在“死亡之海”钻探“中国深度”
2024年3月4日14时48分,我国首口万米深地科探井—“深地塔科1井”正式穿越万米大关。这标志着继深空、深海探索大自然的壮举之后,我国在深地领域实现重大突破。这口井位于被称为“死亡之海”的新疆塔克拉玛干沙漠腹地,设计深度11100m。自2023年5月30日开钻,数百名石油工人和科研人员坚守沙海腹地,连续奋战279天,历经高温、严寒、风沙和复杂地质情况等极端考验,成功钻探突破万米,同时创造了世界上钻探万米深井用时最短的记录。
垂直井深突破地下万米,在我国尚属首次!这不仅是为国家找油找气,也是探索地球未知领域、拓展人类认识边界的一次大胆尝试。约20层楼高的钢铁塔架,稳稳矗立在流沙之上,重达2000多吨的钻头、钻杆、套管等深入地下,穿透白垩系等10多个地层,成为探索地球深部的“望远镜”。
深地钻探难度堪比“探月工程”,钻探超万米后控制难度极大。当钻头抵近地下万米地层时,钻井设备承受的高温超过200℃、高压超过230MPa,这对钻井工具和钻井液都是巨大的挑战。我国科技人员攻克一系列技术难关,让钻机关键部件全面国产化,有效解决了核心部件“卡脖子”问题。科研人员还自主研发了耐盐、耐高温、超高密度的钻井液,为深地勘探提供了可靠支撑。
近年来,我国不断刷新“中国深度”。深地塔科1井钻破万米后成为陆地上世界第二、亚洲第一的垂直深井,在深地科学研究和超深层油气勘探领域具有里程碑的意义。万米“冲刺”成功后,深地塔科1井肩负科学探索和预探发现双重使命,继续向目标深度全速钻进。请根据上述材料,回答下列问题:
(1)深地塔科1井的成功钻探,为超深层油气资源勘探开发提供了有力支持。石油和天然气属于
(2)深地塔科1井地下万米处的高压大约是马里亚纳海沟11000m处水压的
(3)钻井液也叫钻井泥浆,被喻为钻井的 “血液”。钻井液是由粘土、水(或油)以及各种化学处理剂组成的一种溶胶悬浮体的混合物。钻井液在入井出井的循环过程中发挥着传递动力、携带岩屑、平衡地层压力和润滑钻具等关键作用。在深地钻探过程中,钻井液能够对高速旋转的钻头进行冷却和润滑,保护钻头不被高温破坏,因此,钻井液对安全高效钻井至关重要。在钻探过程中,钻井液通过
(4)为了万米深地钻探,我国科技人员自主研发的钻井液具备哪些特点:
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阅读短文,回答问题。
如图甲是国之重器——“奋斗者”号载人潜水器,它于2020年11月10日,在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,创造了中国深潜作业深度和世界下潜人数的新记录。
深潜万米带来的最大的挑战就是船体要抵抗巨大的海底压强,中国科学家们为此研发了新型钛合金材料,它比常规材料更坚固,质量更轻;为了实现快速下潜,科学家们还将潜水器船体设计成流线型。深海高压下,如何避免锂电池因温度过高而引发自燃?中国自主研发的“深海锂电池”由上百块单体锂电池组成,在电池间隙中充满了油。电池产生的热量会先传递给周围的油,油再将热量传递给外部的海水,来缓解电池发热的状况。
奋斗者号触底后,船体外两侧各连着一只机械手臂,机械臂在船员的操作下进行深海淤泥采样,在海底作业完成后,奋斗者号会在深海中抛掉两只机械手臂和吸附在舱外的压载铁从而上浮。此次万米海底科研工作通过电视直播传向全球,展现了我国强大的科技科研实力。
(1)根据短文信息,以下的说法错误的是
A.船体设计成流线型是为了减小阻力
B.新型钛合金材料比常规材料的密度小
C.抛掉压载铁后,奋斗者号所受浮力小于重力
D.电视直播是通过电磁波传递信息
(2)在深海10000米处,潜水器受到海水的压强为
(3)电池组工作一段时间后放出热量的60%被20kg的油吸收,油的温度从20℃升至50℃,已知c油=2.2×103 J/(kg·℃),则电池组这段时间产生的热量为
