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关注时事热点　生成物理试题

１　关注亚洲最大的铰吸挖泥船“天鲲号”的行踪

２０１７年１１月３号上午９点３８分,又一款国之重器———亚洲最大的铰吸挖泥船“天鲲号”在江苏启东正式下水.“天鲲号”长度为１４０ m,宽度为２７．８ m,设计吃水深度为６．５ m,满载排水量１７０００t.总装机功率２５８４３ kW,绞刀功率６６００kW,一绞刀下去,最大挖深可以达到３５m,设计每小时挖泥可以达到６０００m３.

(１)“天鲲号”满载时船底受到海水的压强多大? 相当于多少个标准大气压? (g ＝１０ N/kg,ρ海水＝１．０２×１０３kg/m３)

(２)“天鲲号”满载时受到的浮力多大? 此时它浸入水中的体积多大?

(３)当“天鲲号”消耗了２００t的油料后,它排开海水的体积减小了多少?

(４)已知印度洋的海水密度小于太平洋的海水密度,当“天鲲号”满载时从太平洋到印度洋时(不考虑燃油、食物、淡水等物质的消耗,船体浸水部分当作长方体).①船身会(选填:上浮一些,下沉一些、保持不变);②其排水量将(选填:变大、变小、不变);③船底受到海水的压强将(选填:变大、变小、不变).

(５)“天鲲号”工作１h共耗电多少千瓦时? 如果燃烧煤炭发电,发电的效率是８０％,则要燃烧多少吨煤炭? (q煤炭＝３×１０７J/kg)

解析:(１)船底受到海水的压强:p＝ρ海水gh＝１．０２×１０３ kg/m３ ×１０N/kg×６．５ m＝６．６３×１０４ Pa.

n＝６．６３×１０４÷(１０×１０５)＝０．６６３

(２)“天鲲号”满载时属于漂浮状态,F浮＝G ＝mg＝１７０００×１０３ kg×１０N/kg＝１．７×１０８ N;浸入水中的体积是此时“天鲲号”的排水体积,V排＝F浮/(ρ海水g)＝１．７×１０８ N÷(１．０２×１０３ kg/m３×１０N/kg)＝１．６７×１０４ m３.

(３)消耗掉一定的油料后,减小的浮力等于消耗掉的油料的重力,结合阿基米德原理可得ΔF浮＝G油料＝ρ海水gΔV排,所以排开海水体积减小量:ΔV排＝G油料/(ρ海水g )＝m 油料g/(ρ海水g )＝m 油料/ρ海水＝２００×１０３ kg÷(１．０２×１０３ kg/m３)＝１９６１m３.

(４)①已知印度洋的海水密度小于太平洋的海水密度,液体密度变小,排开液体的体积变大,故船身会下沉一些.

②由于“天鲲号”舰满载时是漂浮,浮力等于重力,其排水量不变.

③船底受到海水的压强:P ＝F浮S ＝G排S ;排水量不变,船底的底面积不变,故船底受到海水的压强不变.

(５)W ＝Pt＝２５８４３kW×１h＝２５８４３kWh＝９３０３４８×１０１０J

Q ＝ W/η ＝ ９３０３４８ × １０１０ J÷ ８０％ ＝１．１６２９３５×１０１１J

m ＝W/q＝１．１６２９３５×１０１１J/３×１０７J/kg＝３８７６．４５kg＝３．８７６４５t

答案:(１)６．６３×１０４ Pa;０．６６３;(２)１．７×１０８ N;１．６７×１０４ m３;(３)１９６．１m３;(４)①下沉一些;②不变;③不变;(５)３．８７６４５t.

２　“深海巨兽”———“深海挖沟犁”的工作轨迹

全球最大的“深海巨兽”是什么样子,中国中车株洲研究所有限公司于２０１７年３月１０日宣布,旗下时代艾森迪智能装备有限公司(D)将在英国生产基地开工建造世界最大吨位的“深海挖沟犁”.

这款“深海挖沟犁”长２３．５m 宽１５５m 高９．１m,这一重达１７８t的“深海巨兽”,在海底每小时最快可铺设１０００m 长的油气管道,促进深海油气资源的开发.

(１)该“深海挖沟犁”下潜时,除了要启动发动机,还需在外部搭载４块压载铁块,每块压载铁块的质量为３．１６×１０５kg,下潜时整个潜水器受到的浮力有多大? 如果此时失去动力,该“深海挖沟犁”将做什么运动? (ρ铁＝７．９×１０３kg/m３)(２)该“深海挖沟犁”铺设管道的速度是多少?

解析:(１)由ρ＝m

V 可得,一块压载铁的体积:

V０＝m０

ρ铁＝３．１６×１０５ kg÷ (７．９×１０３ kg/m３)＝４０m３;４ 块压载铁块的体积:V铁＝４V０ ＝４×４０m３＝１６０m３;该“深海挖沟犁”的体积:V＝abc＝２３．５m×１５．５m×９．１m＝３３１４．６７５m３.

下潜时整个“深海挖沟犁”的体积,即排开液体的体积:V排＝V ＋V铁＝３３１４．６７５ m３ ＋１６０m３＝３４７４６７５m３.

由阿基米德原理可得“深海挖沟犁”受到的浮力:

F浮＝ρ液gV排＝１×１０３ kg/m３ ×１０N/kg×３４７４．６７５m３＝３．４７４６７５×１０７ N４块压载铁块的质量为:m１ ＝ρ铁V铁＝７．９×１０３kg/m３×１６０m３ ＝１．２４８×１０６ kg;“深海挖沟犁”的质量:m２＝１７８t＝１．７８×１０５ kg;“深海挖沟犁”的总重力G＝G深海挖沟犁＋G铁块＝(m１＋m２)g＝(１２４８×１０６ kg＋１．７８×１０５ kg)×１０ N/kg＝１４２６×１０７ N;因为“深海挖沟犁”的总重力G ＜F浮,所以当它在下潜过程中失去动力时,将因为惯性先减速下潜,后加速上浮,最后漂浮在水面上.

(２)铺设管道速度:v＝s/t＝１km/h＝０．２７８m/s.

时事热点论文范文结:

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