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探海神器——“蛟龍”號(hào)

2012年6月24日是個(gè)偉大的日子！“蛟龍”號(hào)載人潛水器深潛7020米新紀(jì)錄誕生，“神舟九號(hào)”宇宙飛船與“天宮一號(hào)”手動(dòng)交會(huì)對(duì)接成功，“蛟龍”與“神九”互致祝福，進(jìn)行了穿越海天的對(duì)話，實(shí)現(xiàn)了“可上九天攬?jiān)拢�可下五洋捉鱉”的偉大夢(mèng)想！

目前，“蛟龍”號(hào)具備了在全球99.8%的海洋深處開展科學(xué)研究、資源勘探的能力�！膀札垺碧�(hào)的形狀外觀如圖所示，部分參數(shù)見下方表格。

這次深潛紀(jì)錄的創(chuàng)造反映了“蛟龍”號(hào)高端技術(shù)的創(chuàng)新與突破。

新技術(shù)突破——高速水聲通信技術(shù)

電磁波在海水中傳播的距離很有限，而普通水聲傳輸又有延時(shí)長、復(fù)雜環(huán)境中有效提取信號(hào)難等嚴(yán)重缺陷，“蛟龍”號(hào)潛入深海數(shù)千米，如何實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通訊是個(gè)重要難題。中國科學(xué)院研發(fā)了具有世界先進(jìn)水平的高速水聲通信技術(shù)——利用通信聲吶進(jìn)行水下通信聯(lián)絡(luò)，成功解決了這一難題。通信聲吶是由發(fā)射基陣和接收基陣組成，基陣又由換能器基元組成。換能器一般用壓電陶瓷材料制成，可將發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)，也可以將接收機(jī)接收的聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。此次“蛟龍”與“神九”成功實(shí)現(xiàn)穿越海天對(duì)話，高速水聲通信技術(shù)功不可沒。

新技術(shù)突破二——大容量充油銀鋅蓄電池

“蛟龍”號(hào)搭載的是我國自主研發(fā)的、儲(chǔ)存電能超過110千瓦時(shí)的大容量充油銀鋅蓄電池，該電池的蓄電能力為美國同類潛水器蓄電池的2倍，成功解決了“蛟龍”號(hào)正常水下工作時(shí)間長，但又不能攜帶太重蓄電池的困難。

新技術(shù)突破三——懸停定位和自動(dòng)航行

由于不同海域、不同深度的海水密度不同，“蛟龍”號(hào)在水中受到的浮力是變化的。按潛航員葉聰?shù)恼f法，“這次7000米級(jí)海試的試驗(yàn)海域，根據(jù)測(cè)量，海面海水的密度是每立方米1021公斤，而7000米深的海水密度變成每立方米1059公斤�！�蛟龍’號(hào)自重22噸，算下來在7000米深度時(shí)受到的浮力大概比在海面時(shí)要大800多公斤力”（公斤力是工程中常用的力的單位，1公斤力大約等于10牛）。

浮力的變化要靠壓載鐵來平衡，所謂“壓載鐵”，就是給“蛟龍”號(hào)增加重量的鐵塊�！膀札垺碧�(hào)海試團(tuán)隊(duì)用周密的數(shù)學(xué)模型，能根據(jù)在不同海域測(cè)得的海水溫度、鹽度和深度等參數(shù)精確地計(jì)算下潛時(shí)所需要的“壓載鐵”重量。

“蛟龍”號(hào)掛好所需壓載鐵，注水下潛，當(dāng)下潛至預(yù)定深度時(shí)，“蛟龍”號(hào)能克服自身晃動(dòng)、海底洋流等內(nèi)外干擾，通過適時(shí)拋掉一定數(shù)量的壓載鐵，利用相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)懸停。此外，“蛟龍”號(hào)還具備自動(dòng)定向、定高、定深三大功能，能夠在復(fù)雜環(huán)境中自動(dòng)航行，在已公開的消息中，尚未有國外深潛器具備類似功能．當(dāng)完成工作后，潛航員再拋掉適量的壓載鐵，實(shí)現(xiàn)上浮，可見，無論是下潛，懸停，還是上浮，壓載鐵的作用都是巨大的。

