潜水艇在国家的国防中占有重要位置,潜水艇的艇壳是用高强度的特种钢板制造,某潜水艇最大下潜深度可达350m,潜水艇的总体积为1.5×103m3,水舱未充海水时,潜水艇总重量为9×106N,艇内两侧有水舱,其截面如题图所示,通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜水艇的自重,从而使其下沉或上浮,(g取10N/kg,海水密度取1g/cm3)。求:
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(1)水舱未充海水时,漂浮在海面的潜水艇受到的浮力是_____ N,排开海水的体积是 ______ m3;
(2)为使潜水艇完全潜入海水中,至少应向水舱充入海水的质量_____ t;
(3)潜水艇在水面下匀速下潜的过程中受到海水的浮力_____ (选填“变大”,“不变”或“变小”);
(4)当潜水艇下潜至最大下潜深度时,受到海水的压强为_______ Pa,舱门与海水的接触面积为1.5m2,此舱门受到海水的压力为 _______ N。(用科学读数法表示)
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(1)水舱未充海水时,漂浮在海面的潜水艇受到的浮力是
(2)为使潜水艇完全潜入海水中,至少应向水舱充入海水的质量
(3)潜水艇在水面下匀速下潜的过程中受到海水的浮力
(4)当潜水艇下潜至最大下潜深度时,受到海水的压强为
更新时间:2022-07-14 17:33:51
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【推荐1】救援队用吊绳打捞一个沉到水底的实心长方体沉箱,如图甲所示,提升过程中始终以0.1m/s的速度竖直向上匀速提起。图乙是将沉箱从水底提升至离开水面过程中吊绳的拉力F随时间t变化的图像,整个提升过程用时80s,g取10N/kg,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3。若不计水的阻力和吊绳的重力及水面高度的变化,且提升过程中未遇到障碍物,求:
(1)沉箱的质量为_____ kg,t=20s时沉箱受到的浮力为 _____ N;
(2)0至40s拉力F做的功;( )
(3)在t=0时,沉箱上表面受到的压强(不计大气压强)。( )
(1)沉箱的质量为
(2)0至40s拉力F做的功;
(3)在t=0时,沉箱上表面受到的压强(不计大气压强)。
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解题方法
【推荐2】弹簧测力计下端悬挂着一个体积为1×10﹣3m3的合金球,当该球有
的体积浸入水中时,弹簧测力计的读数为10N.已知合金的密度为6×103kg/m3, 水的密度为1.0×103kg/m3 . 问:
(1)此时物体所受的浮力为多少?
(2)物体的质量为多少?该球是实心的还是空心的?
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(1)此时物体所受的浮力为多少?
(2)物体的质量为多少?该球是实心的还是空心的?
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解题方法
【推荐3】福船
福船,福建沿海一带尖底古海船的统称,上阔下窄,首尖尾宽两头翘,复原横型图如图所示。其甲板平坦,龙骨厚实,结构坚固;吃水深,容量多,善于装载,稳定性好,抗风力强,适于远洋。
与指南针对肮海贡献相媲美的“水密隔舱福船制造技艺”,是中国对世界航海发展史产生深远影响的另一项伟大发明,2010年11月15日,《中国水密隔舱福船制造技艺》被列入联合国教科文组织“急需保护的非物质文化遗产名录”。所谓“水密隔舱”,就是用厚实的隔舱板把船舱层层隔断,分隔成互不透水的一个一个舱区。在航行过程中,如果有一个或两个舱外破损,海水进不到其他舱中,从船整体看,仍然保持有足够的实力,不至沉没。“水密隔舱”技术大大提高了船舶的整体抗沉性,另外隔舱板与船壳板紧密连接,使船体结构也更加坚固,分别隔舱,还便利货物存放管理,水密隔舱福船制造技术,对于远洋航海史研究有着不可替代的重要学术价值。
