① 如图甲所示,我国的“海斗一号”是目前能潜入马里亚纳海沟的性能最强大的深潜器。为了解深潜器制作的主要难度来自于哪些因素,小渝和同学们进行了“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。

(1)实验时,通过U形管两侧液面的
(2)用手指按压图乙中探头的橡皮膜,发现U形管两侧的液面有明显高度差且升降灵活,说明该装置气密性良好。气密性良好的U形管压强计
(3)同学们猜想液体压强与液体深度和液体密度有关。如图丙、丁所示,两个烧杯内装有不同的液体,对比丙、丁两图,
(4)小渝取出U形管,并将不相容的油和水装入其中,待液体稳定后,液面有明显分界线,测出各段距离如图戊所示,则油的密度为
(1)实验时,通过U形管两侧液面的
高度差
来反映液体压强的大小。(2)用手指按压图乙中探头的橡皮膜,发现U形管两侧的液面有明显高度差且升降灵活,说明该装置气密性良好。气密性良好的U形管压强计
不是
(填“是”或“不是”)连通器。(3)同学们猜想液体压强与液体深度和液体密度有关。如图丙、丁所示,两个烧杯内装有不同的液体,对比丙、丁两图,
不能
(填“能”或“不能”)得出液体压强与液体密度有关的初步结论。他在图丁基础上,继续将金属盒下移一段距离,发现压强变大,说明液体压强随深度
增大而增大。若其中一种液体是盐水,则在盐水中30cm深处的压强是3600
Pa(已知$\rho_{盐}=1.2×10^3 kg/m^3$,$g$取10N/kg)。(4)小渝取出U形管,并将不相容的油和水装入其中,待液体稳定后,液面有明显分界线,测出各段距离如图戊所示,则油的密度为
0.9
g/cm³(已知$\rho_{水}=1×10^3 kg/m^3$)。答案
1.(1)高度差 (2)不是 (3)不能 深度 3600 (4)0.9
② 假期,小美一家开启深海科技探究之旅。请根据她在学习中获得的信息完成相关计算。分析过程忽略液体扰动等次要因素,$\rho_{海水}=\rho_{水}=1.0×10^{3}kg/m^{3}$,$g=10N/kg$。
(1)2024年12月,我国首艘覆盖全球深远海探测并具备冰区载人深潜的科考船——“探索三号”在南沙启航。若科考船搭载货物和船员的总质量为$9×10^{6}kg$,船排开海水体积为$1×10^{4}m^{3}$,求船的质量。
(2)“探索三号”科考船把搭载的深海勇士号载人潜水器从空中开始竖直下放,如图甲所示。将潜水器外形视为底面积为$27m^{2}$的长方体,图乙是吊绳受到拉力大小与时间的关系图像,图丙是潜水器下降速度与时间的关系图像。潜水器保持不晃动,动力装置未启动。从吊绳拉力为$8.65×10^{5}N$开始,到潜水器刚好浸没为止,求潜水器底部受到海水压强的变化量。

(3)潜水器在某海底区域进行打捞作业。打捞前,潜水器静止时与海底接触面积为$S_{0}$,对海底压强为$p_{0}$。若打捞的物品总质量为$m_{1}$,密度为$\rho_{1}$,物品装入绳网悬挂于潜水器外壁,绳网的质量和体积忽略不计。现需抛掉挂在潜水器外壁密度为$\rho_{2}$的压载物,使潜水器实现无动力悬浮,求抛掉的压载物总质量$m_{2}$。(用$S_{0}、p_{0}、m_{1}、\rho_{1}、\rho_{水}、\rho_{2}、g$表示)
(1)2024年12月,我国首艘覆盖全球深远海探测并具备冰区载人深潜的科考船——“探索三号”在南沙启航。若科考船搭载货物和船员的总质量为$9×10^{6}kg$,船排开海水体积为$1×10^{4}m^{3}$,求船的质量。
(2)“探索三号”科考船把搭载的深海勇士号载人潜水器从空中开始竖直下放,如图甲所示。将潜水器外形视为底面积为$27m^{2}$的长方体,图乙是吊绳受到拉力大小与时间的关系图像,图丙是潜水器下降速度与时间的关系图像。潜水器保持不晃动,动力装置未启动。从吊绳拉力为$8.65×10^{5}N$开始,到潜水器刚好浸没为止,求潜水器底部受到海水压强的变化量。
(3)潜水器在某海底区域进行打捞作业。打捞前,潜水器静止时与海底接触面积为$S_{0}$,对海底压强为$p_{0}$。若打捞的物品总质量为$m_{1}$,密度为$\rho_{1}$,物品装入绳网悬挂于潜水器外壁,绳网的质量和体积忽略不计。现需抛掉挂在潜水器外壁密度为$\rho_{2}$的压载物,使潜水器实现无动力悬浮,求抛掉的压载物总质量$m_{2}$。(用$S_{0}、p_{0}、m_{1}、\rho_{1}、\rho_{水}、\rho_{2}、g$表示)
答案
2.(1)$1×10^6kg$ (2)$2.5×10^4Pa$ (3)$m_2=\frac{\rho_2(\rho_1-\rho_水)}{\rho_1(\rho_2-\rho_水)}m_1+\frac{\rho_2 p_0 S_0}{(\rho_2-\rho_水)g}$
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