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2019年12月17日清晨，中国第一艘国产航母交付海军，命名为“中国人民解放军海军山东舰”，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，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。
如图是歼战斗机以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）歼-15战斗机在起飞过程中具有的机械能将___________（选填“增大”、“不变”或“减小”）；若航母一直保持匀速行驶，当战斗机起飞离开航母后，航母的机械能将___________（选填“增大”、“不变”或“减小”）；
（2）歼-15战斗机在返回甲板上着陆时，由于___________会继续滑行一段距离，在滑行的过程中，战斗机受的力___________（选填“是”或“不是”）平衡力；
（3）在同一海域满载航行时，“山东舰”航母比“辽宁舰”的底部受到海水的压强大___________Pa，受到的浮力大___________N；（，g取10N/kg）
（4）“山东舰”航母以航速20节速度在海上匀速行驶，动力达到2×10⁵马力，1马力约等于735W，1节等于0.5m/s，试问此时航母在海上受到的阻力约是___________N。

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中国古代农具一桔槔（jie gao）

桔槔俗称“吊杆”“称杆”，是一种原始的汲水工具。桔槔的结构，相当于一个普通的杠杆。如图所示，其上端的横长杆相当于硬棒，横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，相当于支点。横杆的一端用绳子与汲器（提水的容器）相连，另一端绑上或悬上一块重石头。

当不提水时，横长杆的绑重石端位置较低，横长杆的汲器端位置较高；当要提水时，人用力向下拉绳子使汲器下降到水面以下并让水流入汲器，与此同时另一端石头的位置则上升。当汲器装满水后，就让另一端石头下降，通过杠杆作用，就可将汲器提升。这样汲水过程的主要用力方向是向下，由于向下用力可以借助人的体重，因而给人以轻松的感觉，也就大大减少了人们提水的疲劳程度。这种提水工具，是中国古代社会的一种主要灌溉机械。
(1)杠杆在生活及生产中无处不在，有的能省力，有的能省距离。人用力向下拉绳子时，桔槔的结构相当于一个______（选填“省力”或“省距离”）杠杆。
(2)当汲器在露出水面之前上升的过程中，它受到的浮力将______（选填“增大” “减小”或“不变”）。
(3)当装满水的汲器在空中匀速上升时，它的机械能将______（选填“增加”或“减小”），此时对汲器做的功是______（选填“有用功”或“额外功”）。
(4)已知石头的重心到支点的距离为1m，绳子与横长杆的连接点到支点的距离为3m，汲器装满水后的重力为150N，重石的重力为300N。当装满水的汲器在空中匀速上升时，若不计摩擦和绳重，人对绳子的拉力是______N。

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海水跃层
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，表明上下层海水性质不同，跃变层的薄厚和距海面的深浅，随海区的地理和气候条件变化。
如果海水跃变层是上层密度大、下层密度小的状态，形成负密度梯度跃变层，被称为“海中断崖”。潜水艇在水下航行中，如突遇海中断崖，急剧掉向海底，称为“掉深”，大多数常规潜艇的有效潜深为30米，潜挺不受控制地掉到安全潜深以下时，会被巨大的海水压力破坏，而失事。
某潜艇一次远航战备巡逻，当时海区情况比较复杂，以前也碰见“掉深”的情况，但这次潜艇掉得又快又深，潜艇的主机舱管路发生破损，该潜艇支队支队长瞬间条件反射式发出命令∶“损管报警！向所有水柜供气！”不到十秒钟，应急供气阀门打开，所有水柜开始供气∶一分钟内，上百个阀门关闭，数十种电气设备关闭；2分钟后，全舰各舱室封舱完毕，但“掉深”依然继续。三分钟后，掉深终于停止深度计开始缓慢回升。该潜艇闯过鬼门关，靠的是及时准确的命令，也靠着全舰官兵超水平的配合。
(1)300m深处潜艇受到海水的压强约为 _______ Pa。（海水密度近似水的密度g取10N/kg）
(2)海中断崖的海水密度 ______________ ，造成潜艇受到的浮力 ______ ，导致潜艇“掉深”。（选填“变大”或“变小”）
(3)“向所有水柜供气”的目的是 __________

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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___________；

（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；
（4）当外油囊中无油时，滑翔机排开水的体积为。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，此时外油囊中油的体积为___________。（忽略海水压强对滑翔机外壳体积的影响，）

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“海翼”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”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，像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”）。