南京静海寺《郑和残碑》记载:“水乐三年,将领宫军乘架二千料海船并八橹船……”,经学术界考证,与北京天坛齐名的二千料海船就是福般。“料”是当时流行的用来表示舟船大小的一种计量单位。二千料海船总长61.2米,最大宽13.8米,型深4.89米;满载时,水线长53米,水线宽13米,吃水深度为3.9米,帆装、给养、武器、人员、货物等及船自身质量总共可达1170吨。(即最大排水量可达1170吨)
郑和下西洋是人类海洋文明史的重要组成部分,是世界航海史上时间最早、规模最大的洲际航海活动,重启海上丝绸之路的今天。“福船”这个珍贵的文化符号成为新兴文化产业里重要的创作灵感,依然在启迪人们不断去开拓创新,请根据上述材料,回答下列问题:
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(1)福船采用的
(2)排水量是衡量造船能力的重要指标,请你根据文中提供的信息计算出二千料海船满载时受到的浮力
(3)当海船从淡水中驶入海水中时,船体将
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真题
【推荐1】我国自主研制的“蛟龙号”潜水器是目前世界上下潜能力最强的作业型载人潜水器,其主要技术参数如下表。“蛟龙号”主要采用声呐通讯,实现深海与陆地的联系;通过改变压载铁的数量,来控制其下沉或上浮;任务完成后,“向阳红09”船用牵引绳将其吊到甲板上。
(1)“蛟龙号”潜水器在深海工作主要通过______ (选填“电磁波”或“声波”)通信与陆地联系;若每节蓄电池电压为1.6V,为保证“蛟龙号”正常供电,串联的蓄电池不得少于______ 节;
(2)“蛟龙号”下潜到深海7000m处,求海水对“蛟龙号”观察窗
的玻璃上产生的压力;( ) (不考虑大气压的影响)
(3)“蛟龙号”抛卸所有压载铁后上浮,直到漂浮在海面上,然后由起重装置将其吊离水面。图甲是某次起重装置将漂浮在海面上的无人空载“蛟龙号”匀速吊离水面的情景,牵引绳拉力的功率随时间变化的图象如图乙,图中
,求
时刻“蛟龙号”排开海水的体积。( ) (不考虑海水的阻力)
工作电源总电压/V | 200 |
体积/![]() | 50 |
自身质量/kg | ![]() |
最大下潜深度/m | 7000 |
最大速度/节 | 25 |
(2)“蛟龙号”下潜到深海7000m处,求海水对“蛟龙号”观察窗
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(3)“蛟龙号”抛卸所有压载铁后上浮,直到漂浮在海面上,然后由起重装置将其吊离水面。图甲是某次起重装置将漂浮在海面上的无人空载“蛟龙号”匀速吊离水面的情景,牵引绳拉力的功率随时间变化的图象如图乙,图中
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【推荐2】世界最长跨海大桥 —— 港珠澳大桥,横跨伶仃洋,将香港、澳门和珠海三地连为一体,被誉为现代世界新七大奇迹之一,如图甲所示。港珠澳大桥由桥、人工岛、海底隧道三部分组成。其中6.7公里的海底隧道距离海面40多米,由33节沉管对接而成。港珠澳大桥施工海域恰好穿过中华白海豚自然保护区,这种珍稀动物是香港回归祖国的吉祥物。开工前工程师们立下了誓言:“大桥通车白海豚不搬家”。监测结果表明至大桥竣工,依然有近两千头中华白海豚欢快地栖息在港珠澳大桥周边海域。
请回答下列问题:
(1)如图乙所示,以人工岛为参照物,正在海中游动的白海豚是___________ (选填“运动”或“静止”)的;
(2)港珠澳大桥全长55km,设计通行时速100km/h。若一辆具备通行车牌的汽车按大桥设计时速行驶,至少需要多长时间才能通过大桥?( )
(3)铺设的海底隧道,距离海面40m处受到海水的压强为多少?(ρ水=1.0×103kg/m3 g=10N/kg )( )
(4)两端密封后的沉管,每节最大排水量约8万吨,由于其整体密度稍小于海水密度,所以沉管浮在海面,需用拖轮浮运至既定位置再沉放安装。若你是大桥的工程师,你如何将沉管沉放到海底安装,请运用所学浮力知识进行说明。( )
请回答下列问题:
(1)如图乙所示,以人工岛为参照物,正在海中游动的白海豚是
(2)港珠澳大桥全长55km,设计通行时速100km/h。若一辆具备通行车牌的汽车按大桥设计时速行驶,至少需要多长时间才能通过大桥?
