熱點03中國第41次南極科考

<1

熱點解讀

中國第41次南極科考，是由自然資源部精心組織的一次大規(guī)模科學(xué)考察活動。此次科考于

2024年H月1日正式啟航，預(yù)計歷時近7個月，計劃于2025年5月返回國內(nèi)。科考

隊伍陣容強(qiáng)大，由來自國內(nèi)外118家單位的516人共同組成。本次科考任務(wù)由“雪龍”號、

“雪龍2”號以及“永盛”號三艘船協(xié)同保障。其中，“雪龍”號和“雪龍2”號從廣州出發(fā),

主要肩負(fù)科學(xué)考察、人員運送以及后勤補(bǔ)給等重任；“永盛”號貨輪則從江蘇張家港啟程，

重點承擔(dān)南極秦嶺站配套設(shè)施建設(shè)物資的運送工作。

此次南極科考涵蓋多項關(guān)鍵任務(wù)。在站點建設(shè)方面，致力于推進(jìn)南極秦嶺站配套設(shè)施設(shè)備的

建設(shè)，包括完成秦嶺站主體建筑結(jié)構(gòu)安裝收尾及內(nèi)部裝修，并且首次開展秦嶺站的越冬考察

任務(wù)。在科學(xué)研究領(lǐng)域，圍繞氣候變化對南極生態(tài)系統(tǒng)的影響與反饋展開深入調(diào)查。在國際

合作層面，積極圍繞國際南極“環(huán)行動計劃”“南極考察物物交換合作協(xié)議”等項目，開展國

際南極科學(xué)前沿領(lǐng)域的合作研究，實施與挪威、澳大利亞等多國合作的恩德比地區(qū)域航空調(diào)

查任務(wù)，探索南極冰蓋接地帶等關(guān)鍵數(shù)據(jù)空白區(qū)域的冰-海-基巖相互作用，為冰蓋物質(zhì)

平衡的精確評估和不穩(wěn)定性研究提供支持，還與美國、英國、澳大利亞等多個國家在后勤保

障等方面持續(xù)開展雙多邊合作。

中國第41次南極科考不僅是一場探索未知的科學(xué)征程,更是一次推動全球極地科研交流與

合作、助力我國極地科學(xué)事業(yè)發(fā)展、展示我國科研實力與探索精神、激發(fā)民眾對極地科學(xué)興

趣以及為應(yīng)對全球氣候變化貢獻(xiàn)力量的重要契機(jī)。它為我國在極地研究領(lǐng)域積累了大量寶貴

數(shù)據(jù)，提升了我國在國際極地科研舞臺上的地位，為未來的極地科學(xué)研究和資源合理利用奠

定了堅實基礎(chǔ)。

O----------------------h

5訊時提升練

考點01

物理量估測

（2023秋?龍崗區(qū)期末）

1.下列最符合實際的是（）

試卷第1頁，共8頁

“雪龍2”號正在破冰成年的帝企鵝大棚蔬菜

A.“雪龍2”號破冰航速約10m/s

B.帝企鵝的身高約為2m

C.科考隊的大棚內(nèi)氣溫高于HC

D.科考隊員手中的蔬菜約50kg

考點02

聲的傳播與機(jī)械運動

（2024秋?康縣期末）

2.2024年4月10日，雪龍?zhí)枅A滿完成中國第40次南極科考任務(wù)。雪龍?zhí)栐诳瓶蓟顒又薪?jīng)

過某海洋區(qū)域時利用回聲定位原理測定海洋深度，探測器發(fā)出的超聲波是由聲源而

產(chǎn)生的。在月球表面不能用超聲波代替激光來探測距離，原因是=

（2024秋?蟀帽區(qū)期末）

3.2024年4月10日，“雪龍”號圓滿完成中國第40次南極科考任務(wù)。“雪龍”號在科考活動

中經(jīng)過某海洋區(qū)域時，利用回聲定位原理從海面豎直向海底發(fā)射超聲波，從發(fā)射至接收到回

聲所用的時間為5s,若聲音在海水中的傳播速度為1500m/s,則該處海洋的深度為

m；在月球上（選填“能”或“不能”）利用超聲波測量距離。

考點03

物態(tài)變化

（2023?泉州一模）

4.2022年4月20日，“雪龍2”號極地科學(xué)考察破冰船完成中國第38次南極科學(xué)考察任務(wù)

