Question

14．小明参观科技馆时，看到下面的资料：
“蛟龙号”载人深潜器（如图所示）是我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器，也是目前世界上下潜能力最深的作业型载人潜水器．“蛟龙号”可在占世界海洋面积99.8%的广阔海域中使用，对于我国开发利用深海的资源有着重要的意义．
“蛟龙号”，最大工作设计深度为7000米．“蛟龙号”深海通讯靠“声”不靠“电磁”，陆地通信主要靠电磁波，速度可以达到光速．但这一利器到了水中却没了用武之地，电磁波在海水中只能深入几米．“蛟龙号”潜入深海数千米，如何与海面母船保持联系呢？
科学家们研发了具有世界先进水平的高速水声通讯技术，采用声纳通讯．
根据以上资料和学过的知识，回答下列问题：
（1）潜水器在下潜过程中受到海水的压力逐渐变大；
（2）下潜到海面下7000m深处时受到海水的压强是7×10⁷Pa；（海水密度按1.0×10³kg/m³计算）
（3）潜入深水的“蛟龙号”工作室内的科学家是靠超声波与海面上的母船进行信号联系的．
（4）声在水中传播速度是1500m/s，如果母船上的人向7000m深度的蛟龙号发出信号，大约经9.3s收到返回的信号．

Answer 1

分析 （1）潜水器在下潜过程中所处的深度逐渐变大，根据p=ρgh可知所受海水压强的变化，潜水器的表面积不变，根据F=pS可知受到海水的压力变化；
（2）根据p=ρgh求出下潜到海面下7000m深处时受到海水的压强；
（3）在海水中常用超声波传递信息；
（4）蛟龙号发出信号再收到返回的信号时传播的路程为水深的2倍，又知道声在水中传播速度，根据v=$\frac{s}{t}$求出需要的时间．

解答 解：（1）潜水器在下潜过程中所处的深度逐渐变大，
由p=ρgh可知，所受海水的压强逐渐变大，
因潜水器的表面积不变，
所以，由p=$\frac{F}{S}$的变形式F=pS可知，受到海水的压力逐渐变大；
（2）下潜到海面下7000m深处时受到海水的压强：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×7000m=7×10⁷Pa；
（3）电磁波在海水中只能深入几米，科学家采用声纳通讯，是利用超声波传递信息；
（4）声音传播的路程：
s=2h=2×7000m=14000m，
由v=$\frac{s}{t}$可得，声音的传播时间：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{14000m}{1500m/s}$≈9.3s．
故答案为：（1）变大；（2）7×10⁷；（3）超声波；（4）9.3．

点评 本题考查了液体压强公式和固体压强公式、速度公式、回声定位的原理和应用，要注意电磁波在海水中的衰减很快，传播距离有限，常用声波在海水中传递信息．