(4)潜水器其中一个机械手臂的简化示意图如图乙所示,它由金属杆AB、OC和可以伸缩的液压杆AC组成,C点为机械手臂和潜水器的连接点,当液压杆伸长或缩短时,会带动金属杆AB绕着O点转动,金属杆B端就会向上提或向下压采样器;采样时,液压杆AC对水平金属杆A端提供斜向上的拉力F为200N。已知OA、OC和AC的长分别为2.4m、1.8m和3.0m,OB的长为72cm,采样器的质量为1.2kg,体积为2dm3,不考虑金属杆AB所受的重力和浮力,则此时采样器对海底沉积物的压力为
“更立西江石壁,截断巫山云雨,高峡出平湖”,这是毛泽东在《水调歌头·游泳》中对于三峡大坝的宏伟设想,而今这一愿望得以实现。三峡大坝位于中国湖北省宜昌市三斗坪镇境内,工程包括主体建筑物及导流工程两部分,全长约3335m,坝顶高程185m。工程于1994年12月14日正式动工修建,2006年5月20日全线修建成功。兴建三峡工程的首要目标是防洪,同时还有发电、通航、枯水期补水、调节生态等多方面的功能。
2020年6月8日在长江主汛期来临前夕,三峡大坝上游水位已消落至防洪限制水位145m,提前腾出全部防洪库容。入汛以来,通过长江流域的控制型水库群发挥联合调度的拦蓄调控,在7月第3号洪水来临时,三峡水库水位从7月25日的约158.5m持续上涨,至7月29日,最高涨至将近163.5m。三峡水库避免了上游洪水与洞庭湖洪水叠加,有效缓解了长江中下游防洪压力,对长江2020年第3号洪峰产生有效拦截。
在大坝的左、右两侧有水电站厂房,机组单机额定容量70万千瓦。左岸山体内还有永久船闸和升船机。永久船闸为双线五级连续梯级船闸,可通过万吨级船队。爬升式垂直升船机,一次过船规模为3000吨级,最大垂直升降高度113m,上升速度约为0.1m/s,是世界上规模最大、技术难度最高的升船机项目。吨级的大型客轮过坝时间由通过永久船闸的3.5h缩短为约40min,使长江黄金水道通航效益及社会经济效益得以充分发挥。
三峡工程是中华民族在三峡谱写的一首新的民族之歌,世界第一的三峡大坝和世界上最大的水电站以及通航建筑物,成为新的世界奇观。
请根据上述材料回答下列问题;
(1)三峡工程包括主体建筑物及
(2)从2020年6月8日到7月29日,水对三峡大坝底部的压强
(3)升船机提升船只时对船做功的最大功率约为
天问一号火星探测器
天问一号火星探测器于2020年7月23日在文昌航天发射场发射升空,于2021年2月10日被火星捕获,进入环绕火星轨道,2021年5月,火星探测器上的着陆巡视器与环绕器分离,着陆巡视器软着陆于火星乌托邦平原南部预选区,成功降落于火星表面,而后祝融号火星车驶离着陆平台,开展巡视探测等工作。
(1)天问一号火星探测器登陆火星表面,着陆器设计了四个脚,每个脚上都安装了一个较大的圆盘,这是为了
(2)如图1,火星探测器进入环火轨道,在火星引力作用下做环绕火星的运动,运动轨道上有一个近火点(距离火星最近的点)和远火点(距离火星最远的点),那么,火星探测器在
(3)火星直径约为地球的一半,物体在火星地表所受重力约为地球地面上的五分之二;地球地表上的g地取10N/kg,则火星地表上的约为
①如图2,质量为240kg的祝融号火星车从高度为1.2m的着陆平台上沿斜梯驶离到火星地面上,则重力对火星车所做的功为
②火星地表大气压强约为680Pa,在火星地表做托里拆利实验,如图3,则水银柱高度h约为
感应发光冰块
感应发光冰块产品采用食品级PS材料及电子元件组成的发光冰块,采用先进的触水式开关,具有入水即亮的特性(液体感应),外形仿如真实冰块一般。感应发光冰块采用电池供电,无化学变化,无毒无害,可放置于各类饮品中增添浪漫及神秘的气氛。感应发光冰块内部电子元件有:液体感应器、纽扣电池和LED灯泡。感应发光冰块的使用方法是将发光冰块清洁干净放入水中,它将自动发亮;使用完毕后,用布擦干后放置于干燥的地方以备下次使用。感应发光冰块还可以放入冰箱内冷冻后,再放入饮料内,可以降低饮料的温度。需要注意的是,请勿吞食感应发光冰块,避免放置于温度过高的饮品中。
