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
(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),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
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2019年1月21日清晨,我国首艘自主建造的001A型航母进行第五次海试,这是我国的第二艘航母,其结构类似“辽宁舰”,但比“辽宁舰”满载时吃水深度多0. 1m,排水量也要大5000t左右,该航母设计携带多种起飞方式不同的舰载机:直升机在航母上垂直升降;战斗机滑跃式起飞;重型飞机采用弹射式起飞.
如图是歼—15战斗机以12°左右的角度滑跃式飞起的情景,这种起飞方式首先需要航母保持一定的速度,然后战斗机在发动机的很强推动力的作用下,短时间、短距离内达到必要的起飞速度;当它返回降落在甲板上时,需要借助拦阻索的拉力才能尽快停止,随着新航母的即将入役,中国海军的实力必将再次上升到一个新高度!祝福中国海军!
(1)在同一海域满载航行时,001A型航母比“辽宁舰”的底部受到海水的压强大
(2)歼—15战斗机在起飞过程中具有的机械能将
(3)歼—15战斗机在返回甲板上着陆时,由于
(4)请分析飞机机翼的结构,利用物理原理解释歼—15战斗机获得向上升力的原因.
“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,这个深度的水压约为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”号带了4块压载铁,总质量为2t。当“奋斗者”号准备上浮时,它会抛掉压载铁。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,奋斗者号还穿有一件“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。深潜器需要尽可能降低它的重心,以提高其稳定性,另外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、浮力块等物体的位置。
(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
(4)下列四幅图中,压载铁和浮力块的放置位置最合理的是
(5)若浮力块的密度ρ浮力块=0.5×103kg/m3,体积V=1m3,海水密度ρ海水=1.0×103kg/m3,压载铁密度载ρ压载铁=8.0×103kg/m3,g取10N/kg,压载铁四块全部丢掉,且穿着“救生衣”,潜水器能获得的额外浮力共为
“海油观澜号”深远海浮式风电平台
2023年5月20日,我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网,标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展。
“海油观澜号”由浮式基础和风机组成,整体高度超200米,总质量达1.1×107kg。平台采用“半潜式”设计,底部是一个三角形浮式基础,包括3个边立柱和1个中间立柱,图甲为其实物照片。浮式基础上方是高约83米的圆筒状柱子,柱子上方安装有机舱,机舱前部的3只大叶片驱动机舱中的发电机转子转动,生成绿色电力,年发电量将达2.2×107kW·h。
(1)风能属于
(2)根据图甲估测“海油观澜号”单个叶片长度约为
(3)风平浪静叶片不动时,平台基础排开海水的体积达
(4)每年的发电量相当于
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潜艇“掉深”
中国依靠自己的力量,已经拥有一支核潜艇部队,能够有效地巩固海防,捍卫国家主权、领土完整。如图甲,潜艇在海水中潜行靠收排海水,来控制自身的排水量和自重,从而控制自己的潜行深度。由于大海中的海水在各种因素的作用下有时会出现了分层,海水密度在垂直方向上出现突变形成“海水跃层”。若海水跃层的密度梯度跃变层如图乙所示(h为海水深度,p为海水密度),潜艇航行中一旦遇到,受到的浮力就会急剧变化,整艘潜艇不受控制地会掉到安全潜深以下,俗称“掉深”,会被巨大的海水压力破坏而导致致命事故。
