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随着我国科技的进步和无数海洋人的努力和探索,“奋斗者号”载人深潜器于2020年11月28日,成功潜入海底10909米,再次向世界展示中国力量!“奋斗者号”两侧配有压载铁,通过改变其数量,来控制“奋斗者号”的下沉、上浮或悬停。设海水的密度ρ水=1×103kg/m3,ρ铁=8×103kg/m3)
(1)若海水的密度均匀,“奋斗者号”在下潜过程中,所受海水的压强逐渐___________ (选填“变大”、“变小”或“不变”),当其潜入海底1000m时,所受海水压强大小为 ___________ ;
(2)“奋斗者号”加速下沉时,其所受浮力___________ (填“大于”、“小于”或“等于”)重力,若在经过某一密度均匀的海水区域时,迅速抛掉部分压载铁,使其所受浮力等于重力(不考虑海水的摩擦阻力),则“奋斗者号”将 ___________ ;
A.加速下沉
B.减速下沉
C.匀速下沉
D.静止
(3)若“奋斗者号”体积为50m3(不包括压载铁),其所受浮力为___________ N,最大负载时总质量为22吨(不包括压载铁),当抛卸其中部分压载铁,只剩下2块时,可使“奋斗者号”处于悬浮状态,每块铁块的体积为 ___________ m3,才能使“奋斗者号”最大负载时实现悬浮静止状态。
中国载人深潜新坐标——奋斗者号
随着我国科技的进步和无数海洋人的努力和探索,“奋斗者号”载人深潜器于2020年11月28日,成功潜入海底10909米,再次向世界展示中国力量!“奋斗者号”两侧配有压载铁,通过改变其数量,来控制“奋斗者号”的下沉、上浮或悬停。设海水的密度ρ水=1×103kg/m3,ρ铁=8×103kg/m3)
(1)若海水的密度均匀,“奋斗者号”在下潜过程中,所受海水的压强逐渐
(2)“奋斗者号”加速下沉时,其所受浮力
A.加速下沉
B.减速下沉
C.匀速下沉
D.静止
(3)若“奋斗者号”体积为50m3(不包括压载铁),其所受浮力为
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/1/e430c63a-fa7e-43af-ad30-051881df06c9.png?resizew=230)
更新时间:2022-07-26 11:08:43
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【推荐1】阅读下列短文,回答问题.
,塑料容器底面积
,当小明从塑料容器中取出4个砝码时,塑料容器开始上升,金属块刚好能与水槽底分离(不计细线长度变化,不计金属块与橡皮泥间的摩擦,不考虑大气压)而上升,塑料容器在上升过程中始终保持水平。
(1)停止加水,未取砝码时,金属块受到的浮力为______ N;金属块上表面受到水的压强为______ Pa,金属块下表面受到水槽底部的支持力为______ N;(水的密度
,
)
(2)金属块的体积为______
,金属块的密度为______
;
(3)取出4个砝码后,塑料容器重新静止时,相比未取砝码时,塑料容器浸入水中的深度减少了______ m。
捞铁牛
明代《智囊全集》中记载了古人打捞铁牛的故事:重数万斤的铁牛沉于河底,陷在淤泥中,由水性好的人潜入水中,用绳索把铁牛和两艘装满泥土的大船连起来,将绳索拉紧,然后将船中的泥土抛入河里,船上升就把铁牛从淤泥中拔了出来。![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1d6d2fa2cb7ef0473614718ba04590eb.png)
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(1)停止加水,未取砝码时,金属块受到的浮力为
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(2)金属块的体积为
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f510da85ef3323f59307624ca8b0d675.png)
(3)取出4个砝码后,塑料容器重新静止时,相比未取砝码时,塑料容器浸入水中的深度减少了
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【推荐2】阅读短文,回答问题。
