问题 计算题

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.

答案

(1)C  (2)0.5  

(3)浮力

在工作区时浮力接近于重力,则有质量

(4)8;90

题目分析: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,所以蛟龙号将匀速下沉,选C;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时间:;蛟龙号”在工作区所受的浮力为

在工作区时浮力接近于重力,则有质量

由于电源的“比能量”约为14kW.h/kg,需要的总能量约为112kW.h.所以需要的电源的质量为:112kW.h÷14kW.h/kg=8kg;为了对“蛟龙号”正常供电,串联的蓄电池不得少于90节。

点评:解决本题的关键是熟知各个物理量的求法,属于难度较大的试题。

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