Question

4．稀奇！你見(jiàn)過(guò)輪船“坐電梯”過(guò)三峽大壩嗎？
如圖所示，是三峽升船機(jī)于2016年9月18日進(jìn)入試通航圖片．這意味著三峽工程最后的謎底即將揭曉．投入運(yùn)行后，三峽升船機(jī)將為客貨輪和特種船舶提供快速過(guò)壩通道．符合條件的船舶可借助升船機(jī)通過(guò)三峽大壩，過(guò)壩時(shí)間可由目前的3.5小時(shí)縮短至約40分鐘．這將有助于進(jìn)一步提高三峽水利樞紐的航運(yùn)通過(guò)能力，促進(jìn)長(zhǎng)江黃金水道通航效益及社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益充分發(fā)揮．
三峽升船機(jī)與三峽雙線(xiàn)五級(jí)船閘同為三峽工程通航建筑物，三峽升船機(jī)承船廂可載3000噸級(jí)船舶，最大爬升噸位達(dá)1.55萬(wàn)噸，最大爬升高度113米．提升重量和高度，均為世界之最．三峽升船機(jī)全線(xiàn)總長(zhǎng)約5000米，船廂室段塔柱建筑高度146米，承船廂長(zhǎng)132米、寬23.4米、高10米，可提升3000噸級(jí)的船舶過(guò)壩．這些數(shù)據(jù)都顯示了三峽升船機(jī)是世界上規(guī)模最大、技術(shù)難度最高的升船機(jī)工程．
作為世界最大水利樞紐三峽工程的最后一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目，三峽升船機(jī)被譽(yù)為三峽工程最后的謎底．在經(jīng)歷了13年緩建和8年續(xù)建之后，于今年5月13日和9月13日分別通過(guò)試通航前和消防工程驗(yàn)收，具備投入試運(yùn)行的條件．根據(jù)交通運(yùn)輸部長(zhǎng)江航務(wù)管理局《關(guān)于三峽升船機(jī)試通航工作方案》，三峽升船機(jī)于2016年9月起進(jìn)入試通航期．
據(jù)介紹，試通航將分為四個(gè)階段．第一階段從2016年9月18日至三峽水庫(kù)2016年試驗(yàn)性蓄水結(jié)束，三峽升船機(jī)運(yùn)行時(shí)間為每天8時(shí)至17時(shí)．
三峽船閘有南北兩線(xiàn)，相當(dāng)于公路上的雙車(chē)道，一線(xiàn)上行一線(xiàn)下行．每線(xiàn)船閘有5個(gè)閘室、6道人字閘門(mén)；相鄰閘室地面高程相差22.6米，五個(gè)閘室呈樓梯狀布置．
上游是第一閘室，下游是第五閘室．假如船舶要從下游駛向上游--船舶駛?cè)氲谖彘l室后，關(guān)閉下游人字門(mén)，通過(guò)地下輸水系統(tǒng)，第四閘室往第五閘室內(nèi)充水，當(dāng)兩個(gè)閘室內(nèi)水面齊平時(shí)，打開(kāi)上游人字門(mén)，船舶駛?cè)氲谒拈l室．依此類(lèi)推，船舶就好像爬過(guò)一級(jí)又一級(jí)樓梯一樣，通過(guò)第一閘室，駛向大壩上游航道．
三峽船閘單個(gè)閘室凈寬34米、長(zhǎng)280米，是世界上最大的閘室，可同時(shí)容納6艘3000噸級(jí)船舶．一艘船通過(guò)三峽船閘大約要3個(gè)多小時(shí)．
三峽升船機(jī)與三峽雙線(xiàn)五級(jí)船閘同為三峽工程通航建筑物，具有提升高度大、提升重量大、上游通航水位變幅大、下游水位變化速率快的特點(diǎn)．
請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問(wèn)題：
（1）輪船過(guò)三峽大壩可以“坐電梯”，也可以利用船閘．
（2）一艘3000噸級(jí)輪船在江面上航行時(shí)所受的浮力是3×10⁷ N．（ g取10N/kg）
（3）一艘輪船在升船機(jī)上勻速上升時(shí)，其重力勢(shì)能增大．（選填“增大”或“減小”）
（4）文中一些數(shù)據(jù)都顯示了三峽升船機(jī)是世界上規(guī)模最大、技術(shù)難度最高的升船機(jī)工程．請(qǐng)列舉一項(xiàng)我國(guó)在科技方面領(lǐng)先事例．

Answer 1

分析 （1）上端開(kāi)口、下端相連通的容器叫連通器；船閘是連通器特點(diǎn)的應(yīng)用．
（2）根據(jù)阿基米德原理可知，浮力等于物體排開(kāi)水的重力；
（3）影響重力勢(shì)能的因素是物體的質(zhì)量和物體的高度；
（4）根據(jù)對(duì)我國(guó)科技方面的成就解答．

解答 解：（1）據(jù)船閘的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，其在工作時(shí)，上端開(kāi)口，下部連通，即符合連通器的定義，所以船閘是利用連通器的原理工作的．
（2）一艘3000噸級(jí)輪船在江面上航行時(shí)所受的浮力是F_浮=G_排=m_排g=3000×10³kg×10N/kg=3×10⁷N；
（3）一艘輪船在升船機(jī)上勻速上升時(shí)，其質(zhì)量不變，高度增加，重力勢(shì)能增大；
（4）我國(guó)的非線(xiàn)性光學(xué)晶體、量子信息通訊、超強(qiáng)超短激光、高溫超導(dǎo)等前沿技術(shù)研究居世界領(lǐng)先水平． 
故答案為：（1）船閘；（2）3×10⁷；（3）增大；（4）量子信息通訊．

點(diǎn)評(píng) 此題三峽升船機(jī)為載體，綜合考查了連通器原理、阿基米德原理、動(dòng)能和勢(shì)能的大小變化等，是一道綜合性較強(qiáng)的題目，但總體難度不大，掌握基礎(chǔ)知識(shí)即可正確解題．