学校科技小组参加市科技创新大赛，研究光在水和玻璃中的反射规律-优题课

学校科技小组参加市科技创新大赛，研究光在水和玻璃中的反射规律和折射规律，从实验中得到如下数据，表1是光从空气射入水中的测量数据，表2是光从空气射入玻璃的测量数据：
表1

入射角α	0°	15°	30°	45°	60°
反射角β	0°	15°	30°	45°	60°
折射角γ	0°	11.3°	22.1°	35.4°	40.9°

表2

入射角α	0°	15°	30°	45°	60°
反射角β	0°	15°	30°	45°	60°
折射角γ	0°	9.9°	19.5°	28.1°	35.3°

对表1、表2的数据进行归纳分析，得出的结论是（写两条）
①
②

科目物理题型综合题难度中等

知识点：作光的折射光路图

我国正在研制的新一代“蛟龙号”深海探测器，目标探测深度 $11000 m$ ，该深海探测器的全重为 $28 t$ 。

（1）如果该深海探测器在未来的某一天来到大洋最深处马里亚纳海沟探测，下潜至某一深度处时，处于正上方海面处的科考船用声呐装置向“蛟龙号”发射声波，若从发出至接收到所用时间为 $12 s$ ，则“蛟龙号”的实际下潜深度为多少米（已知声音在海水中的传播速度为 $1500 m / s)$ ；

（2）若海面处的大气压为 $1.0 \times 10^{5} Pa$ ，海水密度为 $1.03 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ，则“蛟龙号”下潜至 $11000 m$ 时，所在位置处的压强为多少；

（3）若（1）问中“蛟龙号”处于悬浮状态，“蛟龙号”除空气仓部分的平均密度为 $7.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ，试计算“蛟龙号”空气仓的体积（空气仓中的空气质量不计）。

如图所示是某研究小组精心设计的一种机械，高处的水通过左侧的管道向下流动，水流冲击叶片，叶片的转动带动砂轮转动，就可以打磨需要的工件，同时带动右侧的抽水器将水从低处抽到高处，继续向下流动，从而永不停歇。你认为这种机械是否能够一直工作下去，请说明原因。

哈素海是呼和浩特市一处著名的旅游景点。深秋时节一群南归的鸿雁飞翔在清澈见底而且平镜的湖面上，如图所示。当某只鸿雁距水面 $120 m$ 时，这只鸿雁的倒影与它的距离为　　 $m$ ，该倒影是　　（选填“实”或“虚”）像，它是由于光的　　（选填“折射”或“反射”或“直线传播”）形成的；当鸿雁缓缓地向更高、更远的南方飞去时，它在水中像的大小将　　（选填“变大”或“变小”或“不变”）。

图甲所示是某型号的浴室防雾镜，其背面粘贴有等大的电热膜，使用时镜面受热，水蒸气无法凝结其上，便于成像，该防雾镜的相关数据如表。

镜子质量	$1.2 kg$
额定电压	$220 V$
额定功率	$88 W$

（1）求防雾镜正常工作时的电流。

（2）经测试，在 $- 5^{°} C$ 环境下工作 $500 s$ 使平面镜的平均温度升高了 $44^{°} C$ ，求电热膜给平面镜的加热效率。 $[$ 玻璃的比热容为 $0.75 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{°} C)]$

（3）如图乙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器 $R$ ，能使电热膜的功率在原功率的 $25 % ~ 100 %$ 之间变化，以满足不同季节使用的需要。请求出 $R$ 的最大阻值。

2017年5月30日，“蛟龙号”载人潜水器在世界最深的马里亚纳海沟进行了本年度的第4潜，当地时间7时03分开始下潜，10时21分抵达预定 $6700 m$ 深处，近距离在该深度处拍摄到了狮子鱼游弋的影像，获取到了基岩蚀变岩石、沉积物、生物和近底海水样品，已知“蛟龙号”的总体积为 $84 m^{3}$ ． $(ρ_{海水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $g = 10 N / kg)$

据此计算：

（1）“蛟龙号”潜水器下潜的速度为多大？（结果保留两位小数）

（2）“蛟龙号”潜水器未向水舱充水时的总质量为 $22 t$ ，并且漂浮于海面上，求此时它排开海水的体积是多少？欲使“蛟龙号”完全浸没，至少应向水舱中充多少吨海水？

（3）狮子鱼头部上表面 $1 \times 10^{- 4} m^{2}$ 的面积上受到的海水压力是多大？

（4）若将获取到的岩石样品取一小块，用天平和量筒测出它的质量和体积如图所示，则该岩石的密度为多少千克每立方米？