Question

5．深海探測器利用“深海潛水器無動力下潛上浮技術(shù)”，其兩側(cè)配備多塊相同的壓載鐵，當(dāng)其到達(dá)設(shè)定深度時，拋卸壓載鐵，使其懸浮、上浮等，并通過探測器觀察窗觀察海底世界．其深海探測器在一次海底科考活動中，經(jīng)過下潛、懸浮、上浮等一系列操作后，順利完成任務(wù)．如圖所示，是該探測器觀察窗所受海水壓強(qiáng)隨時間變化的P-t圖象，以下說法正確的是（　　）

• A． 探測器在B、C、D三個位置所受浮力的大小關(guān)系是F_浮B＜F_浮C＜F_浮D
• B． 探測器在下潛、上浮二個階段，在豎直方向的速度大小關(guān)系是v_下沉＞v_上浮
• C． 探測器在第3h、第5h和第8h的三個時刻，觀察窗所受壓力大小的關(guān)系是F_5h＞F_3h＞F_8h
• D． 探測器在下潛的最深處處于懸浮狀態(tài)，受到重力大于浮力

Answer 1

分析 （1）根據(jù)F_浮=ρgV_排可比較探測器在B、C、D三個位置，所受浮力的大小關(guān)系；
（2）p=ρgh，p與時間成正比，h就與時間成正比，根據(jù)AB段是勻速運動，代表下沉階段；類似地，CD段也是勻速運動，代表上浮階段；
（3）根據(jù)3h、第5h和第8h的三個時刻所受的壓強(qiáng)關(guān)系，利用壓強(qiáng)公式變形分析觀察窗所受壓力大小的關(guān)系
（4）潛水器在水下懸浮，受到的重力和浮力大小相等．

解答 解：
A、探測器在B、C、D三個位置，都是浸沒，V_排=V_物，故由F_浮=ρgV_排可知，探測器在B、C、D三個位置，所受浮力的大小是相等的，故A錯誤；
B、p=ρgh，p與時間成正比，h就與時間成正比，所以AB段是勻速運動，代表下沉階段；CD段也是勻速運動，代表上浮階段；
因為p相同，就代表h相同，AB段所用時間較長，所以速度小于CD段，故B錯誤；
C、由圖象可知，3h所受壓強(qiáng)為7.5×10⁴Pa，5h所受壓強(qiáng)為10×10⁴Pa，8h所受壓強(qiáng)為4.5×10⁴Pa，根據(jù)p=ρgh和F=pS可知，5h所受壓力大于3h所受壓力，3h所受壓力大于8h所受壓力，即F_5h＞F_3h＞F_8h，故C正確；
D、潛水器在水面下處于懸停時，它在豎直方向上受到的重力與浮力大小相等、方向相反、作用在同一直線上，是一對平衡力，故D錯誤；
故選C．

點評 牛頓動力學(xué)問題是中考考查的重點，而與中國科技進(jìn)步相關(guān)的高科技問題更能激起學(xué)生的愛國熱情，本題借助最新的物理情景，考查了牛頓動力學(xué)問題，解題的關(guān)鍵是會將實際問題轉(zhuǎn)換為物理模型．