如图所示是一艘智能太阳能混合动力游船,它的动力系统由太阳能电池组和柴油发电机组组成。游船照明采用节能灯和LED灯,船满载时的排水量为60t,航行中,船载能量管理系统按下表中航行速度要求自动识别并切换动力系统,船的航行速度简称航速,单位为“节”,用kn表示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/7/1/1574856917336064/1574856934940672/STEM/bc7f46f3-97d9-44ae-97c5-345be21f3141.png?resizew=220)
(1)游船满载时,所受的浮力为___ N;当部分游客下船后,船底受到水的压强将__ (增大/减小/不变);
(2)船上照明电路中用到了恒流电阻,它的电流与电压关系如图所示,当恒流电阻两端的电压由0V增大到4V的过程中,它的电阻______ (不变/减小/增大)。若将它与一只标有“3.2V 0.3A”的LED(发光二极管)一起接到电压为4V的电源上,要使LED正常工作,则应将它们_______ 联到电路中;若该电路中的电源电压可调,则电源电压在_______ 范围内变化,它们都能正常工作;
(3)已知船航行时,所受的阻力与航速的平方成正比.若在柴电和纯电池供电模式下,游船以最大航速航行时所受的阻力分别为f1、f2,则f1与f2的比值是___ ;当游船以纯电池模式航行时,动力系统的最大功率是______ kW。(设船做匀速直线运动)
如图所示是一艘智能太阳能混合动力游船,它的动力系统由太阳能电池组和柴油发电机组组成。游船照明采用节能灯和LED灯,船满载时的排水量为60t,航行中,船载能量管理系统按下表中航行速度要求自动识别并切换动力系统,船的航行速度简称航速,单位为“节”,用kn表示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/7/1/1574856917336064/1574856934940672/STEM/bc7f46f3-97d9-44ae-97c5-345be21f3141.png?resizew=220)
航速/kn | 供电模式 | 动力系统 | 最大功率/kW |
0~4 | 纯电池 | 太阳能电池组 | |
4~8 | 柴 电 | 柴油发电机 | 300 |
(2)船上照明电路中用到了恒流电阻,它的电流与电压关系如图所示,当恒流电阻两端的电压由0V增大到4V的过程中,它的电阻
(3)已知船航行时,所受的阻力与航速的平方成正比.若在柴电和纯电池供电模式下,游船以最大航速航行时所受的阻力分别为f1、f2,则f1与f2的比值是
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【推荐3】阅读下面的短文,回答问题。
“绿水青山,就是金山银山”的科学发展的理念下,某物理兴趣小组参加了一次韶关新丰江水库的生态环境调查活动,在探测水库底部时,水下机器人潜入30m深的水库底取出某种矿石M,物理兴趣小组想知道这些矿石的密度,于是带了一些矿石M的样品返回实验室,其后设计了探测水库底矿石M的密度的装置,其部分结构如图甲所示;R0为定值电阻,滑动变阻器R的阻值随弹簧的拉力F变化关系如图乙所示,T为容器的阀门。将矿石样品M悬挂于P点放入容器中,保持静止状态。打开阀门T,随着水缓慢注入容器,电压表示数U随容器中水的深度h变化关系如图丙中的实 线所示,当电压表示数为2V时,电流表示数为0.4A;当电压表示数为4V时,电流表示数为0.2A。(弹簧电阻忽略不计,滑片P与R的摩擦不计,矿石M不吸水,水库水的密度与水相同,g取10N/kg)
(1)水下机器人在30m深的水库底取样时受到水的压强为_________ Pa;
(2)矿石M受到的浮力增大时,电压表的示数将________ (变大/变小/不变)。
(3)当电压表的示数为2V时,弹簧的拉力为_________ N;
(4)矿石M浸没时受到的浮力为_________ N;矿石M的密度是_________ kg/m3;
(5)电源电压为__________ V。
