1 . 阅读下列短文   

三峡船闸

三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程，三峡大坝上下游的水位差最高可达113m。巨大的落差有利于生产可观的电力，当然也带来了航运方面的问题：下游的船只驶往上游，怎样把这些船只举高一百多米？上游的船只驶往下流，又怎样让船只徐徐降落一百多米？解决这个问题的途径就是修建船闸。
船闸由闸室和上下游闸门以及上、下游阀门组成，如图所示。
三峡船闸总长1621m，是世界上最大的船闸，船只在船闸中要经过5个闸室使船依次升高（或降低），每个闸室水位变化超过20m，因此三峡船的闸门非常高大，首级人字闸门高近40m，宽近20m，如果平放在地面上，有两个篮球场大，倘若门外的水压在闸门上，设想有10万人每人用1000N 的力来顶着门，也挡不住水的压力，可见水对闸门的压力之大，为此，三峡船闸的闸门足足有3m厚，无愧是“天下第一门”。（ρ_水=1.0×l0³kg/m³， g 取 10N/kg ，标准大气压p₀=1.0×l0⁵P_a）

请回答下列问题：
（1）三峡船闸是根据______原理建造的，船只从上游进入闸室航行时，闸室阀门A、B的开启情况是______。       
（2）船只从上游经过船闸到达下游，重力势能______（选填“增加”或“减少”）。       
（3）—艘总重为100t的船，在闸室中缓慢上升20m，此过程中浮力对船做功为______J。       
（4）若三峡大坝内蓄水深度为113m，请你计算一下，此时水对坝底产生的压强是______P_a，约为______个标准大气压（结果取整数）。

2 . 请根据上述材料，回答下列问题：

白鹤梁水下博物馆

白鹤梁水下博物馆位于重庆市涪陵区长江岸边，它被联合国教科文组织誉为“世界首座非潜水可到达的水下遗址博物馆”，是世界水文资料的宝库。
白鹤梁原本是一块长江边上的天然的巨型石梁，是古人用于观测长江的水文站，其具有不朽的水文历史价值和文学艺术价值。在三峡工程蓄水之前，唯有在冬季枯水期，人们才有幸一睹白鹤梁题刻的风姿。为了保护这块意义非凡的石梁，中国工程院院士于2001年提出“无压容器”水下博物馆建造方案，即在水下40米的白鹤梁外修建一个钢筋混凝土“罩体”，与长江水隔离。为了“无压”，罩子内部也要蓄满水，只不过这里面的水是经过过滤、净化，非常干净的长江水，使“罩体”基本处于水压平衡的状态，同时防止江水常年对白鹤梁遗址原体的冲刷损坏。
“罩体”内沿白鹤梁遗址原体修建了一条参观廊道，由耐压金属和23个玻璃观察窗构成，游人可沿着参观廊道近距离观看、研究白鹤梁上的题刻。照明系统采用LED技术，寿命长、光照好、节能省电，另有先进的循环水系统、防水系统、水下实时摄影系统。
这一极具创新设想的工程实施，为水下文化遗产的原址保护提供了成功的工程范例。
（1）白鹤梁的“无压容器”保护方案中混凝土罩体内应当______（填写正确选项前的字母）；
A．蓄满水　　B．排空水　　C．抽真空
（2）冬季枯水期白鹤梁混凝土保护罩所承受江水压强与非枯水期相比将______（填写正确选项前的字母）；
A．增大　　B．减小　　C．不变
（3）若“罩体”内参观廊道上某个玻璃窗面积约为，则该玻璃窗所承受的江水压力约为____________N（，g取）。

4 . 阅读下面的信息，完成下题。
图1中圆柱形容器装有适量的水，当水温从0℃升到15℃时，水的密度ρ和水温t关系如图2所示，此过程水的质量不变，不考虑圆柱形容器的热胀冷缩。


（1）下列选项中能正确反映图1中容器内某点A（与容器底距离不变，且始终在水面之下）受到水的压强p和水温t关系的是(        ) ；
A. B.
C.        D.
（2）用压力计（可以测量压力大小的仪器）把一实心木块M（体积不变，密度小于水）压入水中完全浸没，如图所示M处于静止状态。下列选项中能正确反映压力计示数F和水温t关系的是(        ) 。

