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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$\rho_{铁}=8.0×10^{3}kg/m^{3}$，海水的密度$\rho_{海}=1.0×10^{3}kg/m^{3}$，$g=10N/kg$）
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）请你利用公式分析说明“奋斗者”号在执行该次任务时，实现上浮的原因。
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$\rho_{铁}=8.0×10^{3}kg/m^{3}$，海水的密度$\rho_{海}=1.0×10^{3}kg/m^{3}$，$g=10N/kg$）
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
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
。（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（
B
）。A.增大浮力
B.减小重力
C.更加抗压
（3）请你利用公式分析说明“奋斗者”号在执行该次任务时，实现上浮的原因。
答案
6.（1）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
（2）B
（3）奋斗者号在抛掉1.2t的压载铁之前，F浮₁ = G₁，
设1.2t压载铁所受重力为G₀，所受浮力为F浮₀，体积为V₀，
奋斗者号在抛掉1.2t的压载铁之后所受的浮力和重力分别为
F浮₂ = F浮₁ - F浮₀ = F浮₁ - ρ海gV₀，
G₂ = G₁ - G₀ = G₁ - ρ铁gV₀，
F浮₂ ＞ G₂ 所以奋斗者号上浮
（2）B
（3）奋斗者号在抛掉1.2t的压载铁之前，F浮₁ = G₁，
设1.2t压载铁所受重力为G₀，所受浮力为F浮₀，体积为V₀，
奋斗者号在抛掉1.2t的压载铁之后所受的浮力和重力分别为
F浮₂ = F浮₁ - F浮₀ = F浮₁ - ρ海gV₀，
G₂ = G₁ - G₀ = G₁ - ρ铁gV₀，
F浮₂ ＞ G₂ 所以奋斗者号上浮
解析
【分析】
本题结合“奋斗者”号的实际场景，考查液体压强、密度、浮沉条件等力学知识：
1. 问题（1）：深海处海水压强极大，球形结构可分散压力，从而承受更大水压，保障载人舱安全。
2. 问题（2）：根据重力公式，体积一定时，材料密度越小，总重力越小，据此判断选项。
3. 问题（3）：利用浮沉条件，分析抛掉压载铁前后，“奋斗者”号的浮力和重力变化，比较两者大小关系，推导上浮原因。
【解析】
（1）深海中海水压强随深度增加而增大，球形结构能将外部压力向四周均匀分散，因此可以承受更大的水压，保障载人舱安全，故目的是承受更大的水压。
（2）根据公式$G=mg=\rho Vg$，在体积一定时，材料密度越小，质量越小，总重力越小。“奋斗者”号采用密度较小的材料，目的是减小自身重力，故选B。
（3）“奋斗者”号悬停时，总浮力$F_{浮1}$等于总重力$G_1$，即$F_{浮1}=G_1$。
完成工作后，抛掉的压载铁质量为$m=2t - 0.8t=1.2t$，设压载铁体积为$V_0$，则压载铁的重力$G_0=\rho_{铁}gV_0$，压载铁受到的浮力$F_{浮0}=\rho_{海}gV_0$。
抛掉压载铁后，“奋斗者”号的总浮力$F_{浮2}=F_{浮1}-F_{浮0}$，总重力$G_2=G_1-G_0$。
因为$\rho_{铁}＞\rho_{海}$，所以$G_0=\rho_{铁}gV_0 ＞ \rho_{海}gV_0=F_{浮0}$，即$G_0＞F_{浮0}$。
因此$F_{浮2}-G_2=(F_{浮1}-F_{浮0})-(G_1-G_0)=G_0-F_{浮0}＞0$，可得$F_{浮2}＞G_2$。根据浮沉条件，当物体受到的浮力大于自身重力时会上浮，所以“奋斗者”号上浮。
【答案】
（1）承受更大的水压；（2）B；（3）见解析。
【知识点】
液体压强、密度与重力、浮沉条件
【点评】
本题以“奋斗者”号为载体，将物理知识与深海探测的实际场景结合，考查了多个力学核心知识点，体现了物理的实用性，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题结合“奋斗者”号的实际场景，考查液体压强、密度、浮沉条件等力学知识：
1. 问题（1）：深海处海水压强极大，球形结构可分散压力，从而承受更大水压，保障载人舱安全。
2. 问题（2）：根据重力公式，体积一定时，材料密度越小，总重力越小，据此判断选项。
