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11. (2024·上海月考)质量为$3×10^6$ kg的潜水艇,其上有一个根据水压大小转化显示的深度表,如图所示.
(1)该潜水艇出厂前,静止在工厂地面上,受力面积为$1×10^3$ m²,求该潜水艇对水平地面的压强p.
(2)该潜水艇潜入长江执行任务,需向储水仓中注入$2×10^5$ kg的水,潜入长江水面下50 m深处,此时深度表示数为50 m.(江水的密度$\rho_水 = 1.0×10^3$ kg/m³)
① 求潜水艇受到江水的压强$p_水$.
② 若该潜水艇进入东海执行任务,已知$\rho_{海水}>\rho_水$,请通过推导说明当深度表上显示50 m时,实际深度$h_{海水}$与50 m的大小关系.

(1)该潜水艇出厂前,静止在工厂地面上,受力面积为$1×10^3$ m²,求该潜水艇对水平地面的压强p.
(2)该潜水艇潜入长江执行任务,需向储水仓中注入$2×10^5$ kg的水,潜入长江水面下50 m深处,此时深度表示数为50 m.(江水的密度$\rho_水 = 1.0×10^3$ kg/m³)
① 求潜水艇受到江水的压强$p_水$.
② 若该潜水艇进入东海执行任务,已知$\rho_{海水}>\rho_水$,请通过推导说明当深度表上显示50 m时,实际深度$h_{海水}$与50 m的大小关系.
答案:
(1)$2.94×10^{4}\ Pa$ (2)①$4.9×10^{5}\ Pa$ ②$h_{海水}<50\ m$ 解析:(1)潜水艇对水平地面的压力$F = G = mg = 3×10^{6}\ kg×9.8\ N/kg = 2.94×10^{7}\ N$,则其对水平地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{2.94×10^{7}\ N}{1×10^{3}\ m^{2}}=2.94×10^{4}\ Pa$。(2)①在长江水面下50 m深处,潜水艇受到江水的压强$p_{水}=\rho_{水}gh = 1.0×10^{3}\ kg/m^{3}×9.8\ N/kg×50\ m = 4.9×10^{5}\ Pa$。②潜水艇在东海执行任务,深度表上显示50 m时,受到的海水压强大小等于$p_{水}$,由$p=\rho_{液}gh$及$\rho_{海水}>\rho_{水}$可知,$h_{水}>h_{海水}$,$h_{水}=50\ m$,所以$h_{海水}<50\ m$。
12. 新素养 科学探究(2024·江苏宿迁改编)在“探究影响液体内部压强的因素”活动中,兴趣小组准备了压强计、水和盐水等实验器材.

(1)对于图甲所示压强计出现的问题,应将压强计金属盒从液体中拿出,然后______.
A. 将U形管中液体倒出一部分
B. 更换U形管中液体
C. 检查压强计的气密性
(2)正确处理存在的问题之后,将压强计的金属盒放入液体中,如图乙、丙、丁所示,需要观察和记录U形管____________.
(3)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该比较______两图所示的实验.
(4)小明利用侧壁开孔的矿泉水瓶装满水,继续探究,当他拧开瓶盖,放开两小孔M、N,在瓶底部水平放置接水盘,发现水的落点为图戊所示的B、C点,于是他将接水盘向下平移至D处,使$MA = ND$,水的落点为E、F点. 为了比较两小孔处液体压强大小,应比较AC与______的距离.
(1)对于图甲所示压强计出现的问题,应将压强计金属盒从液体中拿出,然后______.
A. 将U形管中液体倒出一部分
B. 更换U形管中液体
C. 检查压强计的气密性
(2)正确处理存在的问题之后,将压强计的金属盒放入液体中,如图乙、丙、丁所示,需要观察和记录U形管____________.
(3)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该比较______两图所示的实验.
(4)小明利用侧壁开孔的矿泉水瓶装满水,继续探究,当他拧开瓶盖,放开两小孔M、N,在瓶底部水平放置接水盘,发现水的落点为图戊所示的B、C点,于是他将接水盘向下平移至D处,使$MA = ND$,水的落点为E、F点. 为了比较两小孔处液体压强大小,应比较AC与______的距离.
答案:
(1)C (2)两侧液面的高度差 (3)丙、丁 (4)DF 解析:(1)图甲中橡皮膜受到水的压强,U形管两侧液面应存在高度差,但U形管两侧液面高度相同,说明装置可能漏气,接下来应该检查压强计的气密性,故C符合题意,A、B不符合题意。(2)本实验利用转换法,通过U形管两侧液面的高度差比较液体压强的大小,所以需要观察和记录U形管两侧液面的高度差。(3)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,需要控制金属盒在不同液体中的深度相同,所以应该比较丙、丁两图所示的实验。(4)为了比较两小孔处液体压强大小,需要比较水下落高度相同的情况下落点到小孔的水平距离,M孔距离接水盘原位置的高度为MA,N孔距离接水盘向下平移后位置的高度为ND,由于MA = ND,所以为了比较两小孔处液体压强的大小,应比较AC与DF的距离。
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