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题型:科普阅读题 难度:0.85 引用次数:77 题号:20164797
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2022年5月15日凌晨1点26分,中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4270m的科考营地顺利升空。4点40分达到9032m,超过珠峰8848.86m的高度,创造浮空艇大气科学观测世界纪录。“极目一号”Ⅲ型浮空艇体积约为9000m3,总质量约为2.6t,内部上层充满氨气,中间隔开,下层是空气。随着高度升高,通过排出下面部分的空气,调节整个浮空艇的压差在安全范围内。通过与地面锚泊设备连接的系搅进行升空和驻空,通过系搅里的两根电线给整个载荷供电。通过搭载的各种探测仪器展开垂直观测,助力揭示青藏高原环境变化机理,对推动高原可持续发展、推进国家生态文明建设、促进全球生态环境保护产生深远影响。
(1)浮空艇最外的白色层通过反射太阳光中的 ___________(选填“红外线”或“紫外线”),避免铤内气体温度剧烈变化;
(2)艇体材料除应具有高强度特性外还应具有怎样的特性?(写出一种即可) ___________
(3)浮空艇在营地升空时所受空气浮力大小为 ___________N;(海拔4270m处空气密度为0.80kg/m3g取10N/kg)
(4)浮空艇内的氦气密度 ___________艇外空气密度,在升空过程中,浮空艇所受浮力逐渐 ___________。(选填“变大”、“变小”、“不变”)

   

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港珠澳大桥海底隧道

港珠澳大桥海底隧道,全长6.7公里,它由两个人工岛的隧道预埋段、33节巨型沉管、长约12米重达6500吨的“最终接头”拼接而成。隧道的海底部分长约5664米,最大安装水深超过40米。该隧道是我国建设的第一座外海沉管隧道,也是世界上最长的公路沉管隧道和唯一的深埋沉管隧道。我国的独创技术走在了沉管隧道技术的全球首位。每节制作完成的巨型沉管(简称管节),其管道长180米,宽37.95米,高11.4米,质量达7.8万吨,相当于一艘航母。这些巨型沉管是怎样被运送到海中沉放现场并下沉到指定地点的呢?如图是这一过程的示意图。
甲图:管节先被移动到船坞的浅坞区,在其两端安装止水带,在其内部安装可注入或排出海水的压载水系统,并在管内无水时将其两端封闭。
乙图:关闭两个坞门,向船坞内灌水使管节起浮,再将管节移至船坞的深坞区。
丙图:船坞排水,至坞内外水面相平后,打开坞门2。
丁图:由大马力拖轮将管节拖出船坞,并拖运至沉放现场。
戊图:利用压载水系统向管节内灌水,使其下沉,并利用深水无人沉放定位系统调位。

请回答下列问题:(海水密度可近似为水的密度ρ=1.0×103kg/m3g=10N/kg)
(1)管节漂浮时,其上表面几乎与水面齐平。请你估算:每节管节漂浮时受到的浮力约为F=______N。
(2)请你利用所学知识,试分析乙图中管节起浮的原因______
(3)管节灌水沉放的原理与______的工作原理相同。(选填“轮船”、“潜水艇”或“热气球”)
(4)当密封沉管灌水下沉到海底后,将其下半部分埋入海底的泥沙中,再将灌入其中的海水全部抽出,此时空心密封沉管不会再上浮,请用浮力的知识来解释其原因。答:______
2020-07-18更新 | 307次组卷
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“海翼-7000”水下滑翔机

