Question

19．阅读短文，回答问题：
潜水艇
潜水艇的艇体由双层船壳构成，外层与海水接触，为坚硬的耐压壳．潜水艇在上浮和下潜时，其体积是一定的．
两层船壳之间是水柜，从船头到船尾有许多隔板，把水柜分成许多部分．如图所示，每一部分都装有一个接高压空气的阀门和两个与海水相通的阀门：阀门1和阀门2，利用三个阀门关闭与打开的不同组合，就可以改变水柜中的水的多少，实现潜艇的上浮与下沉．打开高压空气阀门，向水柜内注入高压空气时，通过阀门将水柜内水排出，潜水艇上浮；反之，关闭高压空气阀门，海水通过阀门流入水柜内，潜水艇则下潜．
我国自行设计和建造的“蛟龙号”载人潜水器下潜到最深达7062m海底，创造了深潜水的世界纪录．在这一深度，海水对潜水器1m²表面产生的压力为7.3×10⁷N．
（1）假设海水密度不随深度变化，潜水艇在上浮且未浮出水面过程中，受到水的浮力不变（变小/不变/变大）．
（2）“蛟龙号”载人潜水器下潜到7062m海底时，水对其表面的压强为7.3×10⁷Pa．
（3）使原来处于海底的潜水艇上浮是通过B．
A．增大潜水艇的浮力，使浮力大于重力
B．减小潜水艇的重力，使重力小于浮力
C．增大水柜内气体的压强，使浮力小于重力
D．减小水柜内气体的压强，使浮力大于重力
（4）请用所学知识解释，为什么潜水器下潜的最大深度取决于外壳材料的耐压性能．
答：潜水器下潜的深度越深，外壳材料受到的海水压强越大．
（5）关于水柜的说法正确的是C．
A．向柜内注水时，应打开阀门1，关闭阀门2
B．向柜内注水时，应打开阀门2，关闭阀门1
C．向柜内注入高压空气时，应打开阀门2，关闭阀门1
D．向柜内注入高压空气时，应打开阀门1，关闭阀门2．

Answer 1

分析 （1）根据题意结合阿基米德原理分析；
（2）由题意，根据p=$\frac{F}{S}$求水对其表面的压强；
（3）根据浮沉的条件结合题意确定正确选项；
（4）根据液体内部压强随深度的增加而增大分析回答；
（5）从防止高压气体举出和液体内部压强随深度的增加而增大综合分析．

解答 解：（1）因潜水艇在上浮和下潜时，其体积是一定的，根据阿基米德原理，潜水艇在上浮且未浮出水面过程中，受到水的浮力不变；
（2）“蛟龙号”载人潜水器下潜到7062m海底时，根据海水对潜水器1m²表面产生的压力为7.3×10⁷N．
水对其表面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{7.3×1{0}^{7}N}{1{m}^{2}}$=7.3×10⁷Pa；
（3）由题意知：打开高压空气阀门，向水柜内注入高压空气时，通过阀门将水柜内水排出，潜水艇上浮；
故原来处于海底的潜水艇上浮是通过减小潜水艇的重力，使重力小于浮力来实现的，选B；
（4）因液体内部压强随深度的增加而增大，故潜水器下潜的深度越深，外壳材料受到的海水压强越大，故潜水器下潜的最大深度取决于外壳材料的耐压性能；
（5）AB、向柜内注水时应关闭高压空气阀门，因液体内部压强随深度的增大而变大，再打开阀门1，关闭阀门2海水通过阀门1流入水柜内，故AB均错误；
CD、向柜内注入高压空气时，为防止高压空气溢出，故应关闭阀门1，打开阀门2，通过阀门2将水排出，故C正确、D错误．
故答案为：（1）不变；
（2）7.3×10⁷；
（3）B；
（4）潜水器下潜的深度越深，外壳材料受到的海水压强越大；
（5）C．

点评 本题考查物体的浮沉条件、液体内部压强的规律、压强的计算等知识，关键是从题干中获取有效的信息．