“绿水青山,就是金山银山”的科学发展的理念下,某物理兴趣小组参加了一次韶关新丰江水库的生态环境调查活动,在探测水库底部时,水下机器人潜入30m深的水库底取出某种矿石M,物理兴趣小组想知道这些矿石的密度,于是带了一些矿石M的样品返回实验室,其后设计了探测水库底矿石M的密度的装置,其部分结构如图甲所示;R0为定值电阻,滑动变阻器R的阻值随弹簧的拉力F变化关系如图乙所示,T为容器的阀门。将矿石样品M悬挂于P点放入容器中,保持静止状态。打开阀门T,随着水缓慢注入容器,电压表示数U随容器中水的深度h变化关系如图丙中的实 线所示,当电压表示数为2V时,电流表示数为0.4A;当电压表示数为4V时,电流表示数为0.2A。(弹簧电阻忽略不计,滑片P与R的摩擦不计,矿石M不吸水,水库水的密度与水相同,g取10N/kg)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/8/ef55f9e2-58d2-460d-85b6-db37924602ba.png?resizew=485)
(1)水下机器人在30m深的水库底取样时受到水的压强为
(2)矿石M受到的浮力增大时,电压表的示数将
(3)当电压表的示数为2V时,弹簧的拉力为
(4)矿石M浸没时受到的浮力为
(5)电源电压为
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【推荐1】阅读短文,回答问题。
歼15舰载机
歼15(简称J15)是我国第一代多用途舰载喷气式战斗机(如图)。我国第一艘国产航母山东号,排水量五万吨,满载排水量六万五千吨,可搭载至少三十四架固定翼舰载战斗机歼15。如表是歼15战斗机的部分技术参数。
推重比是指飞机飞行时发动机的总推力与飞机总重的比值。所谓翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值。(g=10N/kg)
(1)歼15拥有良好的大仰角升力特性,当它在大仰角加速上升或做较大幅度的瞬时滚转时,受到______ (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用,它的机翼外形做成上凸下平的流线型是利用了______ ,从而产生了较大的升力。
(2)下列关于歼15舰载机的相关描述中,不正确的是______ 。
A.歼15飞机应采用的最合适的材料是密度小,硬度大的合金材料
B.歼15飞机在空中对接加油时,与加油机要尽可能做到保持相对静止
C.歼15飞机起飞时,获得推力的施力物体是发动机
D.歼15飞机静止在航母甲板时,飞机受到的重力与支持力是一对平衡力
(3)当歼15飞机空机停在山东号航母甲板上时,与甲板的总接触面积为5000cm2,则飞机对甲板的压强为______ Pa,若因执行任务,其中两架歼15机起飞以后,则航母将______ (选填“上浮”或“下沉”)一些。
(4)若歼15飞机的翼载是500kg/m2,则机翼面积为______ m2;强度比是材料所能承受的最大撞击力与最大拉力的比值。在航母上的飞机拦阻索建造时,已知该材料的强度比是0.8,要让拦阻索材料能够承受的飞机着舰时最大撞击压强为4×108Pa,那么使用的材料1cm2面积能承受的最大拉力为______ N。
(5)该舰载机以720km/h速度匀速飞行时的推重比为0.5,则歼15飞机飞行1h克服阻力做功为______ J,其发动机推力的功率为______ kW(可以认为舰载机的总重为其最大起飞重力)。
歼15舰载机
歼15(简称J15)是我国第一代多用途舰载喷气式战斗机(如图)。我国第一艘国产航母山东号,排水量五万吨,满载排水量六万五千吨,可搭载至少三十四架固定翼舰载战斗机歼15。如表是歼15战斗机的部分技术参数。
空机质量 | 最大起飞质量 |
17.5t | 32.5t |
推重比 | 发动机最大巡航推力 |
0.4~0.9 | 2.5×105N |
推重比是指飞机飞行时发动机的总推力与飞机总重的比值。所谓翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值。(g=10N/kg)
(1)歼15拥有良好的大仰角升力特性,当它在大仰角加速上升或做较大幅度的瞬时滚转时,受到
(2)下列关于歼15舰载机的相关描述中,不正确的是
A.歼15飞机应采用的最合适的材料是密度小,硬度大的合金材料
B.歼15飞机在空中对接加油时,与加油机要尽可能做到保持相对静止
C.歼15飞机起飞时,获得推力的施力物体是发动机
D.歼15飞机静止在航母甲板时,飞机受到的重力与支持力是一对平衡力
(3)当歼15飞机空机停在山东号航母甲板上时,与甲板的总接触面积为5000cm2,则飞机对甲板的压强为
(4)若歼15飞机的翼载是500kg/m2,则机翼面积为
(5)该舰载机以720km/h速度匀速飞行时的推重比为0.5,则歼15飞机飞行1h克服阻力做功为