近些年我国在太空领域获得的成就令世界瞩目,其实我国在深海领域的探究成就也毫不逊色。例如在2017年,我国研发的水下滑翔机“海翼-7000”(如图甲)在第三次深渊科考中最大下潜深度达到6329米,刷新了当时的世界纪录,在后期的科研过程中,我国科学家不断攀登科学高峰,水下滑翔机一次次刷新着我国保持的深潜记录。
水下滑翔机的总体外形设计成流线型,机器设备深潜到几千上万米深的海沟中,就需要采用特殊材质制造外壳,否则水压就把它压扁了,水下滑翔机使用的是碳纤维外壳,又轻又薄,可以省出更多的体积和质量用在电池上,这样可以增强它的续航能力。
图乙是“海翼-7000”水下滑翔机的部分结构示意图,该滑翔机总重515牛,在滑翔机的肚子里,安装了一个类似于鱼鳔的油囊,同时肚子里还有可以前后移动的电池。当滑翔机需要下潜的时候,引擎将油压进内油囊,浮力也就随即减小,同时电池自动向前移动,使得重心前移,水下滑翔机就头部朝下滑行,下降过程中机翼受到海水作用力,获得水平向前的推力,使滑翔机得以向前运动;当需要上浮的时候,引擎将油压进外油囊,浮力随即增大,同时电池向后移动,滑翔机抬起头向上滑行,上升过程中机翼受到海水作用力,也会产生一个水平向前的动力,使滑翔机得以向前运动。海翼号就这样在科研人员的操纵下上浮、下潜,海豚一样在水下形成W形的运动轨迹。

       

(1)如图水下滑翔机的外形设计成流线型,是为了___________;水下滑翔机下潜越深需要承受的水压越大,是因为海水的压强随___________的增加而增大;
(2)下列有关水下滑翔机说法正确的是____
A.水下滑翔机外壳使用强度高、密度大的碳纤维材料
B.水下滑翔机前进的动力来源于电池供电
C.水下滑翔机无法在水下沿水平方向前进
D.水下滑翔机与客机一样,升力获得的原理是流体流速与压强的关系
(3)从物体的浮沉条件分析,水下滑翔机是靠改变_______实现浮沉的。需要上浮时,引擎将油压进外油囊,从而使得排开水的体积___(选填“增大”“减小”或“不变”),受到的浮力_______(选填“大于”“小于”或“等于”)重力;
(4)当外油囊中无油时,滑翔机排开水的体积为0.0495m3。已知海水密度随深度变化情况如图丙所示,当该滑翔机处于600米的深度时刚好悬浮,此时海水的密度及外油囊中油的体积为多少?请写出计算过程(忽略海水压强对滑翔机外壳体积的影响,g=10N/kg)_______
2023-07-09更新 | 136次组卷
科普阅读题 | 较易 (0.85)
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奋斗者号万米深潜

2020年11月13日,我国奋斗者号载人深潜器顺利下潜至万米深的马里亚纳海沟,这意味着我国在深海探测领域的研究迈上了一个新的台阶。普通潜艇活动在300~600m深度,这个深度的水压为30~60个标准大气压。水深每增加10m,海水水压约增加1个标准大气压。所以在万米深度海水压强非常大,相当于2000头非洲象踩在一个人的背上。为了抗压,深潜器使用了新型钛合金材料。
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,深潜器的实际条件无法产生这么大的高压,不能将舱室内的海水排出。为了实现下潜和上浮,奋斗者号的底部装配有可抛弃压载铁,当奋斗者号准备上浮时,它会抛掉压载。压载铁所受重力与其浮力的差值等于它能为深潜器提供的额外浮力,为帮助上浮,奋斗者号还安有一件救生衣——浮力块,它对深潜器能产生的额外浮力等于它自身所受浮力与重力之差,浮力块的材料为微米级大小的空心玻璃微珠。在海水高盐环境下,材料必须耐腐蚀,海面下复杂的水流会冲刷,因此材料还必须耐磨。


(1)制作奋斗者号浮力块的材料不具有以下哪个属性___________
A.耐腐蚀性强        B.硬度大       C.抗压能力强        D.密度大
(2)有关奋斗者号潜水器的下潜或上浮,下列说法正确的是___________
A.下潜时需要抛弃压载铁                       B.上浮时需要抛弃压载铁
C.上浮是靠将水舱中水向外排出实现的   D.下潜是靠将水舱中水向外排出实现的
(3)在万米深的马里亚纳海沟,海水压强约为___________个标准大气压;
(4)奋斗者号的体积大约是50m3,它的自身质量大约是22t(不包括压载铁),奋斗者号要想不依靠动力实现自主下潜,需要在下方配备压载铁的质量至少为___________t。(海水密度取1.0×103kg/m3g取10N/kg,压载铁的密度为8.0×103kg/m3
2022-07-07更新 | 371次组卷
共计 平均难度:一般