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题型:科普阅读题 难度:0.4 引用次数:450 题号:19478007
请阅读《“奋斗者”号潜水器——下潜和上浮的奥秘》并回答问题。

“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。
   
(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/m3g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。_________

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背负式机动喷雾喷粉机


背负或机动喷雾喷粉机(以下简称背负机)主要由机架、离心风机、汽油机、油箱、药箱和喷洒装置等部件组成,如图甲所示。图乙为工作原理图,离心风机与汽油机输出轴直连,汽油机带动风机叶轮旋转,产生高速气流,并在风机出口处形成一定压力,其中大部分高速气流经风机出口流经喷管,而少量气流流进药箱内,使药箱中形成一定的气压,消毒液在压力的作用下流到喷头,从喷嘴周围的小孔以一定的流量流出,先与喷嘴叶片相撞,初步雾化,再与高速气流在喷口中冲击相遇,进一步雾化,弥散成细小雾粒,并随气流吹到很远的前方。

表一:背负机部分参数

净重(kg)

12

药箱容积(L)

15

油箱容积(L)

1

表二:公共场合消杀标准

消毒液配比用量参照表

浓度(药液和水质量比)

1∶100

混合液喷洒浓度

100mL/m2

(1)疫情期间,学校对校园进行消杀时,师生能闻到消毒液的味道,这属于______现象,药箱内形成的气压______(选填“大于”“等于”或“小于”)大气压;
(2)关于喷雾喷粉机,以下说法正确的是______
A.汽油机带动风机叶轮旋转时,叶轮惯性越来越大
B.气流在流动过程中,流速越大,压强越大
C.喷洒管选用塑料的原因是利用了塑料的隔热性好
D.在喷洒过程中,消毒液对容器底部压强越来越小
(3)下表为喷头流量的性能测试参数,流量指单位时间内喷头送出消毒液的体积。由表中数据可知,流量随喷头面积的增大而______(选填“增大”或“减小”),进一步分析可知,当喷头面积为1.0mm2时,其流量为______mm3/s,流速为______m/s;

喷头面积S/mm2

0.5

0.6

0.8

1.0

1.2

流量Q/(mm3/s)

12.5

18.0

32.0

72.0

(4)①装满消毒液和汽油,背上该背负机后,人对地面的压强大约增加了______Pa(人与地面的接触面积约为500cm2ρ近似水的密度,ρ汽油=0.7g/cm3g取10N/kg);
②使用该型号背负机给场地面积为500m²的体育馆进行标准消杀,至少需要装满多少桶消毒液______?(请写出计算过程,计算结果取整数)
2022-07-17更新 | 323次组卷
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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)

   

(1)该滑翔机通过液压泵将油在内、外油囊间来回转移,改变_________,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)
2023-07-18更新 | 274次组卷
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半潜船


如图甲所示半潜船,是通过改变自身重量实现上浮和下沉的。半潜船淹没在水中的体积比例高,因此半潜船受到水面上的波浪影响相对较小,能够保持较佳的稳定性而适合当作水上的工作平台使用。如图乙所示,半潜船通过调整水舱内的压载水质量,把装货甲板潜入水中,等待货物装载,当货物拖至甲板上方后,再次调整水舱内的压载水,船体上浮,即完成装载。

(1)半潜船是通过改变______实现上浮和下沉的;它在水面航行时,使其向前运动的动力的施力物体是______(选填“螺旋桨”或“水”);
(2)当半潜船依次处于图乙中三种状态时,从左至右船底受到水的压强分别为p1p2p3,则压强由小到大的顺序是______,水舱内水的质量分别为m1m2m3,则质量中最大的是______(选填“m1”、“m2”或“m3”);
(3)甲板面积为6000m2,当甲板下潜至水下2m时,受到水的压力为______N;
(4)半潜船上安装的船舶驱动系统功率为6000kW,效率为90%,当它以6m/s的速度匀速航行时,半潜船所受的阻力是______N。
2021-08-15更新 | 1525次组卷
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