Question

3．半潛船是專門從事運(yùn)輸大型海上鉆進(jìn)平臺、大型艦船、潛艇等超長超重而又無法分割調(diào)運(yùn)的超大型設(shè)備的船舶．如圖甲所示，半潛船把裝貨甲板潛入水中，使貨物能夠拖拽到裝貨甲板上方，然后排出半潛船中的壓載水，使船身和貨物一起浮出水面，將貨物運(yùn)走如圖乙所示半潛船正在運(yùn)送故障艦艇，下列說法正確的是（　　）

• A． 半潛船是由密度比水小的實(shí)心材料制成的
• B． 建造半潛船時內(nèi)部不需要留有大體積的空艙
• C． 裝貨前甲板處于潛水狀態(tài)時一定比裝載艦船后浮出水面時受到的浮力大
• D． 圖乙中半潛船與艦船的總質(zhì)量一定大于圖甲中半潛船的總質(zhì)量

Answer 1

分析 （1）根據(jù)半潛船的作用可知，它需用強(qiáng)度高的材料來制造，而強(qiáng)度高的材料其密度一般比水大；
（2）半潛船搭載超重艦艇時處于漂浮狀態(tài)，由于它們的總重很大，故所需浮力很大；增大空心部分的體積，可以增大可利用的浮力；
（3）據(jù)圖中船排開水的體積關(guān)系，結(jié)合F_浮=ρgV_排可以比較出各自情況的浮力大小關(guān)系，進(jìn)而判斷即可；
（4）由于兩圖水艙中水的質(zhì)量不同，故不能直接比較總質(zhì)量；已經(jīng)知道浮力的大小關(guān)系，根據(jù)漂浮條件可得總重力的關(guān)系，進(jìn)而得到總質(zhì)量的關(guān)系．

解答 解：
A、半潛船要運(yùn)輸大型艦船、潛艇等超重船舶，制造半潛船的材料必須用強(qiáng)度高的材料，而強(qiáng)度高的材料其密度一般比水大，如合金、鋼鐵等，故A錯誤．
B、據(jù)題意可知，半潛船搭載超重艦艇時，整體處于漂浮狀態(tài)，由于它們的總重很大，故需要的浮力很大；為了增大可利用的浮力，建造半潛船時內(nèi)部一定留有很大體積的空艙，故B錯誤．
C、裝貨前甲板處于下潛狀態(tài)（下面甲圖），裝載艦艇后浮出水面（下面乙圖），據(jù)圖可知，甲圖中半潛船排開水的體積大，乙圖中半潛船排開水的體積��；根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排可得F_浮甲＞F_浮乙，即裝貨前甲板處于下潛狀態(tài)時比裝載艦艇后浮出水面時受到的浮力大，故C正確．

D、由C項(xiàng)分析可知，浮力大小關(guān)系為：F_浮甲＞F_浮乙；兩圖中半潛船均漂浮，據(jù)漂浮條件可知，浮力等于總重力，所以G_甲總＞G_乙總；因m_總=$\frac{{G}_{總}}{g}$，所以m_甲總＞m_乙總，故D錯誤．
故選C．

點(diǎn)評 本題是一道信息給予題，能從題中獲取有用的信息，并能結(jié)合阿基米德原理、浮沉條件來進(jìn)行定性的分析是解決該題的關(guān)鍵．

D、甲圖中水艙中裝有壓載水，半潛船的總質(zhì)量：m_甲總=m_船+m_水；乙圖中水艙中的水被全部排出，半潛船與艦艇的總質(zhì)量：m_乙總=m_船+m_艦艇；由于壓載水和艦艇的質(zhì)量大小關(guān)系未知，故不能直接比較總質(zhì)量；