Question

3．半潛船是專門從事運輸大型海上鉆進平臺、大型艦船、潛艇等超長超重而又無法分割調運的超大型設備的船舶．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，將貨物運走如圖乙所示半潛船正在運送故障艦艇，下列說法正確的是（　　）

• A． 半潛船是由密度比水小的實心材料制成的
• B． 建造半潛船時內部不需要留有大體積的空艙
• C． 裝貨前甲板處于潛水狀態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量一定大于圖甲中半潛船的總質量

Answer 1

分析 （1）根據半潛船的作用可知，它需用強度高的材料來制造，而強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，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）據圖中船排開水的體積關系，結合F_浮=ρgV_排可以比較出各自情況的浮力大小關系，進而判斷即可；
（4）由于兩圖水艙中水的質量不同，故不能直接比較總質量；已經知道浮力的大小關系，根據漂浮條件可得總重力的關系，進而得到總質量的關系．

解答 解：
A、半潛船要運輸大型艦船、潛艇等超重船舶，制造半潛船的材料必須用強度高的材料，而強度高的材料其密度一般比水大，如合金、鋼鐵等，故A錯誤．
B、據題意可知，半潛船搭載超重艦艇時，整體處于漂浮狀態，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（下面甲圖），裝載艦艇后浮出水面（下面乙圖），據圖可知，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小；根據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項分析可知，浮力大小關系為：F_浮甲＞F_浮乙；兩圖中半潛船均漂浮，據漂浮條件可知，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，并能結合阿基米德原理、浮沉條件來進行定性的分析是解決該題的關鍵．

D、甲圖中水艙中裝有壓載水，半潛船的總質量：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量：m_乙總=m_船+m_艦艇；由于壓載水和艦艇的質量大小關系未知，故不能直接比較總質量；