3. 问题（3）：利用浮沉条件，分析抛掉压载铁前后，“奋斗者”号的浮力和重力变化，比较两者大小关系，推导上浮原因。
【解析】
（1）深海中海水压强随深度增加而增大，球形结构能将外部压力向四周均匀分散，因此可以承受更大的水压，保障载人舱安全，故目的是承受更大的水压。
（2）根据公式$G=mg=\rho Vg$，在体积一定时，材料密度越小，质量越小，总重力越小。“奋斗者”号采用密度较小的材料，目的是减小自身重力，故选B。
（3）“奋斗者”号悬停时，总浮力$F_{浮1}$等于总重力$G_1$，即$F_{浮1}=G_1$。
完成工作后，抛掉的压载铁质量为$m=2t - 0.8t=1.2t$，设压载铁体积为$V_0$，则压载铁的重力$G_0=\rho_{铁}gV_0$，压载铁受到的浮力$F_{浮0}=\rho_{海}gV_0$。
抛掉压载铁后，“奋斗者”号的总浮力$F_{浮2}=F_{浮1}-F_{浮0}$，总重力$G_2=G_1-G_0$。
因为$\rho_{铁}＞\rho_{海}$，所以$G_0=\rho_{铁}gV_0 ＞ \rho_{海}gV_0=F_{浮0}$，即$G_0＞F_{浮0}$。
因此$F_{浮2}-G_2=(F_{浮1}-F_{浮0})-(G_1-G_0)=G_0-F_{浮0}＞0$，可得$F_{浮2}＞G_2$。根据浮沉条件，当物体受到的浮力大于自身重力时会上浮，所以“奋斗者”号上浮。
【答案】
（1）承受更大的水压；（2）B；（3）见解析。
【知识点】
液体压强、密度与重力、浮沉条件
【点评】
本题以“奋斗者”号为载体，将物理知识与深海探测的实际场景结合，考查了多个力学核心知识点，体现了物理的实用性，难度适中。
【难度系数】
0.5
7. 南水北调工程是我国的战略性工程，东线主体工程由输水工程、蓄水工程、供电工程三部分组成；中线工程的重要内容是对丹江口水库的主坝——丹江口大坝进行加高；西线工程地处青藏高原，海拔高，地质的构造复杂，工程技术复杂，耗资巨大，现仍处于可行性研究的过程中。请你通过查阅资料、实地调研等方式，了解南水北调工程的发展进程和取得的阶段成就，通过文字、图片、思维导图、小视频等形式向大家介绍这项国家战略性工程。
答案
可参考上述梳理内容，结合自己查阅、调研收集的相关素材，按照工程背景→三条线路概况→建设历程→实际效益的逻辑完成介绍，选择文字、思维导图、短视频等任意符合要求的形式呈现即可。
解析
【分析】本题为实践探究类题目，解题思路需分四步：首先明确题目要求是通过查阅资料、实地调研等方式，梳理南水北调工程的发展进程与阶段成就；其次确定介绍的逻辑框架（工程背景→三条线路概况→建设历程→实际效益）；接着通过官方资料、实地调研等渠道收集准确素材；最后选择合适形式（文字、思维导图等）整合内容完成介绍。
【解析】解题步骤如下：1. 明确任务核心：围绕南水北调工程的发展进程、阶段成就展开，需结合查阅或调研的真实素材；2. 搭建介绍逻辑：按照“工程背景（解决我国水资源南北分布不均问题）→三条线路概况（东线含输水/蓄水/供电工程，中线加高丹江口大坝，西线处于可行性研究阶段）→建设历程（各线关键节点）→实际效益（缓解北方缺水、生态改善等）”的逻辑梳理内容；3. 收集素材：可通过水利部官网、权威科普平台查阅资料，或结合实地调研（若有条件）补充内容；4. 呈现内容：根据自身能力选择文字、思维导图、小视频等形式，将梳理的内容清晰呈现。
【答案】按照工程背景→三条线路概况→建设历程→实际效益的逻辑，结合查阅、调研收集的相关素材，选择文字、思维导图、小视频等任意符合要求的形式，完成南水北调工程的介绍即可。
【知识点】信息收集与整理、工程介绍逻辑梳理
【点评】本题注重实践能力与家国情怀的培养，引导学生关注国家重大战略性工程，通过自主探究提升信息整合与表达能力，符合素质教育要求。
【难度系数】0.3
【解析】解题步骤如下：1. 明确任务核心：围绕南水北调工程的发展进程、阶段成就展开，需结合查阅或调研的真实素材；2. 搭建介绍逻辑：按照“工程背景（解决我国水资源南北分布不均问题）→三条线路概况（东线含输水/蓄水/供电工程，中线加高丹江口大坝，西线处于可行性研究阶段）→建设历程（各线关键节点）→实际效益（缓解北方缺水、生态改善等）”的逻辑梳理内容；3. 收集素材：可通过水利部官网、权威科普平台查阅资料，或结合实地调研（若有条件）补充内容；4. 呈现内容：根据自身能力选择文字、思维导图、小视频等形式，将梳理的内容清晰呈现。
【答案】按照工程背景→三条线路概况→建设历程→实际效益的逻辑，结合查阅、调研收集的相关素材，选择文字、思维导图、小视频等任意符合要求的形式，完成南水北调工程的介绍即可。
【知识点】信息收集与整理、工程介绍逻辑梳理
【点评】本题注重实践能力与家国情怀的培养，引导学生关注国家重大战略性工程，通过自主探究提升信息整合与表达能力，符合素质教育要求。
【难度系数】0.3