(1)液体感应器是先进的触水式
(2)用布擦干后的感应发光冰块内部的电路处于
(3)冷冻后的感应发光冰块放入饮料内,可以降低饮料的温度,这是通过
(4)LED灯泡发光时,将电能主要转化为
中国是茶的故乡,中国的茶文化源远流长,清明节,小天到海青茶厂体验手工制茶,小天把手工制茶的部分工序记录如下:
萎凋:将采摘回来的茶叶摊晾于无直射阳光的通风干燥处,鲜叶水分降到65%左右。
杀青:将萎凋以后的茶叶放入电炒锅内,把电炒锅调到高温挡,用手快速翻炒,去除青草味,蒸发一部分水分。
摇青:把茶叶置于摇青器具中,通过摇动,茶叶与茶叶摩擦,造成叶细胞损伤,促进茶叶氧化,诱发香气,形成茶叶所特有的清香。
揉捻:手工揉捻,让茶叶细胞壁破碎,并揉成卷曲样子,使其成线成条,从而使茶叶在冲泡时易溶于茶汤,提高浸出率。
烘焙:把揉捻成条的茶叶放入电炒锅内用手翻炒,蒸发茶叶内多余的水分,定型、产香。
复焙:打开电炒锅的低温挡用手慢速翻炒,再次蒸发茶叶内多余的水分。
(1)平整的茶叶被揉捻卷曲成线说明了力可以改变物体的
(2)在制茶的过程中可以闻到茶叶的清香,说明了分子在做
(3)烘焙的过程改变茶叶内能的主要方式是
(4)茶叶经过高温炒制后,水分完全挥发,放入水中暂时无法吸收水分,经过对茶碱的逐步分化,水才能慢慢进入到茶叶中,通过增加茶叶受到的
(5)下列说法错误的是
A.倒水冲茶时,茶叶随水旋转,停止倒水,茶叶仍然运动,是由于茶叶受到惯性的作用
B.茶壶的壶身和壶嘴构成连通器
C.茶水太烫,吹一吹凉得快,是由于吹气加快了茶水的蒸发,蒸发能致冷
D.透过玻璃茶杯看到手指变粗,是由于装水的茶杯相当于一个放大镜
测温手环
某型号的蓝牙测温手环如图所示,主要由温度传感模块、蓝牙模块两个部分组成。温度传感模块中,有一个高灵敏度的热敏电阻,热敏电阻外部与导热金属片密切接触。佩戴测温手环时,导热金属片使热敏电阻温度升高,热敏电阻阻值变化,电路中电流变大。温度传感器中的测温芯片能根据电路中电流大小算出热敏电阻的温度,并显示到液晶屏上。蓝牙模块则通过无线网络将测温芯片中的温度数据传送给数据处理中心,从而实现体温的实时监测。测温手环一般配有智能休眠仓。有些测温手环是通过判断温度变化来实现自动开关的。测温手环放入智能休眠仓后,若环境温度低于某个设定的温度或者手环检测到的温度长时间不发生变化,则测温手环中的金属片与热敏电阻分离,从而实现自动关机。还有些测温手环是依靠内置的霍尔元件实现“休眠”的。霍尔元件是一种对磁场敏感的电子元器件,当它周围存在较强的磁场时,可以断开测温手环的电路。因此,这类测温手环的智能休眠仓下面需要预埋一个磁体。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)在测温手环中,
(2)导热金属片的内能是通过
(3)热敏电阻阻值随温度升高而变小的,称为负温度系数热敏电阻;阻值随温度升高而变大的,称为正温度系数热敏电阻。依题意可知,该蓝牙测温手环的热敏电阻是
(4)测温手环的电路中,霍尔元件的作用相当于
电能传输过程中会在输电线路上产生大量的能量损耗,若保持输送功率不变时,输电线路上损耗的功率与输电电压的平方成反比,因此减少电能输送中的损耗的有效方法就是提高输电电压。据国家电网公司提供的数据显示,一回路特高直流电网的输送功率可以达到600万千瓦,相当于现有500千伏直流电网的5到6倍,而且送电距离也是后者的2到3倍,因此功率大大提高。电能不能从自然界中直接获得利用,需要由其他形式的能转化而来。未来核电、风电、水电等,都将有赖于建设的特高压电网来传输,特高压直流输电技术将是区域、国家和洲际电网互联的关键,有助于减少能源浪费,减少碳排放、形成电力流通新格局。
阅读上文,请回答下列问题:
(1)请你说出一条使用电能的优点:
(2)电能是属于
(3)在甲、乙两地间输送电能,若保持输送功率不变,将输电电压增加到原来的两倍,则输电线路上损耗的功率将
