射器筒内的空气．
（2）如图所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚好被拉动时，记下弹簧测力计的示数为7.5N
（3）用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为6.0cm，计算得到活塞的横截面积为0.75cm2．
（4）计算得到大气压强的数值为1.0×105Pa．
（5）小明了解到班内同学的实验误差普遍很大，有的偏大，有的偏小，请分析，该实验过程中导致误差的因素有注射器的气密性不好、活塞与注射器壁间有摩擦．
2．（1）一质量为5kg的木块静止在水平桌面上，请在图1中画出木块的受力示意图．
（2）如图2所示，一个烧杯盛有适量的水斜置于一个斜面上静止，一个小球在烧杯中悬浮，用力的示意图画出小球在水中所受到力．
（3）请画出图3中物块A对斜面的压力及A受到的重力的示意图．
12．一物体质量为18kg，如图所示，小明用定滑轮将该物体在4s内匀速提高2m．所用拉力为200N．此过程中，使用此定滑轮的目的是改变施力方向，（省力或改变施力方向）；拉力的功率是100W；此装置的机械效率是90%（取g=10N/kg）．
19．小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所作的总功为W1，效率为η1，拉绳子的力为F1；用乙滑轮所作的总功为W2，拉绳子的力为F2，机械效率为η2，若不计绳重与摩擦，滑轮重小于物重，则（　　）
A．W1=W2，F1=F2，η 1=η2B．W1=W2，F1＜F2，η1＜η2
C．W1＜W2，F1＞F2，η1＜η2D．W1＜W2，F1＞F2，η1＞η2
16．小明利用轻质杆（可视为杠杆）和透明塑料小桶、弹簧测力计等器材测量未知液体的密度，如图甲，用细线系在O点将轻质杆吊起，杆的一端B悬挂塑料小桶．
（1）如图乙，手持弹簧测力计在竖直方向时针指在零刻线的下方，所以实验前进行的操作是使弹簧测力计调零；
（2）请把下列实验过程补充完整：
①小桶不加液体，在A位置向下拉测力计使杠杆水平平衡，记录弹簧测力计的示数为F1；
②测量并记录O点到A点的距离LA，O点到B点的距离LB；（A点位置不变）
③将适量的水注入小桶中，在桶壁上标记水面位置，记录弹簧测力计的示数为F2；
④将小桶内的水全部倒出，再注入待测液体到达标记处，使杠杆再次水平平衡，记录弹簧测力计的示数为F3；
（3）实验中可以省去的操作是②．（填步骤前的序号）
17．如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内有一位于纸面的电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的过程中（　　）
A．导体框所受安培力方向相同B．导体框中产生的焦耳热相同
C．导体框边bc两端电压相同D．通过导体框截面的电荷量相同

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