我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器(如图甲)完成下潜深度7000m的深海潜试,标志着我国成为第五个掌握大深度载人深潜技术的国家.蛟龙号带有适当数量的压载铁,通过改变压

发布时间:2020-08-11 19:01:25

我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器(如图甲)完成下潜深度7000m的深海潜试,标志着我国成为第五个掌握大深度载人深潜技术的国家.蛟龙号带有适当数量的压载铁,通过改变压载铁的数量,来控制其下沉或上浮.蛟龙号工作时,开始因压载铁的数量较多,浮力小于重力而下沉.到达工作区后,抛掉部分压载铁,使其浮力接近于重力,减小螺旋桨的工作压力.工作结束后,抛掉所有的压载铁,蛟龙号这时浮力大于重力而上升.
“蛟龙号”的电源是由多节充油银锌蓄电池串联而成.这种电源的“比能量”约为14kW?h/kg,“比能量”是指电池单位质量所输出的电能.这种蓄电池的放电电压随时间的变化规律如图,可以用60A的电流连续放电13h.

(1)加速下沉的“蛟龙号”,若在经过某一密度均匀的海水区域时,迅速抛掉部分压载铁,使其所受浮力等于重力,不计水的阻力,则其将______
A.继续加速下沉??????B.减速下沉??????C.匀速下沉?????D.立即静止
(2)在深海工作区内,“蛟龙号”以2km/h的速度水平巡航到1000m外的另一个工作区需要______h.
(3)“蛟龙号”的体积约为20m3,深海工作区海水的密度为1.06×103kg/m3.则“蛟龙号”在工作区所受的浮力为多少N?“蛟龙号”的质量约为多少kg?(g取10N/kg)
(4)“蛟龙号”工作时,需要的总能量约为112kW?h.则其电源的质量约为______kg,为了对“蛟龙号”正常供电,串联的蓄电池不得少于______节.

网友回答

解:(1)抛掉部分压载铁,使其所受浮力等于重力,不计水的阻力,受的是平衡力,它将保持原状态做匀速下沉运动;
(2)∵v=,
∴航行的时间:t===0.5h;
(3)“蛟龙号”在工作区所受的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.06×103kg/m3×10N/kg×20m3=2.12×105N;
在工作区时浮力接近于重力,即G=F浮=2.12×105N,
∵G=mg,
∴蛟龙号的质量:m===2.12×104kg;
(4)电源的质量m′==8kg;
一节蓄电池的能量:W1=UIt=1.6V×60A×13×3600s=4.5×106J,
蓄电池的节数==≈90(节).
答:(1)C;(2)0.5;(3)“蛟龙号”在工作区所受的浮力为2.12×105N;“蛟龙号”的质量约为2.12×104kg;
(4)8;90.
解析分析:(1)不计水的阻力,所受浮力等于重力,受的是平衡力,物体将做匀速运动;
(2)根据v=求出时间;
(3)根据F浮=ρ水gV排求出浮力;在工作区时浮力接近于重力,G=F浮,根据G=mg求出质量.
(4)根据蓄电池的比能量求出蓄电池的质量;根据W=UIt一节蓄电池的电能,再求出蓄电池的节数.

点评:此题主要考查的是学生对平衡力、速度、浮力、质量、电能计算公式的理解和掌握,综合性很强的题目,难度不大.
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