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【推荐2】阅读短文,回答问题。
下面是小明自制“浮力秤”的装置图(如图)和使用说明书。
已知水的密度为ρ水,秤盘中未放物体时浮体的圆柱体侵入水中的深度为h0,请根据上述内容和条件解答:
(1)浮力秤是根据_________ 原理工作的,未称物体之前,它的质量是_________ ;
(2)推导出被称物体质量m与浮体的圆柱体浸入水中深度h之间的关系式_________ ;
(3)求出要使此“浮力秤”能够达到最大称量值,使用前应在外筒中至少加入的水的质量_________ 。
下面是小明自制“浮力秤”的装置图(如图)和使用说明书。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/21/11674ccf-3f2d-4329-bc91-85bf59a77a18.png?resizew=406)
已知水的密度为ρ水,秤盘中未放物体时浮体的圆柱体侵入水中的深度为h0,请根据上述内容和条件解答:
(1)浮力秤是根据
(2)推导出被称物体质量m与浮体的圆柱体浸入水中深度h之间的关系式
(3)求出要使此“浮力秤”能够达到最大称量值,使用前应在外筒中至少加入的水的质量
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【推荐3】阅读短文并回答问题:_________ ,从而改变浮力大小,以达到上浮和下潜的目的,这与潜水艇的工作原理_________ (选填“相同”或“不同”);
(2)已知海水密度随深度变化的情况如图丙所示,当该滑翔机在海面下200m深时,该滑翔机所受的液体压强是_________ Pa;
(3)该滑翔机总重515N,当外油囊内无油时,滑翔机排开水的体积为
。当该滑翔机在海面下600m悬浮时,该滑翔机所受的浮力为_________ N,此时外油囊中油的体积为_________
。(忽略海水压强对油和滑翔机外壳体积的影响)
水下滑翔机
水下滑翔机是一种新型的水下机器人。我国具有自主知识产权的2台万米级“海燕一X”水下滑翔机,最大下潜深度达10619m,刷新了水下滑翔机下潜深度的最新世界纪录。图甲所示为一种水下滑翔机,图乙是其部分结构示意图。(g取10N/kg)
(2)已知海水密度随深度变化的情况如图丙所示,当该滑翔机在海面下200m深时,该滑翔机所受的液体压强是
(3)该滑翔机总重515N,当外油囊内无油时,滑翔机排开水的体积为
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【推荐1】阅读短文,回答问题。
下面是小明自制“浮力秤”的装置图(如图)和使用说明书。
已知水的密度为ρ水,秤盘中未放物体时浮体的圆柱体侵入水中的深度为h0,请根据上述内容和条件解答:
(1)浮力秤是根据_________ 原理工作的,未称物体之前,它的质量是_________ ;
(2)推导出被称物体质量m与浮体的圆柱体浸入水中深度h之间的关系式_________ ;
(3)求出要使此“浮力秤”能够达到最大称量值,使用前应在外筒中至少加入的水的质量_________ 。
下面是小明自制“浮力秤”的装置图(如图)和使用说明书。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/21/11674ccf-3f2d-4329-bc91-85bf59a77a18.png?resizew=406)
已知水的密度为ρ水,秤盘中未放物体时浮体的圆柱体侵入水中的深度为h0,请根据上述内容和条件解答:
(1)浮力秤是根据
(2)推导出被称物体质量m与浮体的圆柱体浸入水中深度h之间的关系式
(3)求出要使此“浮力秤”能够达到最大称量值,使用前应在外筒中至少加入的水的质量
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【推荐2】请阅读《“奋斗者”号潜水器——下潜和上浮的奥秘》并回答问题。
2020年我国全海深载人潜水器“奋斗者”号(如图甲所示)在世界最深的马里亚纳海沟(深度10909m)成功坐底,刷新了中国载人深潜的纪录,达到了目前全海深载人潜水器的最高标准。普通潜艇是通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变自重,从而控制其下潜或上浮的。但万米深度,水压非常大,潜水器无法产生这么大的高压,不能将舱室内的海水排出。“奋斗者”号潜水器是如何实现下潜和上浮的呢?