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空心锤子

在生产、生活和科学实验中，我们常常要使用锤子。如在墙上钉钉子时，我们用锤子反复击打钉子，当宇航员用锤子敲击物体时，锤子给物体一个作用力，人和锤子也会向背离物体的方向运动，并且敲击时的作用力越大，根本无法进行再次敲击怎样解决这一问题呢？科学家把宇航员用的锤子设计成空心的，并在里面装入一定量的钢砂，锤子会把受到的反作用力传给钢砂，使原来处于相对静止的钢砂运动起来。钢砂运动产生的相互摩擦克服了此状态下的反作用力，减慢了锤子的运动，使锤子不会反跳起来。由此攻克了在宇宙空间不能用锤子反复敲打物体的难题。
（1）用锤子击打钉子时，锤子对钉的作用力 ___________钉对锤子的作用力（选填“大于”“小于”或“等于”）。锤子离开物体后，仍能继续运动，是由于锤子___________；
（2）宇航员用锤子敲击物体，物体会运动，同时，人和锤子也会反向运动，说明物体间___________；
（3）敲击时的作用力越大，人和锤子就会被弹飞得的越远，是因为力的 ___________（选填力的三要素之一）影响了力的作用效果；
（4）宇航员与飞船一起绕地球匀速转动过程中，受到的力是 ___________（选填“平衡”或“不平衡”）的；
（5）2021年12月9日“天宫课堂”开讲，王亚平老师在中国空间站开展了神奇的“浮力消失实验”。对杯中乒乓球的描述，不正确的是 ___________。
A．不能漂浮在水面上
B．受到的重力为零
C．可以在水中任意位置静止
D．上下表面没有受到压力

【推荐1】阅读解答

热岛效应

如今的人们会感觉到城市的温度高于郊区，这就是常说的热岛效应。分析城市“热岛效应”的主要原因：一是工厂、交通工具、电气设备和人群排放大量的热量；二是建筑群、马路中的矿石、水泥，在相同的日照条件下温度上升更明显；三是城区内有自然水的面积小，水的蒸发少，降温作用减弱；四是城区内楼群林立，难以形成空气对流。
为了改善城市的人居环境，人们应采取一些有效的措施，例如植树造林，提高资源利用率，更多地利用太阳能、水能、风能，都可以控制环境的热污染。回答：

(1)在我国，随着轿车大量的走进家庭，热污染更加严重。汽油机是工农业生产中常用的热机，某型号汽油机的结构如图，小白同学阅读了某牌号汽车发动明书后，将内燃机的能量流向制成如图所示的图表，请根据给出的信息，计算该内燃机的效率为_____%。飞轮转速是1200r/min，汽油的热值为4.6×10⁷J/kg，则在汽油机内完全燃烧2kg汽油能放热______J，这些热通过该汽油机转化的能对外做有用功_______J；该汽油机每秒钟内完成40个冲程，做功_____次。汽车行驶时发动机产生的牵引力是F，则燃烧m质量的汽油，能使汽车前进的距离s=______（用给出物理量的符号表示距离s的表达式，汽油的热值在本小题中用q表示）；
(2)建筑群、马路中的矿石、水泥的______小，在相同的日照条件下温度上升更明显。

【推荐2】阅读短文，回答文后的问题。
为保护地球家园，我国将努力争取2060年前实现碳中和。为了降低化石能源占比，我国目前正大力开发利用太阳能、风能、核能等新能源，风光互补发电项目正大规模推进。风光互补发电系统由太阳能发电板、风力发电机组、系统控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成。
下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中风力发电的最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率；光照功率P₁是指太阳光照射到电池板表面处每平方米的辐射功率，，光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率。

风力发电参数		太阳能发电参数
最大输出电功率	400W	光照功率
最大限制风速	12m/s	光电转化效率	20%

（1）在人类使用能源的过程中，必然有部分能量由于种种原因浪费掉且不能再重新加以利用，因此说明能量的转移或转化具有________；
（2）若风力发电时功率与风速的平方成正比，则当输出功率为25W时，则此时的风速为________m/s；
（3）若太阳能板的面积为2m²，，则利用太阳能板发电5h相当于________kg热值为的柴油的完全燃烧放出的能量；
（4）太阳能电池还可以给电动车提供电能。某电动车的动力由电动机提供，电动机的转换效率是指所输出的机械能与电源提供的电能之比。在转换效率η一定时，其耗电功率与转速n的立方成正比，系数为k₁，而行驶速度与电机转速n成正比，系数为k₂，当电动车匀速直线行驶时，所受阻力f与电动机转速n的关系是f=________（用以上字母表示）。

