（2014•海门市二模）我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器（如图甲）外壳选择了钛合金板做主材，其主要技术参数如下表．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

Question

（2014•海门市二模）我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器（如图甲）外壳选择了钛合金板做主材，其主要技术参数如下表．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，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．

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．这种蓄电池的放电电压随时间的变化规律如图乙，可以用60A的电流连续放电13h．

（1）在深海工作区，“蛟龙号”与海面上工作人员联系时采用了______传递信息．
（2）运用你学过的知识说明，潜水器“下五洋”最大的困难是______，“蛟龙号”的外光选择钛合金板，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，使其所受福利等于重力，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”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．
（5）“蛟龙号”采用“深潜器无动力下潜上浮技术”，其两侧配备4块相同的压载铁，当其到达设定深度时，可抛卸其中2块压载铁，使其处于悬浮状态，从而实现各种实验作业，当“蛟龙号”悬停在工作区时，“蛟龙号”所受的浮力为______N，当每块铁块的体积为______m³时，才能使“蛟龙号”最大负载时实现悬浮静止状态．（设海水的密度ρ_水=1×10³kg/m³，g取10N/kg，ρ_铁=8×10³kg/m³）
（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）

Answer 1

（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声波；
（2）潜水器“下五洋”最大的困难是客服深海海水产生的巨大压强，因为钛金属板硬度大，稳定性强，再由公式m=ρv，可知，体积相同，密度越小，质量就越小，所以设计者选择了钛金属板作主材；
（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）电源的质量m=(112kw•h)/(14kw•h/kg)=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=(W)/(W1)=(112×3.6×106J)/(4.5×106J)≈90（节）
（5）潜艇受到的浮力F_浮=ρgV=1.0×10³kg/m³×10N/kg×50.46m³=5.046×10⁵N；
“蛟龙号”悬浮时，所受浮力和重力是平衡力，
重力G=mg+2m_铁g=（22000kg+220kg+3×80kg）×10N/kg+2×10N/kg×m_铁=224600N+2×10N/kg×m_铁；
潜艇受到的浮力F_浮=ρgV=1.0×10³kg/m³×10N/kg×8.2m×3m×3.4m=836400N；
小铁块受到的浮力F₁=2ρgV_铁=2×1.0×10³kg/m³×10N/kg×V_铁；
所以G=F_浮+F₁，
整理得：224600N+2×10N/kg×m_铁=836400N+2×1.0×10³kg/m³×10N/kg×V_铁；
224600N+2×10N/kg×ρ_铁V_铁=836400N+2×1.0×10³kg/m³×10N/kg×V_铁；
代入数据得：V_铁≈4.4m³．
（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，
∴F₂=2F₁，
∴mg=2（mg-F_浮）
F_浮=(1)/(2)mg=(1)/(2)×22×10³kg×10N/kg=1.1×10⁵N，
∵F_浮=ρ_水V_排g，
∴V_排=(F浮)/(ρ水g)=(1.1×105N)/(1×103kg/m3×10N/kg)=11m³．
故答案为：（1）声纳；（2）克服深海海水产生的巨大压强；硬度；（3）C；（4）8；90；（5）5.046×10⁵；4.4；（6）11