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题型:科普阅读题 难度:0.65 引用次数:2243 题号:3197437
阅读《探海神器——“蛟龙”号》,回答题:

探海神器——“蛟龙”号

2012年6月24日是个伟大的日子!“蛟龙”号载人潜水器深潜7020米新纪录诞生,“神舟九号”宇宙飞船与“天宫一号”手动交会对接成功,“蛟龙”与“神九”互致祝福,进行了穿越海天的对话,实现了“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”的伟大梦想!

目前,“蛟龙”号具备了在全球99.8%的海洋深处开展科学研究、资源勘探的能力。“蛟龙”号的形状外观如图所示,部分参数见下方表格:

“蛟龙”号部分参数
长×宽×高8.2米×3.0 ×米× 3.4米
自身质量22吨
最大荷载240公斤
载人限3人
最大速度25海里/小时
巡航速度1海里/小时
最大工作设计深度7000米
正常在水下工作时间12小时

这次深潜纪录的创造反映了“蛟龙”号高端技术的创新与突破。

新技术突破——高速水声通信技术

电磁波在海水中传播的距离很有限,而普通水声传输又有延时长、复杂环境中有效提取信号难等严重缺陷,“蛟龙”号潜入深海数千米,如何实现实时通讯是个重要难题.中国科学院研发了具有世界先进水平的高速水声通信技术——利用通信声呐进行水下通信联络,成功解决了这一难题。通信声呐是由发射基阵和接收基阵组成,基阵又由换能器基元组成。换能器一般用压电陶瓷材料制成,可将发射机产生的电信号转换为声信号,也可以将接收机接收的声信号转换为电信号。此次“蛟龙”与“神九”成功实现穿越海天对话,高速水声通信技术功不可没。

新技术突破二——大容量充油银锌蓄电池

“蛟龙”号搭载的是我国自主研发的、储存电能超过110千瓦时的大容量充油银锌蓄电池,该电池的蓄电能力为美国同类潜水器蓄电池的2倍,成功解决了“蛟龙”号正常水下工作时间长,但又不能携带太重蓄电池的困难。

新技术突破三——悬停定位和自动航行

由于不同海域、不同深度的海水密度不同,“蛟龙”号在水中受到的浮力是变化的。按潜航员叶聪的说法,“这次7000米级海试的试验海域,根据测量,海面海水的密度是每立方米1021公斤,而7000米深的海水密度变成每立方米1059公斤。‘蛟龙’号自重22吨,算下来在7000米深度时受到的浮力大概比在海面时要大800多公斤力”(公斤力是工程中常用的力的单位,1公斤力大约等于10牛)。

浮力的变化要靠压载铁来平衡,所谓“压载铁”,就是给“蛟龙”号增加重量的铁块。“蛟龙”号海试团队用周密的数学模型,能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”重量。

“蛟龙”号挂好所需压载铁,注水下潜,当下潜至预定深度时,“蛟龙”号能克服自身晃动、海底洋流等内外干扰,通过适时抛掉一定数量的压载铁,利用相关技术实现悬停.此外,“蛟龙”号还具备自动定向、定高、定深三大功能,能够在复杂环境中自动航行,在已公开的消息中,尚未有国外深潜器具备类似功能,当完成工作后,潜航员再抛掉适量的压载铁,实现上浮,可见,无论是下潜,悬停,还是上浮,压载铁的作用都是巨大的。

“祝愿中国载人深潜事业取得新的更大成就!祝愿我们的祖国繁荣昌盛!”,“神九”航天员景海鹏在太空向“蛟龙”号的祝贺,送出了全体中华儿女的心声!

(1)换能器可实现_________信号与_________信号的相互转换。
(2)潜艇下潜深度一般是几百米,而“蛟龙”号下潜深度一般是几千米,“蛟龙”号在深海中必须通过抛掉压载铁实现上浮,而不是像潜艇那样采用排水的方法实现上浮,请写出可能的原因及你的理由:______________
(3)请估算“蛟龙”号的体积大小,并写出估算过程。_______