第一,改变自重
为了实现下潜和上浮,“奋斗者”号底部外挂了压载铁如图乙所示,下潜开始时,压载水箱开始注水并调整姿态,达到“最舒服的状态”后,开始下潜,在临近海底时,潜水器会抛掉第一组压载铁使自己悬浮在水中,并按照作业计划进行海底作业。完成作业后,潜水器会抛掉第二组压载铁,使潜水器所受的浮力大于自身的重力,加速上浮返航。
第二,穿件“救生衣”
为帮助上浮,奋斗者号还穿有一件“救生衣”——浮力块,浮力块的材料为微米级大小的空心玻璃微珠。空心玻璃微珠具有密度小、耐磨耐高温、隔音隔热、电绝缘等优点,抗压能力超过110MPa。
除此之外潜水器还需要尽可能降低它的重心,以提高其稳定性,也要使自身重力分布均匀,如果重力分布不均匀,在下潜或上浮过程中,平衡就会受影响,所以要合理放置压载铁、浮力块等物体。
请根据上述材料回答下列问题。
(1)“奋斗者”号在马里亚纳海沟坐底深度10909m时,海水对它的压强约为______ Pa。(海水的密度近似取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(2)“奋斗者”号下潜时采用水箱注水,上浮时不用水箱排水而用抛掉压载铁的方式减重,原因是_________ 。
(3)若每块压载铁的重力和体积均相同,每块压载铁的重力为5000N,在海水中所受浮力为625N,则当潜水器完成作业后抛掉第二组(2块压载铁)时,潜水器所受的浮力比自身的重力大______ N。
请你根据空心玻璃微珠的优点,想一想在日常生活中空心玻璃微珠可以应用在哪些方面,举一例。_________
“奋斗者”号潜水器——下潜和上浮的奥秘
2020年我国全海深载人潜水器“奋斗者”号(如图甲所示)在世界最深的马里亚纳海沟(深度10909m)成功坐底,刷新了中国载人深潜的纪录,达到了目前全海深载人潜水器的最高标准。普通潜艇是通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变自重,从而控制其下潜或上浮的。但万米深度,水压非常大,潜水器无法产生这么大的高压,不能将舱室内的海水排出。“奋斗者”号潜水器是如何实现下潜和上浮的呢?