順利返滬，在南極期間，科考隊使用酒精溫度計而不使用水銀溫度計測量溫度，是由于酒精

的（）

A.沸點低B.密度小C.比熱容大D.凝固點低

考點04

壓強(qiáng)與浮力

試卷第2頁，共8頁

（2022秋?夏縣期末）

5.日前，雪龍?zhí)柨瓶即瑥纳虾⒑剑瑘?zhí)行我國第32次南極科考任務(wù)。在科考船的鐵錨從水

下深處向上提起，直至完全離開水面的過程中，鐵錨受到的浮力（）

A.逐漸變小

B.保持不變

C.先保持不變，后逐漸變小

D.先保持不變，后逐漸變大

（2024?江寧區(qū)二模）

6.2024年4月16日，“雪龍2號”完成中國第40次南極科學(xué)考察任務(wù)返回上海港，南師

附中江寧校的校外指導(dǎo)老師李二喜參與了此次科考任務(wù)并給同學(xué)們帶回了一手資料。“雪龍

2號”是我國第一艘自主建造的極地科考破冰船,“雪龍2號”破冰船滿載時的排水量為14000t?

（1）“雪龍2號”滿載時在海水中受到的浮力為N；

（2）“雪龍2號”破冰船“首柱削尖”的構(gòu)造是通過方法從而（選填“增大”

或“減小”）壓強(qiáng)；

（3）“雪龍2號”極限破冰能力能達(dá)到20m的厚冰層，它能在極地2m厚的冰環(huán)境中以速度

5.4km/h連續(xù)破冰航行，此時受到的阻力約為2xlON,則破冰lOmin的過程中動力做的功是

J,破冰船的推進(jìn)功率為Wo

（2024?甘南州）

7.2024年3月7日，圓滿完成中國第40次南極考察任務(wù)的“雪龍2”號，在南極秦嶺站載上

考察隊員，啟程返回中國，如圖所示，雪龍2號搭載了科考人員后所受浮力（選填

“增大”或“減小”），艦體略（選填“上浮”或“下沉”）一些，雪龍2號科考船水下部分

距海面深9m處承受海水產(chǎn)生的壓強(qiáng)為Pa（p^=l.O3xlO3kg/m3,g取10N/kg）。

試卷第3頁，共8頁

(2023春?河?xùn)|區(qū)期中)

8.2023年4月6日，“雪龍2”號極地科考船順利回家，中國第39次南極考察任務(wù)圓滿完成。

“雪龍二號”是全球第一艘采用船腦、船艇雙向破冰技術(shù)的極地科考破冰船。滿載時總質(zhì)量為

1.4xl04t,可在冰厚1.5m、雪厚0.2m的環(huán)境中勻速破冰航行。若海水的密度為

1.0xl03kg/m3,g取10N/kg,求滿載的“雪龍2號”：

(1)漂浮在海面上時排開海水的體積。

(2)水面下5m深處200cm2面積的船舷受到海水的壓力。

考點05

光現(xiàn)象與摩擦力

(2024秋?福清市期末)

9.2024年11月28日我國第41次考察隊，抵達(dá)南極中山站，彰顯我國雄厚的綜合實力。

為研究地球氣候演變狀況，科考員在南極內(nèi)陸成功鉆取了545米的深冰芯。在雪地作業(yè)中,

工作人員使用履帶雪地車，并佩戴護(hù)目鏡，如圖所示。回答問題。

試卷第4頁，共8頁

(1)雪地車履帶上有凸起紋路是為了摩擦力，行駛中，雪地車在雪地上壓出痕跡，說

明力可以改變物體的;

(2)不同位置的科考員都能看到雪地車，是因為光在雪地車的表面發(fā)生—反射；科考員

戴護(hù)目鏡是為了防止白色雪面反射的太陽光太(選填“強(qiáng)烈”或“微弱”)，而傷害眼

睛；

(3)從鉆取的深冰芯中取一段均勻冰芯，測得其質(zhì)量為0.45kg,體積為0.5xl0-3m3,則這段

冰芯的密度是kg/m3；若把該冰芯切去一半，剩余冰芯的密度是

kg/m3o

熱點題型01

綜合應(yīng)用題

(2024?秦都區(qū)校級模擬)

10.小明是一個建筑愛好者，他被圖甲所示的我國南極泰山科考站主樓的外形設(shè)計所吸引。

他認(rèn)為這種多棱柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計可能是為了更好地承受南極冰雪的壓力。那么主樓能承受的最