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科普阅读题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐1】阅读《RO反渗透膜原理》,回答问题。
反渗透,英文为ReverseOsmosis,它所描绘的是一个自然界中水分自然渗透过程的反向过程。早在1950年美国科学家DRSSourirajan无意中发现海鸥在海上飞行时从海面啜起一大口海水,隔了几秒后吐出一小口的海水。他由此而产生疑问:陆地上由肺呼吸的动物是绝对无法饮用高盐份的海水,那为什么海鸥就可以饮用海水呢?这位科学家把海鸥带回了实验室,经过解剖发现在海鸥嗉囊位置有一层薄膜,该薄膜构造非常精密。海鸥正是利用了这层薄膜把海水过滤为可饮用的淡水,而含有杂质及高浓缩盐份的海水则被从口中吐出。这就是以后逆渗透法(ReverseOsmosis简称RO)的基本理论架构。对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜,一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为理想半透膜。当把相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于半透膜的两侧时,稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动,这一现象称为渗透。当渗透达到平衡时,浓溶液一侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,即形成一个压差,此压差即为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质,即与浓溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。若在浓溶液一侧施加大于渗透压的压力时,溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反,开始从浓溶液向稀溶液一侧流动,这一过程称为反渗透。反渗透是渗透的一种反向迁移运动,是一种在压力驱动下,借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法,它已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩,其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中。反渗透膜的孔径非常小,因此能够有效地去除水中比反渗透膜孔径大的溶解盐类、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等。利用反渗透原理进行水提纯系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。反渗透膜能截留直径大于0.0001微米的物质,是最精细的一种膜分离产品,其能有效截留所有溶解盐份及分子量大于100的有机物,同时允许水分子通过,以获得高质量的纯净水。
请根据上述材料,回答下列问题:

(1)要将自来水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质阻隔,并使之无法通过反渗透膜,从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来,反渗透膜的孔径要达到 ___________以下;
(2)图甲中容器两侧液面在自然状态下,液体的流动方向是:___________(选填“从纯水到盐水”或“从盐水到纯水”);
(3)图乙中两侧液体静止达到液透平衡,如果左右容器横截面积均为100cm2,要实现反渗透,需要在图甲中 ___________(选填“纯水”或“盐水”)液面施加的竖直向下的压力至少为 ___________N;(ρ盐水=1.03×103kg/m3g取10N/kg)
(4)RO反渗透是当前最先进的净水分离技术,请举出一个它在生产生活中的应用:___________
2022-08-31更新 | 217次组卷
科普阅读题 | 适中 (0.65)
解题方法
【推荐2】仔细阅读下面的材料,分析回答下列问题:
材料一:最近在温州瓯江某地出现了一种新的水利工程,见甲图;工程建拦河橡胶坝1座,坝长425米,分5每只坝袋高5.25米,长为84米;坝袋的基本结构和横切面见乙图(坝袋可视作柱形容器)该工程以水电开发(年发电量6314万千瓦时)和改善城区水环境为主,兼顾航运和改善灌溉条件等综合开发利用.同时,水位的升高和两岸的建设,使城市的生活环境更加优越.
材料二:橡胶坝是随着高分子合成材料工业发展而出现的一种新型水上建筑物,有高强度帆布做强力骨架,形成一个筒状密封袋,锚固在坝基上,旱季橡胶坝袋内充水(或气),以满足工农业及生活用水需要,雨季泄出坝袋内的水(或气)而不影响河道泻洪.目前,橡胶坝已被广泛应用于灌溉、发电、防洪和城市美化环境.

(1)①若每只坝袋的自重为20吨,坝袋内部的横截面积为402,坝袋与坝基接触宽度为10(如图乙),那么充满水的坝袋对坝基的压强为多少?__________(g10/千克)
②水坝建成后,瓯江的蓄水量大增,生物种类和数量更多.水体中能固定太阳光能的藻类等各种绿色植物属于该生态系统成分中的____;藻类等植物固定下来的能量主要流向消费者和分解者,生态系统中能量传递的渠道是____
③从环境保护和资源利用角度分析,建设水坝的意义是____
(2)修建山区水库既可以防洪水,还能发电和灌溉,其发电过程简化如图丙
①水库大坝修建时,下部B比上部A宽的原因是 ______
②汛期时,开闸排水,水的流量是603/秒,每小时排水__吨.
③汛期时,开闸排出的水冲击水轮机,使发电机组发电,若此时每秒钟水释放的机械能为1.2×106焦,能量利用的效率为25%,该水库发电机组的发电功率多大?_______________
2018-09-03更新 | 194次组卷
科普阅读题 | 适中 (0.65)
【推荐3】阅读材料回答问题;
“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________ 两部分;
(2)从2020年6月8日到7月29日,水对三峡大坝底部的压强__________(选填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)升船机提升船只时对船做功的最大功率约为________W。(g取10N/kg)
2023-09-12更新 | 35次组卷
共计 平均难度:一般