第一,改变自重
为了实现下潜和上浮,“奋斗者”号底部外挂了压载铁如图乙所示,下潜开始时,压载水箱开始注水并调整姿态,达到“最舒服的状态”后,开始下潜,在临近海底时,潜水器会抛掉第一组压载铁使自己悬浮在水中,并按照作业计划进行海底作业。完成作业后,潜水器会抛掉第二组压载铁,使潜水器所受的浮力大于自身的重力,加速上浮返航。
第二,穿件“救生衣”
为帮助上浮,奋斗者号还穿有一件“救生衣”——浮力块,浮力块的材料为微米级大小的空心玻璃微珠。空心玻璃微珠具有密度小、耐磨耐高温、隔音隔热、电绝缘等优点,抗压能力超过110MPa。
除此之外潜水器还需要尽可能降低它的重心,以提高其稳定性,也要使自身重力分布均匀,如果重力分布不均匀,在下潜或上浮过程中,平衡就会受影响,所以要合理放置压载铁、浮力块等物体。
请根据上述材料回答下列问题。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/6/948716d4-ac1c-4afe-be19-66cc572b12af.png?resizew=271)
(1)“奋斗者”号在马里亚纳海沟坐底深度10909m时,海水对它的压强约为
(2)“奋斗者”号下潜时采用水箱注水,上浮时不用水箱排水而用抛掉压载铁的方式减重,原因是
(3)若每块压载铁的重力和体积均相同,每块压载铁的重力为5000N,在海水中所受浮力为625N,则当潜水器完成作业后抛掉第二组(2块压载铁)时,潜水器所受的浮力比自身的重力大
请你根据空心玻璃微珠的优点,想一想在日常生活中空心玻璃微珠可以应用在哪些方面,举一例。
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【推荐3】阅读短文,回答问题:
“圆梦”号飞艇我国研发的平流层飞艇“圆梦”号已首飞成功,飞艇依靠浮力可升到20km高的平流层,其推进系统由太阳能电池提供能量,推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡,可使飞艇长时间悬停。
平流层飞艇探测范围与高度的关系如表一所示:
表一:
飞艇飞行时所受的空气阻力与风速的关系如表二所示:
表二:
(1)下列飞行器件中,其升空原理与飞艇相同的是___________ ;
A.孔明灯
B.飞机
C.火箭
D.风筝
(2)飞艇气囊内的气体密度比艇外的空气密度___________ ,当飞艇总重力(含球囊内的空气)___________ 浮力时,热气球从地面开始升空;
(3)飞艇从近地面升到平流高空的过程中,所受大气压将___________ ,探测范围将___________ ;(以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)若飞艇的气囊体积为3×104 m3,则飞艇在平流层受到的浮力约为___________ N,平流层空气密度取0.06kg/m3(g取10N/kg);
(5)若飞艇从足够高处匀速竖直下降时,一重物从飞艇上掉下,随后飞艇将___________ (填运动情况),设空气密度保持不变且不考虑空气阻力的变化;
(6)飞艇推进器的功效(功效是指推进器的推力与功率的比值)为0.01N/W,当飞艇推进器的功率为2.025×104 W且飞艇悬停,则此时平流层风速为___________ m/s。
“圆梦”号飞艇我国研发的平流层飞艇“圆梦”号已首飞成功,飞艇依靠浮力可升到20km高的平流层,其推进系统由太阳能电池提供能量,推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡,可使飞艇长时间悬停。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/22/0be24b9b-45e8-4798-938f-034314417027.png?resizew=270)
平流层飞艇探测范围与高度的关系如表一所示:
表一:
飞行高度 | 20 | 40 | 50 | 80 | 100 |
探测范围半径 | 194 | 347 | 414 | 589 | 695 |
表二:
平流层风速 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
空气阻力 | 0 | 90 | 360 | 810 | 1440 |
A.孔明灯
B.飞机
C.火箭
D.风筝
(2)飞艇气囊内的气体密度比艇外的空气密度
(3)飞艇从近地面升到平流高空的过程中,所受大气压将
(4)若飞艇的气囊体积为3×104 m3,则飞艇在平流层受到的浮力约为
(5)若飞艇从足够高处匀速竖直下降时,一重物从飞艇上掉下,随后飞艇将
(6)飞艇推进器的功效(功效是指推进器的推力与功率的比值)为0.01N/W,当飞艇推进器的功率为2.025×104 W且飞艇悬停,则此时平流层风速为
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