A. B.
C. D.

5 . 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。_______

6 . 请根据上述材料，回答下列问题：
请阅读《挺进深海》并回答题。

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，如图所示。“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。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，为克服自身晃动、海底洋流等内外干扰，通过适时抛掉一定数量的压载铁，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。

（1）“奋斗者”号在马里亚纳海沟下潜最深处时承受的海水对它产生的压强为__________；（海水密度取，g取）
（2）潜艇下潜深度一般是几百米，通过排出艇内的水减小自身重力实现上浮。而“奋斗者”号下潜深度到达万米，在深海中不是通过排出仓内水减小自身重力实现上浮，而是通过抛掉压载铁减小自身重力实现上浮。请你说明理由：__________。

7 . 请阅读《三峡大坝》并回答。

三峡大坝

三峡大坝是世界上最大的水力发电工程，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145米，提前腾出全部防洪库容。7月29日洪水来临时，最高涨至将近163.5米。拦河大坝的泄洪坝段位于河床中部，在泄洪时采用鼻坎挑流技术，如图1所示，将水流挑向空中使水流在空中分散，最终变成面积扩大数倍的松散水柱，从而减小水流对坝基的冲击作用。

   

同时三峡大坝还有通航的作用，要实现过坝通航，除了可利用船闸外，还可以借助升船机。通俗地说，升船机就是一部“船舶电梯”，我们以一艘轮船从上游过坝通航到下游为例，来说明它的工作过程。需要过坝的轮船先驶入水面与上游航道水位齐平的承船箱中，如图2甲所示。当轮船靠泊完毕，关闭轮船驶入一侧的闸门，承船箱就载着里面的轮船开始下降，如图2乙所示。抵达下游，当承船箱内水面刚好与下游航道水面齐平时，如图2丙所示，再将驶出承船箱一侧的闸门打开，轮船就可以平稳地从承船箱驶出，完成过坝，如图

   

三峡升船机是世界上迄今规模最大的升船机。它的最大提升总质量为吨，可通过最大排水量为3000吨的船舶。它的下降或爬升是依靠两侧对应位置安装的齿轮、齿条来驱动的。更为巧妙的是在升船机两侧塔柱内布置了与提升总重相同的平衡重组。正是由于平衡重组的配重，使得承船箱爬升时只需要再受到400吨左右的力量，就可以克服系统机械摩擦阻力，进而实现轻松升降。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）升船机在一次下降作业中，承船箱抵达下游后，在打开闸门前，承船箱内的水面与下游航道水位是__________的；
（2）2020年7月29日，水对大坝底部的压强__________Pa；（g取10N/kg）
（3）若升船机将一艘排水量为3000吨的轮船运送到上游后，紧接着又计划将一艘排水量为1000吨的轮船运送到下游，平衡重组的重应__________；
A．增加       B．减少       C．保持不变
（4）文中介绍的鼻坎挑流技术减小了水流对坝基的冲击作用。请举出应用此技术设计理念的一个例子，并进行简单的解释说明。(        )

8 . 阅读短文，回答问题。

可燃冰

可燃冰是一种新型能源，主要成分是甲烷和水，分布在深海沉积物里或酷域的永久冻土中，如图所示，可燃冰形似冰块却能燃烧，燃烧后几乎不产生任何残渣，1m³的可燃冰分解后可释放出约0.8m³的水和164m³的天然气，天然气中甲烷的含量占80%~99.9%。
可燃冰的生成有三个基本条件：首先要求低温，可燃冰在0~10℃时生成，超过20℃便会分解，海底温度一般保持在2~4℃在右；其次是高压，可燃冰在0℃时，只需海水产生29个标准大气压即可生成，而以海洋的深度，此高压容易保证；最后是充足的气源，海底的有机物沉淀，其中丰富的碳经过生物转化，可产生充足的气源，在温度、压强、气源三者都具备的条件下，可燃冰就会生成。
请回答下列问题：[1个标准大气压取1×10⁵Pa，海水的密度取1×10³kg/m³，g取10N/kg，c_水=4.2×10³J/(kg·℃)，甲烷的热值取4.2×10⁷J/m³]
(1)可燃冰的主要成分是_________和__________。
(2)若要在0℃的海底生成可燃冰，海水的深度至少要_______m。
(3)如图所示，海底上有一块体积为100m³且底部与海底紧密相连的可燃冰A，其受到海水的浮力为_______N。
(4)0.5m³的可燃冰分解后，其中的甲烷完全燃烧放出的热量是______J，在标准大气压下，这些热量全部被水吸收，至少可以将质量为____kg温度为20℃的水加热至沸腾。