【推荐3】阅读短文，回答问题：
为节约能源，某型号汽车在关闭发动机后，通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中。表中所示是该型号汽车的部分技术参数，其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率。耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的体积，测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭发电机两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能E_k，作出E_k-s图像，如图所示。
（1）发电机是根据___________发电的，发电过程中，动能除了转化为电能外，由于线圈有电阻，还有部分能量转化为____________________能；
（2）汽车正常行驶100km，消耗燃油的质量为__________kg，完全燃烧这些燃油产生的热量为__________J（燃油的密度ρ=0.7×10³ kg/m³，热值q=4.6×10⁷J/kg）；
（3）测试时，汽车在大小为800N的牵引力作用下，以20m/s的速度正常行驶1000m，此过程中，汽车___________；
A．受到的阻力为1.2×10⁴J
B．行驶的时间为40s
C．牵引力做的功为3.2×10⁸J
D．牵引力的功率为16kW
（4）由图像可知，表示开启发电机进行测试的图线是____________； （①/②）
（5）若汽车正常行驶时的动能E_k0=4×10⁵J，某时刻关闭发动机，同时发电机开始工作，最终有______J的动能转化为内能。

XX型汽车
总质量（kg）	1200
储能效率（%）	70
耗油量（L/100km）	9

【推荐2】阅读材料回答问题

潮汐发电

在海湾或有潮汐的河口，可见到海水或江水每天有两次的涨落现象，早上的称为潮，晚上的称为汐。潮汐现象主要是由月球、太阳的引潮力以及地球自转效应所造成。涨潮时，大量海水汹涌而来，水位逐渐升高；落潮时，海水奔腾而去，水位陆续下降。每天海水涨潮、退潮各两次，涨潮与退潮一般间隔6小时。海水在运动时所具有的动能和势能统称为潮汐能，潮汐是一种蕴藏量极大、取之不尽、用之不竭、不需开采和运输、洁净无污染的新型能源。
潮汐能的主要利用方式是潮汐发电。潮汐发电是水力发电的一种．在有条件的海湾或有潮汐的河口建筑堤坝、闸门和厂房，围成水库，水库水位与外海潮位之间形成一定的潮差，从而可驱动水轮发电机组发电。如图所示是潮汐发电的原理图。与普通的水利发电的不同在于海水与河水相比，海水落差不大，但流量较大，并且呈间歇性。
潮汐电站一般有三种类型，“单库双向型”就是其中之一，即用一个水库，涨潮与落潮时均可发电，只是在水库内外水位相同的平潮时不能发电。位于我国浙江省的江厦潮汐电站就是一个单库双向型电站，建成于1980年5月，总装机容量为3200kW，年发电量约为10⁷kW·h，为世界第三大潮汐发电站。

请根据上述材料，回答下列问题
（1）潮汐发电是将潮水的机械能转化为_______能，一个单库双向型潮汐电站一天可以发电_______次；
（2）潮汐能属于________能源；（选填“可再生”或“不可再生”）
（3）假设海湾水库面积为5×10⁸m²，平均潮差为5m，海水密度为1.03×10³kg/m³，发电机组的平均能量转化率为12%，g取10N/kg，则单次落潮的过程中发电机组的总发电量为_______J。（结果保留两位有效数字）

【推荐3】阅读短文，回答问题

当前“雾霾”成为全社会关注的热点，雾霾笼罩已经严重污染了空气质量．

霾，也称灰霾（烟霞），它由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子组成．灰霾粒子的尺度比较小，从0.00 1μm到10μm，平均直径大约在1﹣2μm左右，肉眼看不到空中飘浮的颗粒物．

如图所示为国内某厂商生产的名为“秦”高性能混合动力车，在很多城市PM2.5爆表的今天，“秦”给消费者提供一种新的出行方式．“秦”充电10kWh即可达到纯电动模式续航里程40km，能满足日常上下班短途用电需求．长途可使用油电混合动力，最高时速可达180km/h，百公里综合油耗仅2L．“秦”电动机效率为80%．

（1）霾粒子人眼看不到，它的运动________ （选填“是”或“不是”）分子的无规则运动．
（2）燃油汽车的发动机通常是汽油机，汽油机工作时，________ 冲程将内能转化为机械能，汽油是从石油中提取出来的，从能源可否再生的角度来看，石油是________ 能源（选填“可再生”、或“不可再生”）．
（3）“秦”在纯电动方式行驶时，车子所受的平均阻力为 ________   N．
（4）若某一次行驶中“秦”消耗电能4.6kWh，则若用效率为25%的燃油汽车需要 ________     kg的汽油（汽油热值为4.6×10⁷J/kg）？