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2015年1月我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器(如图甲)对印度洋进行深海探矿、海底高精度地形测量.“蛟龙号”的外壳选择了钛合金板作主材,其主要技术参数如表.蛟龙号挂有适当
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2015年1月我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器(如图甲) 对印度洋进行深海探矿、海底高精度地形测量.“蛟龙号”的外壳选择了钛合金板作主材,其主要技术参数如表.蛟龙号挂有适当数量的压载铁,可通过改变压载铁的数量,来控制其下沉或上浮.并采用科学家们研发的具有世界先进水平的高速水声通信技术,即声纳通信.

“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.每节这种蓄电池的放电电压随时间的变化规律如图乙,可以用70A的电流连续放电13h.
(1)在深海工作区内,“蛟龙号”与海面上工作人员联系时采用了___传递信息.
(2)“蛟龙号”的外壳选择钛合金板,这主要是因为这种材料具有较大___.
(3)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
(4)“蛟龙号”采用“深潜器无动力下潜上浮技术”,它是靠改变___来实现浮沉.当它悬停在工作区时,“蛟龙号”自身所受的浮力为___N.(设海水的密度ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)
(5)“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.
(6)“蛟龙号”完成任务,乘员取出载荷上岸后,“蛟龙号”漂浮在海面上,由起重装置将其匀速竖直吊离水面,起重装置起吊拉力的功率随时间变化的图象如图丙所示,图丙中P2=2P1.t1时刻“蛟龙号”的排水体积___m3 (不考虑水的阻力,g取10N/kg).
自身体积/m3 | 50.46 | 最大速度/节 | 25 |
自身质量/kg | 2.2×104 | 最大载荷(不包括乘员体重)/kg | 220 |
最大下潜深度/m | 7000 | 乘员人数(每人体重不超过80kg) | 3 |

“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.每节这种蓄电池的放电电压随时间的变化规律如图乙,可以用70A的电流连续放电13h.
(1)在深海工作区内,“蛟龙号”与海面上工作人员联系时采用了___传递信息.
(2)“蛟龙号”的外壳选择钛合金板,这主要是因为这种材料具有较大___.
(3)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
(4)“蛟龙号”采用“深潜器无动力下潜上浮技术”,它是靠改变___来实现浮沉.当它悬停在工作区时,“蛟龙号”自身所受的浮力为___N.(设海水的密度ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)
(5)“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.
(6)“蛟龙号”完成任务,乘员取出载荷上岸后,“蛟龙号”漂浮在海面上,由起重装置将其匀速竖直吊离水面,起重装置起吊拉力的功率随时间变化的图象如图丙所示,图丙中P2=2P1.t1时刻“蛟龙号”的排水体积___m3 (不考虑水的阻力,g取10N/kg).
▼优质解答
答案和解析
(1)“蛟龙号”深海潜水器在海水里与海面上的母船传递声音、图象、文字等信息,是利用水声通信系统发出的超声波;
(2)液体压强随深度的增加而增大,要克服深海海水产生的巨大压强,所选的材料必须有很强的硬度,而钛合金板就属于硬度大,稳定性强的材料;
(3)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;故选C;
(4)“蛟龙号”采用“深潜器无动力下潜上浮技术”,它是靠改变自身重力来实现浮沉.
当它悬停在工作区时,“蛟龙号”自身所受的浮力为:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×50.46m3=5.046×105N;
(5)电源的质量m=
=8kg;
一节蓄电池的能量:W1=UIt=1.6V×70A×13×3600s=5.25×106J,
蓄电池的节数=
=
≈77(节)
(6)设在t1、t2时刻起重装置对探测器的拉力分别为F1、F2,探测器的速度为v,
t1时刻,探测器:F1+F浮=mg,可得F1=mg-F浮,
t2时刻,探测器:F2=mg,
由题知,P2=2P1,
即:F2v=2F1v,
则F2=2F1,
所以mg=2(mg-F浮)
F浮=
mg=
×22×103kg×10N/kg=1.1×105N,
因为F浮=ρ水V排g,
所以V排=
=
=11m3.
故答案为:(1)超声波;(2)硬度;(3)C;(4)自身重力;5.046×105;(5)8;77;(6)11.
(1)“蛟龙号”深海潜水器在海水里与海面上的母船传递声音、图象、文字等信息,是利用水声通信系统发出的超声波;
(2)液体压强随深度的增加而增大,要克服深海海水产生的巨大压强,所选的材料必须有很强的硬度,而钛合金板就属于硬度大,稳定性强的材料;
(3)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;故选C;
(4)“蛟龙号”采用“深潜器无动力下潜上浮技术”,它是靠改变自身重力来实现浮沉.
当它悬停在工作区时,“蛟龙号”自身所受的浮力为:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×50.46m3=5.046×105N;
(5)电源的质量m=
112kW•h |
14kW•h/kg |
一节蓄电池的能量:W1=UIt=1.6V×70A×13×3600s=5.25×106J,
蓄电池的节数=
W |
W1 |
112×3.6×106J |
5.25×106J |
(6)设在t1、t2时刻起重装置对探测器的拉力分别为F1、F2,探测器的速度为v,
t1时刻,探测器:F1+F浮=mg,可得F1=mg-F浮,
t2时刻,探测器:F2=mg,
由题知,P2=2P1,
即:F2v=2F1v,
则F2=2F1,
所以mg=2(mg-F浮)
F浮=
1 |
2 |
1 |
2 |
因为F浮=ρ水V排g,
所以V排=
F浮 |
ρ水g |
1.1×105N |
1.0×103kg/m3×10N/kg |
故答案为:(1)超声波;(2)硬度;(3)C;(4)自身重力;5.046×105;(5)8;77;(6)11.
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