Question

4．閱讀短文，回答文后的問題
2014年9月2日下午，中央軍委給我海軍給372潛艇記一等功，表彰了我軍戰(zhàn)士成功戰(zhàn)勝“掉深”事故，安全返航的航海奇跡，那么什么是“掉深”呢？要想了解“掉深”就必須知道海水躍層，海水躍層也稱“躍變層”，它是指海水中某水文要素在豎直方向上出現(xiàn)突變或不連續(xù)劇變的水層，表明上下層海水的性質(zhì)不同．
如果海水躍層是上層密度大、下層密度小的狀態(tài)，就會(huì)形成負(fù)密度梯度躍變層，被稱為“海中斷崖”．潛艇在水下航行中，如突遭海中斷崖，急劇掉向海底，稱為“掉深”，大多數(shù)常規(guī)潛艇的有效潛深為300m，潛艇不受控制地掉到安全潛深以下時(shí)，會(huì)被巨大的海水壓力破壞，造成失事．
372潛艇就是在數(shù)百米深的大洋潛航時(shí)，突然遭遇了海水密度突變?cè)斐傻摹皵嘌隆钡羯�，這是潛艇在水下最危險(xiǎn)的狀況之一，如果不能迅速控制下潛狀態(tài)，“掉深”到極限深度便會(huì)艇致人亡．此時(shí)，艇長(zhǎng)立刻發(fā)出命令：“向所有水柜供氣！”不到10秒鐘，應(yīng)急供氣閥門打開，所有水柜開始供氣；3分鐘后，掉深終于停止，372潛艇終于成功闖過(guò)鬼門關(guān)！
（1）海中斷崖的海水密度變化會(huì)造成潛艇受到的浮力減�。ㄟx填：“增大”或“減小”），進(jìn)而急劇掉向海底．
（2）300m深處潛艇受到海水的壓強(qiáng)約為3×10⁶ Pa．此時(shí)潛艇上一個(gè)面積為2m²的觀察窗所受 的海水壓力大小約為6×10⁶ N（g取10N/kg）；
（3）潛艇能夠在海底自由的上浮和下潛靠的是改變自身重力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，文中“向所有的水柜供氣”的目的是排出水柜內(nèi)的水，減小自身重力．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)如果海水躍層是上層密度大、下層密度小的狀態(tài)，形成負(fù)密度梯度躍變層，被稱為“海中斷崖”．結(jié)合F_浮=ρgV_排可得出結(jié)論；
（2）根據(jù)p=$\frac{F}{S}$計(jì)算觀察窗所受 的海水壓力大��；
（3）當(dāng)主水柜排空海水，潛艇獲得預(yù)備浮力，此時(shí)潛艇上浮到海面上．當(dāng)主水柜注入海水，潛艇失去預(yù)備浮力，此時(shí)潛艇下潛到水下．

解答 解：（1）根據(jù)“海中斷崖”現(xiàn)象可知，海水躍層是上層密度大、下層密度小，因此由F_浮=ρgV_排可知，海中斷崖的海水密度變化會(huì)造成潛艇受到的浮力減�。�
（2）根據(jù)p=$\frac{F}{S}$可得，觀察窗所受 的海水壓力大�。篎=pS=3×10⁶ Pa×2m²=6×10⁶ N．
（3）潛艇能夠在海底自由的上浮和下潛靠的是改變自身重力來(lái)實(shí)現(xiàn)的；
向所有的水柜供氣”的目的是減小潛艇的重力，使?jié)撏Э焖偕细。?br />故答案為：（1）減��；
（2）6×10⁶；
（3）自身重力；排出水柜內(nèi)的水，減小自身重力．

點(diǎn)評(píng) 此題涉及到液體壓強(qiáng)的計(jì)算，阿基米德原理的應(yīng)用，物體浮沉條件的應(yīng)用等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，是一道綜合性較強(qiáng)的題目．關(guān)鍵能夠仔細(xì)閱讀材料，理解相關(guān)知識(shí)．