【推荐1】阅读下列短文，回答问题。

发生在虎门大桥的涡激共振

小明看到一则新闻：2020年5月，虎门大桥发生明显振动现象，引起了社会的广泛关注．国际桥梁专家分析主要原因是由于大桥发生涡激共振引起，大桥所在地区在春、夏季的主导风向是东南风向，刚好与虎门大桥（如题图）接近于垂直，这样的风向容易诱发涡激振动。
什么是“涡激振动”呢？小明带着疑问，通过查阅资料得知：在一定条件下，如图题图所示，流体流过阻碍物时，会在阻碍物上下两侧先后交替产生有规则的反向旋涡①、②、③、④……，这一现象叫卡门涡街现象。产生旋涡的一侧流速快，另一侧流速慢，交替形成大小不同的压力，使阻碍物产生有规律的振动，即涡激振动。涡振频率f与阻碍物的特征宽度d和流体流速v有关，其关系（k为常数）。桥体异常振动是由于桥面上安装了1.4m高的临时护栏，在特定风环境条件下产生了涡激振动。当涡振的频率与大桥本身的固有频率相近时，大桥就会出现涡激共振，发生较为剧烈的振动。
人们利用涡激振动创造发明出很多有意思的东西，比如涡街流量计，该装置内有与电子设备相接的阻碍物，当流体通过阻碍物时发生涡振，输出与涡振频率相同的电压信号，利用涡振频率与流速相关的特性，间接获得管道内输出流体的流量，流量为单位时间内流体通过管道横截面的体积。

　　

（1）如题图所示桥与风向的关系，其中容易发生涡激振动的是______；

A．B．C．D．

（2）自然界中产生卡门涡街现象的情况很多，比如空气穿过方形桥墩，云层飘过山峰等，请你再举一个相关例子________；
（3）风沿着江面吹向大桥，当桥体上侧产生涡旋时，桥体______侧（选填“上”或“下”）受到压力大。
（4）安装临时护栏后，增大了桥体的______，使得相同风速下桥体的涡振频率______（选填“增大”或“减小”），当涡振频率接近大桥固有频率时，大桥即发生涡激共振；
（5）某水管的横截面积为S₀，阻碍物的特征宽度为d₀。水流通过阻碍物时输出的电压信号频率为f₀。如不考虑阻碍物对流速的影响，则管道中水的流量Q为______。

【推荐3】阅读短文，回答问题。
风力发电就是利用风能带动风力发电机组的叶片旋转，通过一系列内部轴承带动发电机发电。叶片设计是风力机研制最核心的步骤之一，直接决定了风力机捕获风能水平的高低。风力机的叶片形状看起来和飞机的机翼很相似，让我们以叶片中的某一个翼型（叶片的截面）为例，看看空气和叶片是如何相互作用的。如图，当风以一定的攻角（叶片的前缘和后缘的连线与风速的夹角）流经叶片的时候，叶片背面气流速度比较大，叶片腹面气流速度较小，叶片背面与叶片腹面受到的空气压强就不同，使其存在压力差。在风力机不发电的时候，叶片呈保护状态，不管风有多大，叶片都不转动。当需要发电的时候，变桨机构调节叶片角度，使叶片前缘与来风方向呈合适的攻角。风速达到一定程度，便可推动叶片转动，从而带动发电机发电。

（1）_______是风力机研制最核心的步骤之一，直接决定了风力机捕获风能水平的高低；
（2）叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度_______（选填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成；当风以一定的攻角流经叶片时，叶片背面的空气压力_______（选填“大于”、“等于”或“小于）叶片腹面的空气压力，请你列举一个生活中应用这一原理的实例：_______；
（3）人类正面临能源危机，像风能这样的可再生能源是未来能源的主要发展方向之一，除风能外_______能也是可再生能源，它们的优点是_______。

【推荐1】阅读短文，回答问题：

中国载人深潜新坐标——“奋斗者号”

“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。

（1）若海水的密度均匀，“奋斗者号”在从水面下10米下潜至深度为10000m的过程中，所受浮力______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）“奋斗者号”加速下沉时，其所受浮力______重力（选填“大于”、“小于”或“等于”），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），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”最大负载时实现悬浮静止状态，则每块铁块的体积为______m³。（设海水的密度ρ_水=1×10³kg/m³，ρ_铁=8×10³kg/m³）

【推荐2】阅读短文，回答问题。

绝境重生的372潜艇

海水跃层也称“跃变层”，它是指海水中某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层。如果海水跃层式上册密度大，下层密度小的状态，被称为“海中断崖”。潜艇在水下航行中，如突遭“海中断崖”，称为“掉深”。中国海军372潜艇一次远航战备巡逻中，碰见“掉深”的情况。这次潜艇掉的又快又深，艇长立即发出命令：“拉响损管警报！向所有水柜供气！”不到10秒钟，应急供气阀门打开，上百个阀门关闭，数十种电气设备关停，全艇各舱室封舱完毕，但“掉深”依然继续，“掉深”终于停止，深度计开始缓慢回升。372潜艇闯过鬼门关，创造了我军乃至世界潜艇史上的奇迹。（海水的密度为1×10³kg/m³，g取10N/kg）
（1）潜艇遇到“海中断崖”时，潜艇所处的海水密度突然 ___________（选填“变大”或“变小”），所受的浮力突然 ___________（选填“大于”“小于”或“等于”）重力，潜艇会失去平衡而急剧下沉；
（2）“向所有水柜供气”的目的是 ___________；
（3）某潜艇总质量为2.6×10³t，体积为3×10³m³，要使它从海面潜入海水中，至少要向水柜充入 ___________m³的海水。

