2 . 如图所示，这是世界上最轻的固体－气凝胶，这种物质看上去像凝固的烟，但它的成分与玻璃相似，称为“硅气凝胶”。这种新材料密度极小，仅为3mg/cm³（空气的密度为1.29kg/m³）。气凝胶中99.8%以上的体积是空气，有非常好的隔热效果，一寸厚的气凝胶的隔热效果相当于20~30块普通玻璃的隔热效果，即使把气凝胶放在玫瑰与火焰之间，玫瑰也会毫发无损。气凝胶貌似“弱不禁风”，其实非常坚固耐用；它可以承受相当于自身质量几千倍的压力，坚固耐用程度不亚于钢材，并且很耐磨。气凝胶比同体积的普通海绵轻得多，将它压缩后仍可恢复原状。很多职业登山者登山时所穿的鞋子都是用气凝胶制成的，就是因为气凝胶既轻便又耐磨，既隔热又抗压；气凝胶也成为航天活动中不可替代的材料，空间站和星际探测器都用它来进行隔热。最近浙江大学的科学家们研制出了一种超轻的材料，也是一种气凝胶，密度仅每立方厘米0.16毫克，这是迄今为止世界上最轻的材料，名为“全碳气凝胶”。

   

（1）用气凝胶制作登山鞋，可以减轻登山运动员的总_____，从而帮助运动员更轻松地登顶。将气凝胶的体积压缩80%仍可恢复原状说明气凝胶富有_____。
（2）用1m³“全碳气凝胶”制成的某隔热材料所受的重力为_____N。“气凝胶”的应用前景非常广泛，请你根据文中气凝胶的特点提出一种可能实现的应用：_____。（g取10N/kg）

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绝境重生的372潜艇

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。如果海水跃层式上册密度大，下层密度小的状态，被称为“海中断崖”。潜艇在水下航行中，如突遭“海中断崖”，称为“掉深”。中国海军372潜艇一次远航战备巡逻中，碰见“掉深”的情况。这次潜艇掉的又快又深，艇长立即发出命令：“拉响损管警报！向所有水柜供气！”不到10秒钟，应急供气阀门打开，上百个阀门关闭，数十种电气设备关停，全艇各舱室封舱完毕，但“掉深”依然继续，“掉深”终于停止，深度计开始缓慢回升。372潜艇闯过鬼门关，创造了我军乃至世界潜艇史上的奇迹。（海水的密度为1×10³kg/m³，g取10N/kg）
（1）潜艇遇到“海中断崖”时，潜艇所处的海水密度突然 ___________（选填“变大”或“变小”），所受的浮力突然 ___________（选填“大于”“小于”或“等于”）重力，潜艇会失去平衡而急剧下沉；
（2）“向所有水柜供气”的目的是 ___________；
（3）某潜艇总质量为2.6×10³t，体积为3×10³m³，要使它从海面潜入海水中，至少要向水柜充入 ___________m³的海水。

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神秘的“铁棒”

青藏铁路是目前世界上海拔最高、里程最长的高原铁路。当你来到青藏高原时，一定会在铁路旁发现一个特别的现象，那就是路基两旁时不时会闪过一排排齐刷刷插入地底的“铁棒”。
这些“铁棒”的名字叫做热棒，它是用来给冻土降温的。所谓冻土，就是指温度低于时水分冻结的土壤或疏松岩石。一碗水全成了冰，这些冰的体积要大于原来液态时的水，青藏高原的冻土在夏季会松动而冬季又重新冻成固态变得坚硬，体积也膨胀起来，这冬夏之间的变化对于铁路来说是致命的，严重威胁到列车运行的安全。
一根热棒的长度有，我们在可可西里路段看到的热棒有都插在冻土里，露出地面的两米热棒上面焊接着一层层散热片，热棒的中心是空的，里面有大量的氨气，氨这种物质极易汽化、液化。冬天，地下温度高于空气温度，热棒底端的液态氨汽化成为气体。汽化生成的氨气上升到热棒的顶端，这些氨气又会液化成为液态，同时向空气中放热。在重力的作用下，液态氨又流回到热棒底端，再次吸热汽化，这样循环往复，就把热从地下传输到空气中、到了夏天，空气温度高，地下温度低，热棒下端的液态氨不会汽化，热棒停止工作。热棒具有单向导热性，将热从地下传输到地上，保持了冻土层的低温状态，从而确保地基的稳定性。

（1）夏天冻土消融时体积会______（选填“变大”或“变小”），冬天重新变回冻土时体积又会发生变化，对于铁路来说是致命的；
（2）冬天，热棒地下一端的液态氨______（选填“吸收”或“放出”）热量后汽化为气体；这引起氨气沿热棒上升到空气一端，因为空气温度______地下温度，氨气液化成为液体，放出热量；
（3）如果没有热棒，会对铁路造成______（写一条即可）影响。

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火神山医院10天落成记

2020年春节期间，一场“新冠病毒”疫情打破了人们平静的生活。全国人民万众一心，打响了这场没有硝烟的战争。如图所示是无人机拍摄的建设武汉火神山医院的场景，图甲中挖掘机正在平整场地；图乙中压路机正在碾压地面。火神山医院作为一所大型的传染病医院，在污染的集中处理上，整个院区全部铺设了防渗膜，确保污染物不会渗透到土壤水体中（如图丙）。火神山医院从建设到完工历时10天，“基建狂魔”的称号名副其实。

（1）如图甲所示，挖掘机的履带上有很多突起的棱条，这样设计的主要目的是为了______；
（2）如图乙所示，用压路机碾压地面的过程中，将地面压平、压实，利用了力可以改变______；同时，使土质的密度______（选填“变大”或“变小”）；
（3）为防止污水渗透到土壤水体中，采取的具体办法是______。