目前世界上遇“掉深”唯一生还的是中国372核潜艇。当时危机时刻,艇长瞬间发出命令:“向所有水舱供气!”此时应急供气阀门打开,所有水舱开始供气,一段时间后,“掉深“终于停止,实现了成功自救。
(1)潜艇在海水中潜行的过程中能上浮和下沉的原因是
(2)中国372核潜艇“掉深”是遇到了“海水跃层”,此时海水密度突然变
(3)中国372核潜艇“掉深”危机时刻,艇长命令,向所有水舱供气的目的是
漏刻
漏刻是我国古代的一种计时工具,漏,指漏壶;刻,指箭刻,放置在漏壶内以标记时间。我国古代劳动人民从陶器中小孔漏水的现象,发现水的流失与时间的流逝有一定的关系,受到启发发明了早期的漏刻。历史上的漏刻主要有泄水型的沉箭漏和受水型的浮箭漏。泄水型沉箭漏如图甲所示,它只有一个漏水壶,在靠近漏水壶底部的一侧有一个出水孔,壶中有一只插有直立漏箭的浮舟,浮舟漂浮在水面上。使用时,壶中的水由小孔流至壶外,漏箭随之逐渐下降,由漏箭上位于壶盖处的刻度可知当时的时间。这种漏刻使用过程中,随着漏水壶中液面的下降,滴水速度也会下降,导致计时存在较大误差。
受水型浮箭漏的发明晚于泄水型沉箭漏。早期的受水型浮箭漏如图乙所示,它主要包括一只供水的播水壶和一只受水壶,受水壶上固定一把铜尺,铜尺上刻有十二时辰,受水壶里有一只插有直立浮箭的浮舟,浮舟漂浮在水面上。当水从播水壶滴入受水壶后,受水壶中的水位升高,浮箭被慢慢托起,根据浮箭上端在铜尺上对应的刻度就知道当时的时间了。同样由于播水壶中液面的下降,滴水速度也会下降,计时准确度并未得到大幅提高。
实践发现可以通过增加播水壶的个数来提高计时准确度。图丙所示的是国家博物馆展示的漏刻展品,有三只播水壶,分别称为日壶、月壶和星壶。使用时,定时给日壶补水,确保星壶始终处于满水状态,保证星壶流入受水壶的滴水速度稳定,从而大大提高了测量的准确性。漏刻作为我国古代重要的计时工具,不仅反映了我国古代劳动人民的智慧和创造力,而且对后世的计时技术产生了深远影响。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)除了漏刻,请你写出一个我国古代的计时工具
(2)受水型的浮箭漏工作时,浮舟随着水位升高,受到的浮力
(3)科技小组分别自制了简易沉箭漏和浮箭漏,如图是沉箭漏的“漏箭”示意图,如图是浮箭漏的“铜尺”示意图。两图中均已标出上午“8:00”所在的位置,则应将上午“9:00”下标在“漏箭”的
ZTD﹣05型水陆两栖突击车
该车是我国自主研发的当今世界水上速度最快的两栖突击车(如图示).车上现配有多种类型的火炮,火炮威力居世界领先地位,炮管中部的抽烟装置,由储气筒、喷嘴等组成,炮塔内炮手发射炮弹,弹丸经过喷嘴时储气筒会充入高压气体,弹丸飞离炮口后,储气筒内的高压气体便由喷嘴向外冲出,迫使炮塔中的有害气体沿炮口流出,净化了车内空气。
ZTD﹣05型水陆两栖突击车陆地行驶采用宽履带牵引,每条履带抓地面积为7.25m2,并且两侧履带速度可独立控制。水上牵引采用两个涵洞式水泵喷水推进器,从车体后下部左右对称的两个喷口,向后喷出强劲的水流,配合履带划水推动车辆在水中高速航行。该车的一侧喷水推进器还可以单向加减速,从而机动控制突击车在水中的行驶方向或者射击角度。该两栖突击车的主要性能参数如表:
全总质量 | 29t |
主要武器 | 105毫米大炮 |
最大速度 | 陆地:90km/h |
水上:40km/h | |
悬挂系统 | 扭力杆 |
牵引系统 | 陆地:履带式 |
水上:涵洞式 |
(2)抽烟装置喷嘴的开口方向,你认为图中哪一选择最符合要求
A. B.
C. D.
(3)突击车在陆地向前行驶时,如果将左侧履带加速,右侧履带停止转动,则突击车将
(4)两栖突击车在河水中漂浮时,受到的浮力为
(5)已知水陆两栖突击车在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比,当水陆两栖突击车以30km/h在水中匀速航行时,它受到的阻力是4.5×104N,则当两栖突击车在水中以最大航速的一半速度匀速航行时,发动机提供的牵引力为