请阅读《国之重器——综合极端条件实验装置》并回答问题。
国之重器——综合极端条件实验装置
从人类第一次仰望星空,到试图用“中国天眼”破译日月星辰等天文现象的奥秘,从探究万物组成到利用扫描隧道显微镜透视物质的微观结构,都得益于实验条件的拓展和技术手段的进步。
在宇宙中,高温、高压、强磁场等极端环境比比皆是,而我们地球上的生活环境是一个相对温和的环境,要发现更多的新现象,就需要建造极端条件实验室,拓展研究空间。
所谓极端条件,指的是在实验室中人为创造出来特别低的温度、特别强的磁场、特别高的压强等(如图所示)实验条件。通过创造极端条件,可以发现和揭示许多在通常条件下观察不到的奇异物质特性,例如某些物质在很低的温度时,电阻就变成了0(如铝在﹣271.76℃——即1.39K——以下时电阻为0),这就是超导现象。
肩负原始创新重任的国之重器——国际首个综合极端条件实验装置布局在北京怀柔科学城,并已投入使用。该项目拥有极低温(可达1mK)、强磁场(可达32.35T)、超高压(可达3.8×1011Pa)和超快光场(时间分辨率可达10﹣18s)极端条件实验装置。
科学家们将极端条件进行综合运用,大大拓展了物质科学的研究空间,为发现新物态、探索新现象、开辟新领域,创造了前所未有的机遇。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)请写出我国综合极端条件实验装置中的一个极端条件:_____。
(2)我国自主研制的载人潜水器“奋斗者”号成功完成了 的深潜试验,创造了中国载人深潜的新纪录。超高压极端条件的压强约为“奋斗者”号在 深海中(海水密度取 )承受压强的 _____倍。(填写正确选项前的字母)
A. |
|
B. |
|
C. |
|
D. |
|
(3)强磁场的产生需要大电流,但电流越大,导线的温度就会越高,通常会导致铝导线等熔化,给强磁场的产生带来限制。依据文中信息,请写出应选择哪种极端条件,能减少电流通过导线所产生的热量,从而突破限制,创造强磁场极端条件,并写出选择依据。
歼 是我国自主研制的战斗机,它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性等优异性能,该飞机最大起飞质量为 ,最大飞行高度达 ,最大航行速度达2100 ,最大载油量为 ,飞行时所受阻力的大小与速度的关系见下表:
速度 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
阻力 |
|
|
|
|
|
已知飞机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是 ,飞机使用的航空燃油的热值为 , 取10 ,求:
(1)飞机的最大起飞重力为多少牛顿?
(2)当飞机以400 的速度匀速巡航时,飞机发动机的输出功率是多少瓦?
(3)飞机发动机完全燃烧7.5 燃油放出的热量为多少焦耳?
(4)若飞机以500 的速度巡航时,发动机完全燃烧7.5 燃油,飞机飞行距离为多少?
如图所示为“电子秤”的原理图: 为托盘, 为金属滑片且固定在托盘下的轻质弹簧上,并能随轻质弹簧一起上下滑动,当托盘中不放物体时, 位于 的最上端。已知 , 的最大阻值为 ,电源电压恒为 .
(1)图中的质量表应该用什么电表改装? 。
(2)“电子秤”称重物时电路中电流的最小值和最大值分别为多少?
(3)当开关 闭合,不称量重物时,电子秤 内消耗的电能为多少?
如图所示,电源电压保持不变,小灯泡 上标有“ 、 ”字样,当 和 同时闭合时,电流表的示数为 ;当只闭合 时,电压表的示数为 ,此时 消耗的功率为 .求:
(1)小灯泡正常工作时的电阻值;
(2) 的阻值。
工人师傅用如图所示的滑轮组将重为 的货物匀速提升了 ,做了 的功。求:
(1)滑轮组的机械效率;
(2)当他用 的拉力匀速提升其它货物时,额外功占总功的 ,求提升货物的重。
上海洋山港是全球最大的智能集装箱码头,图甲是将我国自行研制的大型桥吊从运输船上转运到正在建设中的洋山港码头时的情景。桥吊是码头上进行货物装卸的起重机,其简化示意图如图甲中所示,它由控制室、水平横梁 以及两个竖直的支架 和 组成。运输船中不同位置有数个密封的水舱,向这些水舱加水或减水,能保证牵引车将桥吊从运输船转运到码头的过程中,运输船的甲板始终保持水平且与码头的地面相平。
(1)牵引车将桥吊缓缓向右拖向码头时,支架 和 下的轮子会沿顺时针方向转动,请在图乙中画出支架 下的轮子对运输船甲板摩擦力的示意图。
(2)若牵引车拖行桥吊的功率是 , 内将桥吊沿水平方向匀速拖行了 ,则这段时间内牵引车对钢缆的拉力是多少牛?
(3)已知桥吊的总质量是 ,支架 和 的高度均是 , 点到横梁 端的距离是 , 点到横梁 端的距离是 ,桥吊的重心 到横梁 端和 端的距离分别是 和 。试求牵引车将桥吊从图甲所示的位置拖到图丙所示的位置时,运输船的水舱中增加了多少立方米的水?