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阅读《探海神器——“蛟龙”号》,回答题。 探海神器——“蛟龙”号 2012年6月...

阅读《探海神器——“蛟龙号》,回答题。

探海神器——“蛟龙

2012624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!

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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



8.23.0 3.4

自身质量

22

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!

⑴换能器可实现          信号与          信号的相互转换.

⑵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。

 

(1)声 电 (2)几千米的海底水的压强太大,利用排水法很难将水排出舱外。 (3)船的质量为22t,,在水中悬浮, 【解析】 试题分析:(1)提意中有: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。故换能器可实现声信号与电信号的相互转换;(2)潜水艇靠排水或进水来改变自身重力来实现浮与沉的,而蛟龙号是采取抛掉压载铁实现上浮,是因为他们下潜的深度不同,而深度不同时最主要的不同是压强不同,深度越深压强越大,故排水越困难,所以当下潜几千米时,排水需要的压强将非常大,在技术上也是一个难题,故蛟龙号采用抛掉压载铁实现上浮的原因是几千米的海底水的压强太大,利用排水法很难将水排出舱外。 (3)蛟龙号在下潜、悬浮、上浮是靠压载铁实现的,故设计时数据最接近悬浮条件,所以船的质量为22t,,在水中悬浮, 【考点定位】信息阅读  
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考点分析:
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(一)阅读《可探究的科学问题》,回答题

可探究的科学问题

日常生活、自然现象中有许多现象会让我们产生疑问,把疑问陈述出来,就形成了问题,但不一定是科学问题,像个人爱好、道德判断、价值选择方面的问题都不属于科学问题,比如,“哪种品牌的运动鞋更好?”“为减少污染和交通拥堵,应该限制小汽车的使用吗?”等都不属于科学问题。

科学问题是指能够通过收集数据而回答的问题,例如,“纯水和盐水哪一个结冰更快?”就是一个科学问题,因为你可以通过实验收集信息并予以解答。

并不是每一个科学问题都可以进行探究,当问题太泛化或太模糊,就难以进行科学探究,比如“是什么影响气球贴到墙上?”,一般而言,可以探究的科学问题描述的是两个或多个变量之间的关系,其中的变量必须是可检验的。也就是说,可以探究的科学问题中的因变量和自变量都是可以观察或测量的。例如,“增加气球与头发的摩擦次数会改变气球贴在墙上的效果吗?”,在这个问题中,气球与头发的摩擦次数是自变量,气球贴在墙上的效果是因变量,我们通过改变自变量就可以检验因变量怎样变化。

一个可探究的科学问题可以有不同的陈述方式,常见的陈述方式有下列三种,方式一:某个变量影响另一个变量吗?例如,导体的长度影响导体的电阻大小吗?方式二:如果改变某个变量,另一个变量会怎样变化?例如,如果增大导体两端的电压,导体中的电流就增大吗?方式三:一个变量跟另一个变量有关吗?例如,电流跟电压有关吗?

科学探究的过程是围绕可探究的问题展开的,正是由于有了可探究的科学问题,才能使探究过程具有明确的方向。

请根据上述材料,回答下列问题:

(1)下列问题中属于可以探究的科学问题的是        。(选填选项前的字母)

A.哪种类型的音乐更好?

B.改变导体两端的电压,导体的电阻会改变吗?

C.水的温度越高,水蒸发得越快吗?

D.物体所受浮力的大小与物体的密度有关吗?

E.应该鼓励市民乘坐公共交通工具出行吗?

(2)请根据“两个同学走在沙滩上,一个同学的脚印深,另一个同学的脚印浅”这一现象,提出一个可以探究的科学问题:                     

 

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实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳,另外还有钩码一盒,质量不等的滑轮2个,滑轮的轮与轴之间的摩擦很小,可忽略不计。请选用上述实验器材证明:动滑轮的机械效率与动滑轮所受重力有关。

(1)写出实验步骤;

(2)画出实验数据记录表格。

 

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小林做“碘的升华”实验时,用酒精灯直接对放有少量固态碘的碘升华管加热,如图所示。发现碘升华管内出现紫色的碘蒸气,小林认为碘从固态变成了气态,是升华现象。小红查阅资料发现:常压下,碘的熔点为113.60℃,碘的沸点为184.25℃,酒精灯火焰的温度约400℃。根据这些资料,小红认为小林所做的实验中,碘可能经历了由固态到液态再到气态的变化过程,小林的实验并不能得出碘升华的结论。

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请针对小红的质疑,设计一个实验,证明碘能从固态直接变为气态。可以选用上述器材或补充必要的辅助器材。写出实验方案并简要说明。

 

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学校组织学生参观中国科技馆,同学们在“探索与发现A厅”里面看到一个十分有趣的“物体上滚?”的实验。实验时,将双圆锥体轻轻放在倾斜轨道的最低端,看到双圆锥体从静止向轨道高处滚去。实验引起了同学们的探讨,小军认为“双圆锥体上滚”是真的,眼见为实;小乐认为“双圆锥体上滚”是错觉,双圆锥体不可能自动由低处向高处运动。小乐和小军为证明各自的观点,取了两根木条放在水平桌面上,将木条左端垫高,做成一个倾斜轨道,将双圆锥体放在轨道右端,如图甲所示,由静止释放后双圆锥体向轨道高处滚去,双圆锥体最终停在轨道左端,如图乙所示。这个实验成功再现了在科技馆看到的现象。

请你根据图甲、乙所示的实验,选择适当的器材,通过测量判断小军和小乐谁的观点正确,写出你的测量方法并简要说明。

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如图所示,实验桌上有两个完全相同的烧瓶,烧瓶内装有质量相等,初温相同的煤油,完全相同的温度计,烧瓶内还分别装有阻值为10Ω的电阻丝R1和阻值为5Ω的电阻丝R2。实验桌上还有满足实验要求的电源、电阻箱和开关各一个,电流表和停表各一块,导线若干。小新利用上述实验器材证明“电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。

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小新的主要实验过程如下:

①将电阻箱、电流表及图19所示的装置甲等电路元件串联接入电路中,将电阻箱的阻值调为5Ω。

②闭合开关,同时按下停表开始计时,记录电流表的示数为0.3A,通电时间为2min时,停止计时,记录此时温度计的示数40℃,断开开关。

③用图所示的装置乙替换电路中的装置甲,将电阻箱的阻值调为10Ω,闭合开关,同时按下停表开始计时,观察电流表示数仍0.3A,当温度计示数为40℃时,停止计时,读出通电时间5min,记录数据,断开开关。

于是小新认为“电流表通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。

请根据以上叙述回答下列问题:

(1)小新实验过程中存在的问题:                              

(2)请你针尖对小新实验过程汇总存在的问题,写出改进措施:        

 

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