大壓力可能與哪些因素有關(guān)呢？如圖乙所示，小明將打印紙剪成大小相等的四部分，然后分

別做成如圖丙所示的兩組正多棱柱進(jìn)行模擬探究。實驗中g(shù)取10N/kg。

甲乙

Z71Q

丙丁戊

(1)分析圖丙所示的設(shè)計方案，推測小明可能認(rèn)為多棱柱能承受的最大壓力與“棱數(shù)和棱高”

有關(guān)，與棱柱的(填“質(zhì)量”或“底面積”)無關(guān)；

(2)為了比較棱柱能承受的最大壓力，小明將棱柱放在水平桌面上，把圓臺形小桶輕輕放

在棱柱上,如圖丁。為使棱柱受力均勻，放置時應(yīng)將小桶的中軸線與棱柱的中軸線,

緩緩向小桶中加水至棱柱變形，用天平測量出此時小桶和水的總質(zhì)量加；

試卷第5頁，共8頁

（3）換用不同的棱柱，多次實驗，收集部分?jǐn)?shù)據(jù)記錄在下表。棱柱高6的測量數(shù)據(jù)如圖乙

所示，第2次實驗的總質(zhì)量根如圖戊所示，將數(shù)據(jù)補(bǔ)錄入表格。

實驗序號12345678

多棱柱的高度/cm。=14.85b=________

多棱柱的棱數(shù)三四六八三四六八

小桶和水的總質(zhì)量加/g185—281345243298518

（4）比較實驗序號1和5、2和6、4和8三組數(shù)據(jù)，可得初步結(jié)論：；

（5）分析實驗數(shù)據(jù)規(guī)律，可推算第7次實驗的六棱柱能承受的最大壓力為N,

進(jìn)一步推理分析可知：同等條件下，圓柱體所能承受的壓力更o

熱點題型02

綜合計算題

（2024秋?葉集區(qū)期中）

11.2024年11月1日，中國第41次南極科學(xué)考察隊出征，乘坐“雪龍?zhí)枴焙汀把?號”極地

科學(xué)考察破冰船從廣州出發(fā)，奔赴南極。某次任務(wù)中，科考隊在到達(dá)預(yù)定的取樣地點時，通

過聲吶向海底發(fā)出一束超聲波，經(jīng)過2.4s接收到從海底反射回的超聲波，隨后放出一個下

沉速度為10m/s的取樣機(jī)器人前往海底取樣。返程時，他們發(fā)現(xiàn)正前方有一座靜止的冰山,

于是鳴笛一聲，經(jīng)過2.6s聽到冰山反射的回聲，10s后再鳴笛一聲，經(jīng)過2.2s聽到回聲，船

在該過程保持固定的速度航行。已知聲音在空氣中的傳播速度是340m/s,在海水中的傳播

速度是1500m/s,求：

（1）取樣地點的海底深度；

（2）取樣機(jī)器人從海面下潛到海底需要多長時間？

（3）從第一次鳴笛到第二次鳴笛的時間里，船航行了多少m?（精確到個位）

《拓展培優(yōu)練

（2024春?富縣期末）

12.2024年1月22日，我國第40次南極考察“雪龍2”號大洋隊完成了本航次走航及大洋調(diào)

查任務(wù)。如圖所示，“雪龍2”號科考破冰船滿載排水量約為14000t。（g取10N/kg,0誨次

=1.0xl03kg/m3）下列說法正確的是（）

試卷第6頁，共8頁

A.“雪龍2”號靜止時，受到浮力的方向豎直向下

B.“雪龍2”號漂浮在海面上時，所受的重力大小等于所受的浮力大小

C.“雪龍2”號船滿載時，受到的浮力約為1.4X107N

D.“雪龍2”號由海水密度低的海域駛向海水密度高的海域時，受到的浮力變大

（2024秋?鹽山縣期末）

13.2024年4月10日，“雪龍”號極地考察船停靠山東青島，標(biāo)志著我國第40次南極考察

圓滿結(jié)束。“雪龍?zhí)枴笔侵袊谌鷺O地破冰船和科學(xué)考察船，最大航速約18節(jié)（節(jié)是一個

專用于航海的速度單位1節(jié)約等于18.5km/h）。雪龍?zhí)栐诳瓶蓟顒又薪?jīng)過某海洋區(qū)域時，利

用回聲定位原理從海面豎直向海底發(fā)射超聲波，從發(fā)射到接收到回聲所用的時間為4s。（已

知聲音在海水中的傳播速度為1500m/s）

（1）探測器發(fā)出的超聲波由聲源的而產(chǎn)生的。

（2）"雪龍?zhí)?的最大航速是多少km/h

（3）該處海洋的深度為多少加（解答時，要求有必要的文字說明、公式和計算步驟等，只寫

最后結(jié)果不得分）

（2024?當(dāng)陽市校級模擬）

14.如圖所示，龍年伊始，大國重器之龍字號——“雪龍2號”極地科考破冰船破冰前行，執(zhí)