【推荐3】阅读《等效替代》材料，回答题。

等效替代

在由西晋史学家陈寿所著《三国志》中曾描写过一位神童：冲少聪察，生五六岁，智意所及，有若成人之智。时孙权曾致巨象，太祖欲知其斤重，访之群下，咸莫能出其理。冲曰：“置象大船之上，而刻其水痕所至，称物以载之，则校可知矣。”太祖大悦，即施行焉。你知道这个聪明的萌娃是谁吗？
有不少同学已经猜到了，就是曹冲。“曹冲称象”在中国几乎是妇孺皆知的故事。年仅六岁的曹冲，利用漂浮在水面上的物体重力等于水对物体的浮力这一物理原理，解决了一个连许多有学问的成年人都一筹莫展的大难题，这不能不说是一个奇迹。可是，在那个年代（公元200年），虽然阿基米德原理已经发现了500年，但这一原理直到1627年才传入中国，小曹冲不可能知道这个原理，更不用说浮沉条件了。
实际上，聪明的曹冲所用的方法是“等效替代法”。如图，用许多石头代替大象，在船舷上刻划记号，让大象与石头产生等量的效果，再一次一次称出石头的重量，使“大”转化为“小”，分而治之，这一难题就得到圆满的解决。

等效替代法是一种常用的科学思维方法。美国大发明家爱迪生有一位数学基础相当好的助手叫阿普顿。有一次，爱迪生把一只电灯泡的玻璃壳交给阿普顿，要他计算一下灯泡的容积。阿普顿看着梨形的灯泡壳，思索了好久之后，画出了灯泡壳的剖视图、立体图，画出了一条条复杂的曲线，测量了一个个数据，列出了一道道算式。经过几个小时的紧张计算，还未得出结果。爱迪生看后很不满意。只见爱迪生在灯泡壳里装满水，再把水倒进量杯，不到一分钟，就把灯泡的容积“算”出来了。这里，爱迪生用倒入量杯里的水的体积代替了灯泡壳的容积，用的也是等效替代法。
等效替代是在保证某种效果相同的前提下，将实际、复杂的物理问题和过程等效为简单的、易于研究的问题和过程来研究和处理的方法。
等效替代法既是科学家研究问题的方法，更是我们在学习和生活中经常用到的思想方法。你现在还能回忆起研究哪些物理问题用过这种方法吗？
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）请你以静止状态下的“大象和船”为研究对象做受力分析，画出受力示意图。(         )
（2）请你根据所学的浮力知识说明“曹冲称象”的原理。(          )
（3）请你根据平时学到的物理知识并结合本文内容判断以下研究过程中使用等效替代法的是(          )
A．在研究平面镜成像特点时，我们利用两个大小相同的模型来探究像与物的大小关系
B．在研究磁场时，引入磁感线来形象描述磁场的方向与强弱
C．探究动能大小与什么因素有关时，我们用小木块在平面上被推动的距离来反映小球的动能大小
D．将发声的音叉靠近乒乓球，小球被弹开，说明发声的音叉在振动

【推荐3】请阅读《挺进深海》并回答问题

挺进深海

2020年11月10日，我国全海深载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟深度10909m处成功坐底，刷新中国载人深潜的纪录，并在水下停留6小时。“奋斗者”号不仅在深度上达到了目前全海深载人潜水器的最高标准，还大幅度提高了部件的国产率。
马里亚纳海沟是世界上最深的海沟，海沟底部有着巨大水压，同时完全黑暗、温度低，可谓是地球上环境最恶劣的区域之一、由于不同海域、不同深度的海水密度不同，“奋斗者”号在海水中受到的浮力是变化的。“奋斗者”号的外壳坚固，其在下潜过程中体积保持不变，浮力的变化要靠压载铁来平衡。所谓“压载铁”，就是给“奋斗者”号增加总重的铁块。根据在不同海域测得的海水温度、盐度和深度等参数精确地计算下潜时所需要的“压载铁”质量。“奋斗者”号装配所需的压载铁下潜，当下潜至预定深度时，通过适时抛掉一定数量的压载铁，并利用相关技术实现悬停。完成潜水工作后，还需要根据实时水文数据抛卸压载铁，以减小“奋斗者”号的总重从而开始上浮。
“奋斗者”号的成功反映了我国当代科技工作者持续奋斗、勇攀高峰的精神风貌，每一位为中国探索星辰大海、保卫国泰民安、创造繁荣富强的工作者，都是这个时代最美的“奋斗者”！
（1）“奋斗者”号在马里亚纳海沟下潜时承受的海水对它产生的最大压强约为___________Pa；（海水的密度近似取1×10³kg/m³）
（2）“奋斗者”号在深海中通过抛卸压载铁由静止开始上浮时，其所受的浮力___________（选填“大于”或“等于”）它的总重；
（3）如果在一次测试中测得的马里亚纳海沟某海域海水密度ρ和深度h的关系如图所示，请分析说明“奋斗者”号这样的深潜器在此海域加速下潜过程中随着下潜深度的增加，所受的浮力如何变化___________。