2020年5月，我国自主研制的"海斗一号"全海深自主遥控潜水器(如图所示），搭乘“探索一号”科考船赴马里亚纳海沟，多次实现万米深度海底下潜探测，填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。设潜水器与配重总重3.1×105N，体积30m3 ，以一定速度匀速下潜到海底，完成作业后，自主抛掉配重而上浮，达到一定速度后又匀速上浮，假设匀速上浮与下潜过程中体积相同且恒定、阻力大小恒定不变，海水密度恒为1.0×103kg/m3 ，取g=10N/kg。求：

1. 2020年5月，我国自主研制的"海斗一号"全海深自主遥控潜水器(如图所示），搭乘“探索一号”科考船赴马里亚纳海沟，多次实现万米深度海底下潜探测，填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。设潜水器与配重总重3.1×10⁵N，体积30m³ ，以一定速度匀速下潜到海底，完成作业后，自主抛掉配重而上浮，达到一定速度后又匀速上浮，假设匀速上浮与下潜过程中体积相同且恒定、阻力大小恒定不变，海水密度恒为1.0×10³kg/m³ ，取g=10N/kg。求：

(1) 潜水器下潜过程中受到的浮力；

(2) 潜水器下潜过程中受到的阻力；

(3) 潜水器抛掉的配重的重力。

【考点】

二力平衡的条件及其应用; 阿基米德原理;

【答案】

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解答题困难

1. 工匠用皇帝给的金子和银子制作了皇冠，质量与皇帝原来发的金银总质量一样。但有人举报工匠用银子代替了金子，于是让阿基米德来破案。阿基米德依据的是测力计在水里称量物体的示数会减小，测金子会减轻原来的 $\text{[math]}$ ，测银子会减轻原来的 $\text{[math]}$

(1) 请你用科学知识来说明为什么测力计称量水里物体的示数会减小?

(2) 相同质量的银子代替了金子，在水中称量的结果差异占原来多少?

(3) 如果差异0.15千克，则说明多少千克金子被银子替换了?

解答题普通

2. 如图是检修员对射电天文望远镜一一“中国天眼”进行体检的情景。检修员通过牵引绳将氦气球与身体连接（图甲），使检修员对反射面板的压力减小到面板能够承受的范围之内。已知氦气球（包括球内氦气）连同吊索等配件的总质量为180kg，体积为200m³；反射面板能承受的最大压力为120N。（g=10N/kg）

(1) 氦气球受到的浮力是多大?（空气的密度ρ_空气=1.29kg/m³）

(2) 若检修员需要携带20kg的检修装备，则检修员最大质量为多少千克才能开展正常检修工作?

(3) 图乙为“中国天眼”建造地的地形图，从停车场到达瞭望台有①和②两条步道，选择哪条道路登山更合适?请说明理由。

解答题普通

3. 学习了弹簧秤的使用后，小敏完成了下列实验（弹簧秤重力不计）。

(1) 小敏将弹簧秤挂钩连在墙上，在拉环处施加水平向左10牛的力使弹簧秤水平静止（图甲），此时弹簧秤的读数为牛。

(2) 小敏取下弹簧秤，连接在两个相同木块之间（图乙），用水平向左10牛的力使整体一起做匀速直线运动。此时弹簧秤的读数（选填“>”“<”或“=”）图甲中的读数，木块A所受到的摩擦力为牛。

解答题普通