行中國第40次南極考察任務(wù)。“雪龍2號”全長122米，排水量1.4萬噸，破冰能力為PC3

級，能在1.5米厚冰層的海面以2節(jié)的航速連續(xù)破冰航行。（1節(jié)=L852km/h,海水密度取

1.0xl03kg/m3,g取10N/kg）

（1）“雪龍2號”以2節(jié)的平均速度破冰航行30min,航行的距離多大？

（2）“雪龍2號”以lm/s的速度勻速直線破冰航行時，輪船牽引力的功率為8000kW,求“雪

龍2號”受到的阻力；

（3）某次破冰過程中，“雪龍2號”部分船體沖上冰層后其排開水的體積減小了4xl03m3,

求船體對冰層的壓力。

試卷第7頁，共8頁

(2023春?廣元期末)

15.如圖所示是我國進(jìn)行第38次南極科學(xué)考察時用到的雪龍2號極地考察船，是全球第一

艘采用船航、船艦雙向破冰技術(shù)的極地科考破冰船，能夠在1.5米厚冰環(huán)境中連續(xù)破冰航行，

是我國自主研制的世界最先進(jìn)的常規(guī)動力破冰船，其滿載時的排水量約為14000%貝I」：3海

^=1.4><103kg/m3,g取10N/kg)

(1)雪龍2號滿載漂浮在海面上時，它受到的浮力(選填“大于”“等于”或“小于”)它

自身和所載貨物的總重力。

(2)求雪龍2號滿載時排開海水的體積。

⑶求當(dāng)雪龍2號的吃水深度為7m時，雪龍2號船底受到的壓強(qiáng).

試卷第8頁，共8頁

1.c

【詳解】A.“雪龍2”號破冰航速約Im/s,故A不符合題意；

B.帝企鵝的身高約為1.2m,故B不符合題意；

C.適宜蔬菜的生長溫度大約在15?3（TC,故科考隊的大棚內(nèi)氣溫應(yīng)高于（TC,故C符合題

,At.

忌；

D.50kg=100斤，科考隊員單手拿不動，故D不符合題意。

故選C。

2.振動聲音的傳播需要介質(zhì)，真空不能傳聲

【詳解】［1］一切聲音都是由于物體振動產(chǎn)生的，探測器發(fā)出的超聲波由聲源的振動而產(chǎn)生

的。

⑵聲音的傳播需要介質(zhì)，月球表面沒有空氣，是真空，真空不能傳聲，所以，在月球表面

不能用超聲波代替激光來探測距離。

3.3750不能

【詳解】［1］超聲波從海面到海底用的時間”;x5s=2.5s,已知聲音在海水中的傳播速度

s

v=1500m/s,由v=—可得，該處海水的深度$=vf=1500m/sx2.5s=3750m

t

［2］聲音的傳播需要介質(zhì)，月球表面是真空，真空不能傳聲，因此在月球上不能利用超聲波

測量距離。

4.D

【詳解】溫度計是根據(jù)液體熱脹冷縮的原理制成的。南極氣溫非常低，年平均氣溫低達(dá)