(3)铺设的海底隧道,距离海面40m处受到海水的压强为多少?(ρ水=1.0×103kg/m3 g=10N/kg )
(4)两端密封后的沉管,每节最大排水量约8万吨,由于其整体密度稍小于海水密度,所以沉管浮在海面,需用拖轮浮运至既定位置再沉放安装。若你是大桥的工程师,你如何将沉管沉放到海底安装,请运用所学浮力知识进行说明。
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解题方法
【推荐3】如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰),它是052B型导弹驱逐舰。其满载时的排水量约为
,当驱逐舰以
的速度匀速直线航行时,受到的阻力是自身总重力的0.01倍。(海水密度近似取
)求:
(1)在水面下
深处,船体受到的海水的压强是多少?
(2)驱逐舰满载时,受到的浮力是多少?
(3)驱逐舰满载时以
的速度匀速航行,牵引力的功率是多少?
(4)同向并驾齐驱的驱逐舰之间要保持一定的距离,请用所学知识分析其中的道理。
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(1)在水面下
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(2)驱逐舰满载时,受到的浮力是多少?
(3)驱逐舰满载时以
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(4)同向并驾齐驱的驱逐舰之间要保持一定的距离,请用所学知识分析其中的道理。
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(0.65)
解题方法
【推荐1】“万米的海底,妙不可言!”—2020年11月10日8时12分,中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,创造了中国载人深潜的新纪录。
(1)潜水器从水面下100m下降到1500m的过程中受到海水的压强______ ,受到海水的浮力______ 。(两空均选填“增本”“减小”或“不变”)
(2)潜水器在马里亚纳海沟成功坐底后,受到海水的压强是多大?( ) (海水的密度取
)
(3)为了顺利完成潜水器的吊装下放,除了用一个主缆绳吊住潜水器,还有四个支架通过吸盘吸在潜水器上方。在主缆绳和四个相同吸盘提供竖直向上的拉力作用下,潜水器匀速下降,到定高度后,吸盘逐渐松开,人海前吸盘完全松开。已知潜水器的质量是36t。(不考虑水流风浪等因素的影响,海面大气压P0=1×105Pa)
①在潜水器入海前匀速下降的过程中,当主拉力为1.2×105N时,每个吸盘内的气压均为2×104Pa;下降到一定高度后,吸盘逐渐松开,当主缆绳的拉力为2.7×105N时,求此时每个吸盘内的气压是多大?( )
②吸盘完全松开后,潜水器匀速缓慢浸入海水中,当主缆绳的拉力为3×105N时,潜水器受到的浮力是多大?( )
(1)潜水器从水面下100m下降到1500m的过程中受到海水的压强
(2)潜水器在马里亚纳海沟成功坐底后,受到海水的压强是多大?
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(3)为了顺利完成潜水器的吊装下放,除了用一个主缆绳吊住潜水器,还有四个支架通过吸盘吸在潜水器上方。在主缆绳和四个相同吸盘提供竖直向上的拉力作用下,潜水器匀速下降,到定高度后,吸盘逐渐松开,人海前吸盘完全松开。已知潜水器的质量是36t。(不考虑水流风浪等因素的影响,海面大气压P0=1×105Pa)
①在潜水器入海前匀速下降的过程中,当主拉力为1.2×105N时,每个吸盘内的气压均为2×104Pa;下降到一定高度后,吸盘逐渐松开,当主缆绳的拉力为2.7×105N时,求此时每个吸盘内的气压是多大?
②吸盘完全松开后,潜水器匀速缓慢浸入海水中,当主缆绳的拉力为3×105N时,潜水器受到的浮力是多大?