“祝愿中國載人深潛事業(yè)取得新的更大成就！祝愿我們的祖國繁榮昌盛！”，“神九”航天員景海鵬在太空向“蛟龍”號(hào)的祝賀，送出了全體中華兒女的心聲！

⑴換能器可實(shí)現(xiàn) 信號(hào)與 信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換．

⑵潛艇下潛深度一般是幾百米，而“蛟龍”號(hào)下潛深度一般是幾千米，“蛟龍”號(hào)在深海中必須通過拋掉壓載鐵實(shí)現(xiàn)上浮，而不是像潛艇那樣采用排水的方法實(shí)現(xiàn)上浮，請(qǐng)寫出可能的原因及你的理由： 。

(3)請(qǐng)估算“蛟龍”號(hào)的體積大小，并寫出估算過程。

實(shí)驗(yàn)桌上有一個(gè)電學(xué)器件，該器件由兩個(gè)定值電阻R1、R2并聯(lián)組成，且被封閉在一個(gè)透明的有機(jī)玻璃殼內(nèi)，如圖甲所示。a、b是該器件的兩個(gè)外露接線柱，電阻R1的阻值為20Ω，電阻R2的額定電壓為6V�？萍夹〗M同學(xué)測(cè)得通過該器件的電流I和其兩端電壓U的數(shù)值，并繪制如圖乙所示的圖像。

求：

（1）電阻的R2阻值；

（2）電阻R2的額定電功率。

用如圖所示的滑輪組提升物體A。在勻速豎直提升A的過程中，卷揚(yáng)機(jī)加在繩子自由端豎直向下的拉力F為400N，物體A上升的速度vA為0.1m/s，滑輪組的機(jī)械效率為90%，不計(jì)繩重和滑輪與軸的摩擦。

求：

（1）拉力F做功的功率P；

（2）物體A所受的重力GA；

（3）動(dòng)滑輪所受的重力G動(dòng)。

下列物理學(xué)的研究成果與托里拆利有關(guān)的是（ ）

A.發(fā)現(xiàn)光的色散

B.測(cè)出大氣壓的值

C.發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)

D.判斷出通電螺線管的磁極性跟電流方向的關(guān)系

下列估測(cè)最接近實(shí)際的是（ ）

A. 人體的正常體溫為38.6℃

B. 吃飯用的筷子長度約為0.6m

C. 正常人的脈搏跳動(dòng)1次用1s

D. 一塊學(xué)生用橡皮的質(zhì)量約為0.5kg

圖中有關(guān)聲和電磁波的應(yīng)用，分析正確的是（ ）

A.甲是摩托車的消聲器，其作用是在接收處減弱噪聲

B.乙是手按在小提琴上一根弦的不同位置，其目的是為了改變音色

C.丙是利用衛(wèi)星系統(tǒng)導(dǎo)航，其信息傳播的媒介與“B超”相同

D.丁是利用聲吶探測(cè)海深，其原理是與蝙蝠在夜間飛行時(shí)的原理相同

汽車緊急剎車過程中，會(huì)在公路上留下車胎的擦痕，下列說法正確的是（ ）

A.擦痕是由于剎車后摩擦增大造成的

B.擦痕越長，說明車的慣性一定越大

C.汽車剎車過程中，其慣性越來越小

D.剎車能使汽車迅速停下來，說明力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因

下列說法正確的是（ ）

A.兩杯水溫度相同，內(nèi)能也一定相同

B.熱量總是從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞

C.由于水的比熱容大，工廠里的冷卻塔通常用水作為冷卻物質(zhì)

D.質(zhì)量、初溫相同的水和煤油放出相同熱量后，水的溫度高于煤油的溫度

用四只完全相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，在繩自由端用大小分別為F1和F2的拉力，將相同的物體勻速提升相同的高度。若不計(jì)繩重和摩擦，下列說法正確的是（ ）

A.F1大于F2

B.F1和F2做的功一定相等

C.甲、乙的機(jī)械效率不相等

D.繩子自由端移動(dòng)的距離不相等，物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間可能相等