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题型:综合题 题类: 难易度:困难

2024年广东省珠海市金湾区一模物理试题

如图所示,杠杆A端悬挂物块,B端悬挂砝码(砝码盘质量不计),杠杆左右两边力臂相同,杠杆均处于平衡状态,每个砝码的质量为100g,g取10N/kg。

(1)由图甲的状态可知,物块受到的重力为N;

(2)如图乙所示,将物块浸没在水中,物块受到绳子的拉力为N,受到水的浮力为N。此时,烧杯中水位升高了4cm,则烧杯底部受到水的压强增加了Pa;

(3)如图丙所示,把水换成另一种液体后,物块露出水面的体积为总体积的 , 则该种液体的密度值为kg/m3;相比乙图,物块所受的浮力(选填“变大”“变小”或“不变”)。

举一反三
据中国科学院深海科学与工程研究所消息,完成首次环大洋洲载人深潜科考航次任务后,“探索一号”科考船携“奋斗者”号载人潜水器于2024年3月11日返抵海南三亚。本航次中,“奋斗者”号总共完成了63次有效下潜作业载人数量大29人;其中在克马德克海沟完成下潜31次,4次下潜深度超万米,10次下潜深度超9000米,平均深度7429米,下潜最大深度10010.9米,刷新了我国载人深潜的新纪录。“奋斗者”号的载人舱设计为球形,如图所示。球形结构可以将深海的压力向四周分散开来,从而可以承受更大的压力。“奋斗者”号最引人注目的是中国科学院金属研究所钛合金团队采用自主发明的Ti62A钛合金新材料,为“奋斗者”号建造了世界最大、搭载人数最多的潜水器载人舱球壳,它比“蛟龙”号更抗压,实现了下潜更大的深度,载人舱的研制极大推动了我国材料力学和结构力学的发展。“奋斗者”号还采用了新型固体浮力材料保障潜水器安全返回水面。浮力材料要求抗很大的水压,这些新型固体浮力材料的关键部分是成千上万个纳米级大小的玻璃微珠组成,每个玻璃微珠中间是空心的,固体浮力材料的研制突破了我国浮力材料研究的关键技术。

“奋斗者”号的总质量为20.8t,某次执行任务时,在它的外部挂好2t的压载铁,无论是下潜、悬停、还是上浮,压载铁都起到了巨大的作用。下潜开始时,往水舱内注水,当下潜到最大深度10010.9米时,“奋斗者”号通过适时抛掉0.8t的压载铁实现悬停,当在10010.9米完成工作后,潜航员需要再抛掉剩余的压载铁,才能实现上浮。

目前,中国成为世界上万米下潜次数和人数最多的国家。“奋斗者”号为我国探索海洋科学奥秘,保护和合理利用海洋资源提供了强大支撑。(已知海水的密度ρ=1.0×103kg/m3 , g=10N/kg)请根据上述材料回答下列问题:

(1)某次执行任务中,“奋斗者”号载人潜水器用时3h,下潜了9km,则它的速度是多少千米每小时?

(2)“奋斗者”号的载人舱设计为球形,载人舱球壳使用了Ti62A钛合金和新材料新型固体浮力材料建造,都是为了抵抗深海中海水巨大的压强,当“奋斗者”号载人潜水器观察窗下潜到9000m时,求观察窗受到海水的压强多大?

(3)请计算“奋斗者”号的体积?

(4)“奋斗者”号下潜开始时,往水舱内注水。当完成工作后,潜航员需要再抛掉剩余的压载铁,才能实现上浮,爱思考的小明同学觉得排掉水舱内的水也可以上浮,请你分析小明的想法能否实现,为什么?

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