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适中
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名校
解题方法
【推荐2】我国的“奋斗者”号载人潜水器最大下潜深度达到10909米,同学们针对潜水艇的制作,开展项目式学习。
【项目设计】项目小组利用硬质塑料瓶制作潜水艇,塑料瓶厚度不计,相邻两舱之间密封不连通,水舱与注射器通过塑料软管相连,推拉注射器活塞可以实现潜水器的浮沉,模型如图甲。______ ,从而排出水舱内的水,实现上浮;
(2)如图乙所示,潜水艇从B缓慢上浮到A,最终在水面保持静止。请在图丙中画出潜水艇所受浮力随时间变化的大致图像________ ;
(3)若某潜水艇的总体积是
,所用材料的总质量是0.5kg,g取10N/kg。则图甲中注射器______ (选填“能”或“不能”)替换成规格为100mL的,请说明理由:____________ ;(假设推拉注射器活塞时,装置内气体体积的变化量与水舱内水的体积变化量相同)
(4)如下为项目小组制定的评价量表:
项目小组对某潜水艇测试时发现:注射器活塞推到最左端时,潜水艇位于水槽底部。根据测试结果,对该潜水艇的浮沉情况评价级别是______ 。
【项目设计】项目小组利用硬质塑料瓶制作潜水艇,塑料瓶厚度不计,相邻两舱之间密封不连通,水舱与注射器通过塑料软管相连,推拉注射器活塞可以实现潜水器的浮沉,模型如图甲。
(2)如图乙所示,潜水艇从B缓慢上浮到A,最终在水面保持静止。请在图丙中画出潜水艇所受浮力随时间变化的大致图像
(3)若某潜水艇的总体积是
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(4)如下为项目小组制定的评价量表:
自制潜水艇评价量表 | |||
级别 内容 | 优秀 | 合格 | 待改进 |
功能仓分区设计 | 生活舱和水舱独立分开,生活舱不进水,且生活舱较大 | 生活舱和水舱独立分开,生活舱不进水 | 生活舱和水舱未独立分开 |
浮沉情况 | 潜水艇能顺利实现下潜、上浮、悬浮、漂浮 | 潜水艇能下潜、上浮、悬浮、漂浮,但较困难 | 潜水艇不能实现下潜、上浮、漂浮 |
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适中
(0.65)
【推荐3】2010年8月,我国自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”深海载人潜水器(如图所示)3000 m级海试取得成功,最大下潜深度达到3759 m.这标志着我国成为继美、法、俄、日之后的第五个掌握3500 m以上大深度载人深潜技术的国家.同年11月,“蛟龙号”载人潜水器技术改进及5000~7000 m海试课题实施方案在无锡通过专家认证.“蛟龙号”载人潜水器的总体积约为84 m3.请你解答下列问题:(ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/20/99c2e719-acc5-4881-be34-ec8eea1a9ad6.png?resizew=132)
(1)“蛟龙号”潜水器在上浮或下潜的过程中,体积几乎不发生改变.当它浸没在海水中继续下潜时,它受到的压强将_______ ,受到的浮力将__________ .据此可以猜想:“蛟龙号”潜水器主要是通过_________ 来实现上浮或下潜的.(前两空均选填“不断变大”“不断变小”或“保持不变”)
(2)当“蛟龙号”载人潜水器下潜到3000 m深处时,载人舱表面0.2 m2的面积上将承受海水多大的压力__________ ?
(3)当“蛟龙号”载人潜水器悬浮于海水中时,它所受到的浮力是多大____ ?此时它的总质量是多少___ ?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/20/99c2e719-acc5-4881-be34-ec8eea1a9ad6.png?resizew=132)
(1)“蛟龙号”潜水器在上浮或下潜的过程中,体积几乎不发生改变.当它浸没在海水中继续下潜时,它受到的压强将
(2)当“蛟龙号”载人潜水器下潜到3000 m深处时,载人舱表面0.2 m2的面积上将承受海水多大的压力
(3)当“蛟龙号”载人潜水器悬浮于海水中时,它所受到的浮力是多大
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