9 . 阅读《“奋斗者”号》并回答问题。

“奋斗者”号

深遂的海底世界充满了神秘与未知，驱动着人类孜孜不倦地探索。2012年6月24日，“蛟龙”号载人深潜器下潜7020米新纪录诞生。在此后的八年时间中，我国科研团队攻坚克难，不断探索，终于在2020年11月10日，“奋斗者”号载人深潜器（如图所示）成功下潜，刷新了我国载人深潜的新纪录。
“奋斗者”号的载人舱设计为球形，如图所示。球形结构可以将深海的压力向四周分散开来，从而可以承受更大的压力。“奋斗者”号最引人注目的是中国科学院金属研究所钛合金团队采用自主发明的Ti62A钛合金新材料，为“奋斗者”号建造了世界最大、搭载人数最多的潜水器载人舱球壳，它比“蛟龙号”更抗压，实现了下潜更大的深度。载人舱的研制极大推动了我国材料力学和结构力学的发展。“奋斗者”号还采用了新型固体浮力材料保障潜水器安全返回水面。浮力材料要求密度小，还要抗很大的水压。“奋斗者”号使用的固体浮力材料的关键部分是成千上万个纳米级大小的玻璃微珠，这个玻璃微珠中间是空心的，密度只有水的30%。固体浮力材料的研制突破了我国浮力材料研究的关键技术。
某次执行任务时，在“奋斗者”号的外部挂好2t的压载铁，注水下潜，当下潜至预定深度时，“奋斗者”号通过适时抛掉0.8t的压载铁实现悬停。当完成工作后，潜航员再抛掉剩余的压载铁，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。
目前，中国成为世界上万米下潜次数和人数最多的国家。“奋斗者”号为我国探索海洋科学奥秘，保护和合理利用海洋资源提供了强大支撑。让我们保持奋斗的状态，继续向深海进发！（已知铁的密度，海水的密度，g=10N/kg。）

请根据上述材料，回答下列问题：
（1）“奋斗者”号的载人舱设计为球形结构，其目的是______；
（2）“奋斗者”号采用密度较小的钛合金新材料和新型固体浮力材料，其目的是______；
A．增大浮力       
B．减小重力       
C．更加抗压
（3）“奋斗者”号载人深潜器（如图所示）成功下潜10909m处的压强为______Pa。

10 . 请阅读《挺进深海》回答题。

挺进深海

2020年11月10日，我国全海深载人潜水器“奋斗者”号在世界最深的马里亚纳海沟（深度10909m）成功坐底，刷新了中国载人深潜的纪录，达到了目前全海深载人潜水器的最高标准。马里亚纳海沟可谓是地球上环境最恶劣的区域之一，底部完全黑暗、温度低，并且有着巨大水压，“奋斗者”号的外壳坚固，才能保证在下潜过程中形状不变。
“奋斗者”号在执行下潜任务前需要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，所谓“压载铁”，就是给“奋斗者”号增加总重的“铁块”。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”号的成功下潜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”！
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）由文中信息可知，马里亚纳海沟底部环境恶劣，由于___________，要求“奋斗者”号要有坚固的外壳，才能在下潜过程中保持形状不变。
（2）“奋斗者”号在完成潜水工作后需要根据实时水文数据抛卸压载铁开始上浮，此时它的浮力___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）其重力。
（3）在一次测试中测得马里亚纳海沟某海域海水密度和深度h的关系如图图像所示，请结合图像分析说明“奋斗者”号在此海域下潜过程中，随着下潜深度的增加，所受的浮力如何变化？（请写出分析过程）(        )