Question

14．小明參觀科技館時，看到下面的資料：
“蛟龍?zhí)枴陛d人深潛器（如圖所示）是我國首臺自主設(shè)計、自主集成研制的作業(yè)型深海載人潛水器，也是目前世界上下潛能力最深的作業(yè)型載人潛水器．“蛟龍?zhí)枴笨稍谡际澜绾Ｑ竺娣e99.8%的廣闊海域中使用，對于我國開發(fā)利用深海的資源有著重要的意義．
“蛟龍?zhí)枴�，最大工作設(shè)計深度為7000米．“蛟龍?zhí)枴鄙詈Ｍㄓ嵖俊奥暋辈豢俊半姶拧保�陸地通信主要靠電磁波，速度可以達(dá)到光速．但這一利器到了水中卻沒了用武之地，電磁波在海水中只能深入幾米．“蛟龍?zhí)枴睗撊肷詈��?shù)千米，如何與海面母船保持聯(lián)系呢？
科學(xué)家們研發(fā)了具有世界先進(jìn)水平的高速水聲通訊技術(shù)，采用聲納通訊．
根據(jù)以上資料和學(xué)過的知識，回答下列問題：
（1）潛水器在下潛過程中受到海水的壓力逐漸變大；
（2）下潛到海面下7000m深處時受到海水的壓強(qiáng)是7×10⁷Pa；（海水密度按1.0×10³kg/m³計算）
（3）潛入深水的“蛟龍?zhí)枴惫ぷ魇覂?nèi)的科學(xué)家是靠超聲波與海面上的母船進(jìn)行信號聯(lián)系的．
（4）聲在水中傳播速度是1500m/s，如果母船上的人向7000m深度的蛟龍?zhí)柊l(fā)出信號，大約經(jīng)9.3s收到返回的信號．

Answer 1

分析 （1）潛水器在下潛過程中所處的深度逐漸變大，根據(jù)p=ρgh可知所受海水壓強(qiáng)的變化，潛水器的表面積不變，根據(jù)F=pS可知受到海水的壓力變化；
（2）根據(jù)p=ρgh求出下潛到海面下7000m深處時受到海水的壓強(qiáng)；
（3）在海水中常用超聲波傳遞信息；
（4）蛟龍?zhí)柊l(fā)出信號再收到返回的信號時傳播的路程為水深的2倍，又知道聲在水中傳播速度，根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出需要的時間．

解答 解：（1）潛水器在下潛過程中所處的深度逐漸變大，
由p=ρgh可知，所受海水的壓強(qiáng)逐漸變大，
因潛水器的表面積不變，
所以，由p=$\frac{F}{S}$的變形式F=pS可知，受到海水的壓力逐漸變大；
（2）下潛到海面下7000m深處時受到海水的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×7000m=7×10⁷Pa；
（3）電磁波在海水中只能深入幾米，科學(xué)家采用聲納通訊，是利用超聲波傳遞信息；
（4）聲音傳播的路程：
s=2h=2×7000m=14000m，
由v=$\frac{s}{t}$可得，聲音的傳播時間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{14000m}{1500m/s}$≈9.3s．
故答案為：（1）變大；（2）7×10⁷；（3）超聲波；（4）9.3．

點(diǎn)評 本題考查了液體壓強(qiáng)公式和固體壓強(qiáng)公式、速度公式、回聲定位的原理和應(yīng)用，要注意電磁波在海水中的衰減很快，傳播距離有限，常用聲波在海水中傳遞信息．