(4)为清除高压输电线上的凌冰,有人设计了这样的融冰思路:利用电流的热效应除冰;若在正常供电时,高压线上输电电压为U,电流为I,热耗功率为ΔP;除冰时,输电线上的热耗功率需变为9ΔP,则除冰时输电电压变为
如图所示,风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板,有风时通过风力发电机发电,有阳光时通过太阳能电池板发电,并将电能储存至蓄电池中,供路灯照明使用。表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数,其中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。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。
风力发电机 | 太阳能电池板 | ||
最小启动风速 | 1.0m/s | 电池板的面积 | 0.5m2 |
最小充电风速 | 2.0m/s | 光电转化效率 | 16% |
最大限制风速 | 12.0m/s | ||
最大输出功率 | 400W |
A.二次能源 B.可再生能源 C.常规能源 D.非清洁能源
(2)风力发电机是根据
(3)已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比,若风力发电机的输出功率为50W,此时风速为
(4)当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时,太阳能电池板的输出功率为
可燃冰
可燃冰,学名天然气水合物(Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate),是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质,分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧(如图甲所示),所以又被称作”可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”.
可燃冰中含有大量可燃气体,1立方米可燃冰可以分解释放出160立方米以上的天然气.其中甲烷含量占80%~99.9%,甲烷则是海底古生物尸体的沉积物被细菌分解后产生,极易燃烧.同等条件下,可燃冰燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍,而且燃烧后不产生任何残渣和废气,避免了最让人们头疼的污染问题而且储量丰富,全球储量足够人类使用 1000年,因而被各国视为未来石油、天然气的替代能源。
2017年5月18日,我国首次进行的天然气水合物在南海神孤海域试采成功(如图乙所示)。此次连续采气8天,平均日产超过1.6万立方米,我国成为能够同时达到了连续一周不间断以及日均产气一万方以上的国际公认指标的第一个国家。这不仅表明我国天然气水合物勘查和开发的核心技术得到验证,也标志着中国在这一领域的综合实力达到世界顶尖水平。
可燃冰使用前景广阔,但同时也存在风险.据估算,全球海底可燃冰的甲烷总量大约是地球大气中甲烷总量的3000倍,如果开采不慎导致甲烷气体的大量泄漏,将可能引发强烈的温室效应.如何安全、经济地开采可燃冰,并且从中分离出甲烷气体,依然是目前各国研究和利用可燃冰的核心难题.为了保护海洋生态、推进绿色发展、保障国家能源安全、促进天然气水合物勘查开采产业化进程,我国计划于2030年前进行可燃冰的商业开发。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)可燃冰就是干冰,这种说法是
(2)可燃冰属于
(3)一辆以天然气为燃料的汽车,100升天然气可使其运行300公里。一块100升可燃冰可使这辆车大约运行