3.阅读材料,回答问题。
中国载人深潜新坐标——“奋斗者”号
随着我国科技的进步和无数海洋人的努力和探索,“奋斗者”号载人深潜器于2020年11月10日,成功潜入海底10 909 m,再次向世界展示中国力量!
普通潜艇是通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变自重,从而控制其下潜或上浮的。但万米深度,海水压强很大,深潜器无法产生这么大的高压将舱内海水排出。为了实现下潜和上浮,“奋斗者”号带了4块压载铁,总质量为2 t。当“奋斗者”号准备上浮时,它会抛掉压载铁,压载铁所受重力与其浮力的差值等于它能为深潜器提供的额外浮力。为帮助上浮,“奋斗者”号还穿有一件“救生衣”——浮力块,它对深潜器能产生的额外浮力等于它自身所受浮力与重力之差。浮力块的材料为微米级大小的空心玻璃微珠。在海水高盐环境下,材料必须耐腐蚀,海面下复杂的水流会不断冲刷,因此材料还必须耐磨。
深潜器需要尽可能降低它的重心,以提高稳定性,另外也要使自身重力分布均匀。如果重力分布不均匀,在下潜或上浮过程中,平衡就会受影响,所以要合理设计压载铁、浮力块等物体的放置位置。已知“奋斗者”号体积约为50 m³,空载时质量约为24 t,其前端有三个观察窗,每个观察窗的表面积大约是0.2 m²。(海水的密度$\rho_{海水}$取$1.0×10^3 kg/m^3$,压载铁的密度$\rho=8.0×10^3 kg/m^3$,g取10 N/kg)

(1)当“奋斗者”号深潜器需要回到水面时,它在深海中需要通过抛掉压载铁实现上浮,而不能像普通潜艇那样采用排水的方法实现上浮,原因可能是
(2)若海水的密度均匀,“奋斗者”号在从水面下10 m下潜至深度为10 000 m的过程中,所受海水的压强逐渐
(3)深潜器下潜至10 000 m深处时,海水压强为
(4)下列四幅图中,压载铁和浮力块的放置位置最合理的是图

(5)若把“奋斗者”号携带的压载铁全部抛掉,将会为“奋斗者”号提供
(6)如图甲所示,“奋斗者”号在完成探测任务上浮到水面后,“探索一号”科考船对其进行了回收,小亮在实验室模拟了这一过程,如图乙所示,通过实验,小亮发现当A物块回收放置在B物块上后,水面将

甲
乙
中国载人深潜新坐标——“奋斗者”号
随着我国科技的进步和无数海洋人的努力和探索,“奋斗者”号载人深潜器于2020年11月10日,成功潜入海底10 909 m,再次向世界展示中国力量!
普通潜艇是通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变自重,从而控制其下潜或上浮的。但万米深度,海水压强很大,深潜器无法产生这么大的高压将舱内海水排出。为了实现下潜和上浮,“奋斗者”号带了4块压载铁,总质量为2 t。当“奋斗者”号准备上浮时,它会抛掉压载铁,压载铁所受重力与其浮力的差值等于它能为深潜器提供的额外浮力。为帮助上浮,“奋斗者”号还穿有一件“救生衣”——浮力块,它对深潜器能产生的额外浮力等于它自身所受浮力与重力之差。浮力块的材料为微米级大小的空心玻璃微珠。在海水高盐环境下,材料必须耐腐蚀,海面下复杂的水流会不断冲刷,因此材料还必须耐磨。
深潜器需要尽可能降低它的重心,以提高稳定性,另外也要使自身重力分布均匀。如果重力分布不均匀,在下潜或上浮过程中,平衡就会受影响,所以要合理设计压载铁、浮力块等物体的放置位置。已知“奋斗者”号体积约为50 m³,空载时质量约为24 t,其前端有三个观察窗,每个观察窗的表面积大约是0.2 m²。(海水的密度$\rho_{海水}$取$1.0×10^3 kg/m^3$,压载铁的密度$\rho=8.0×10^3 kg/m^3$,g取10 N/kg)
(1)当“奋斗者”号深潜器需要回到水面时,它在深海中需要通过抛掉压载铁实现上浮,而不能像普通潜艇那样采用排水的方法实现上浮,原因可能是
在万米深度,海水压强很大,深潜器无法产生这么大的高压将舱内海水排出
。(2)若海水的密度均匀,“奋斗者”号在从水面下10 m下潜至深度为10 000 m的过程中,所受海水的压强逐渐
变大
,所受浮力不变
。(均填“变大”、“变小”或“不变”)(3)深潜器下潜至10 000 m深处时,海水压强为
$1×10^8$
Pa,一个观察窗所受到的海水压力为$2×10^7$
N。(4)下列四幅图中,压载铁和浮力块的放置位置最合理的是图
B
。(5)若把“奋斗者”号携带的压载铁全部抛掉,将会为“奋斗者”号提供
$1.75×10^4$
N的额外浮力。(6)如图甲所示,“奋斗者”号在完成探测任务上浮到水面后,“探索一号”科考船对其进行了回收,小亮在实验室模拟了这一过程,如图乙所示,通过实验,小亮发现当A物块回收放置在B物块上后,水面将
不变
(填“上升”、“下降”或“不变”)。甲
乙
答案
3.(1)在万米深度,海水压强很大,深潜器无法产生这么大的高压将舱内海水排出
(2)变大 不变
(3)$1×10^8$ $2×10^7$
(4)B
(5)$1.75×10^4$
(6)不变
(2)变大 不变
(3)$1×10^8$ $2×10^7$
(4)B
(5)$1.75×10^4$
(6)不变
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