-53。。而水銀的凝固點為-39。（3,所以在南極水銀會凝固，水銀溫度計不能使用；而酒精的

凝固點為不會凝固，可以使用，故D符合題意，ABC不符合題意。

故選D。

5.C

【詳解】輪船的鐵錨從水下深處向上提起沒有提出水面時，排開水的體積不變，這一過程中

由阿基米德原理尸浮=〃/拼g可知，其所受的浮力不發(fā)生改變；當(dāng)提出水面的過程中，排開

水的體積變小；水的密度"不變，可知該過程中，鐵錨受到的浮力逐漸變小；綜合所得：鐵

錨從水下深處向上提起，直至完全離開水面的過程中，鐵錨受到的浮力先保持不變，后逐漸

變小。

故選C。

答案第1頁，共6頁

6.1.4x108減小受力面積增大1.8xlO103x10，

【詳解】(1)口]“雪龍2號”破冰船滿載時的排水量為

m^14000t=1.4xl07kg

“雪龍2號”滿載時在海水中受到的浮力為

78

F諄=G9=加排g=1.4xl0kgxl0N/kg=1.4xl0N

(2)[2][3]雪龍2號“首柱尖削”的構(gòu)造，是在壓力一定時，減小受力面積，增大壓強(qiáng)；

(3)[4]“雪龍2號”在極地2m厚的冰環(huán)境中以速度5.4km/h=1.5m/s連續(xù)破冰航行，受平

衡力作用，即動力等于阻力

^=^2x10^

由"=-得，破冰lOmin的過程，“雪龍2號”通過的距離為

t

s=vt=1.5m/sxlOx60s=900m

破冰lOmin的過程中動力做的功

W=Fs=

[5]破冰船的推進(jìn)功率為

_W1.8xlOloJ

rD----=3X107W

10x60s

7.增大下沉9.27x104

【詳解】[1]⑵如圖所示，雪龍2號搭載了科考人員后所受浮力增大，因為雪龍2號始終漂

浮在海面上，浮力等于總重力，雪龍2號搭載了科考人員后所受重力增大，則浮力增大；根

據(jù)阿基米德原理可知，排開液體的體積增大，所以這時的艦體略下沉一些。

[3]雪龍2號科考船水下部分距海面深9m處承受海水產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p=p海水

gh=1.03x103kg/m3x1ON/kgx9m=9.27*104Pa

8.(l)1.4xl04m3；

(2)1000N

4

【詳解】(1)漂浮在海面上時所受的浮力p浮=G〃=〃z,ag=1,4x10x1OOOkgx1ON/kg=

1.4xlO8N

根據(jù)阿基米德原理尸浮斗版g/蕨口，漂浮在海面上時排開海水的體積V排

F淳1.4X108N

=--------=----------；--------,-------------=14><104m3

P海水g1.0x10kg/mxlON/Ag'

(2)水面下5m深處200cm2面積的船舷受到海水的壓強(qiáng)p=p瘴水g〃=

答案第2頁，共6頁

1.0x103kg/m3x1ON/kgx5m=5x104pa

受到海水的壓力P=pS=5xlO4pax2OOxlo-4m2=ioooN

9.(1)增大形狀

(2)漫強(qiáng)烈

(3)0.9x1030.9x103

【詳解】(1)[1]雪地車履帶上有凸起紋路，是在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度

來增大摩擦力的。

[2]行駛中，雪地車在雪地上壓出痕跡，改變了雪地的形狀，說明力可以物體的形狀。

(2)[1]不同位置的科考員都能看到雪地車，說明雪地車反射的光射向了四面八方，即光在

雪地車的表面發(fā)生了漫反射。

[2]雪地對太陽光的反射很強(qiáng)，科考員戴護(hù)目鏡是為了防止白色雪面反射的太陽光太強(qiáng)烈而

傷害眼睛。

(3)[1]這段冰芯的密度為0=2=d3=0-9xl()3kg/m3

V0.5x10m

[2]密度是物質(zhì)的一種特性，它不隨質(zhì)量與體積的變化而改變，所以截去一半，剩余冰芯的

密度不變，仍為0.9xl03kg/m3。

10.底面積對齊10.50217當(dāng)多棱柱的邊數(shù)相同時，多棱柱的高

度越大，承受的壓力越小4.08大

【詳解】(1)[1]為了防止南極暴風(fēng)雪的掩埋，科考站的建筑特點是架空離地。泰山站的多

棱柱設(shè)計就是為了能夠支撐住科考站的壓力。多棱柱能承受的最大壓力與棱數(shù)和棱高有關(guān),

與底面積無關(guān)。

(2)[2]為使棱柱受力均勻，放置時應(yīng)將小桶的中軸線與棱柱的中軸線對齊，這樣能使棱柱

受力均勻。

(3)[3]圖乙刻度尺的讀數(shù)為10.50厘米。

[4]天平的讀數(shù)等于祛碼的質(zhì)量加游碼的示數(shù)，因此圖戊天平讀數(shù)217克。

(4)[5]從圖中數(shù)據(jù)分析，當(dāng)多棱柱的邊數(shù)相同時，多棱柱的高度越大，能承受的壓力越小。

(5)[6][7]從圖中分析第7次實驗的六棱柱能承受的最大壓力為408克。因此第7次實驗的

六棱柱能承受的最大壓力為

^=G=mg=408x10-3kgx10N/kg=4.08N

進(jìn)一步推理當(dāng)邊數(shù)無限增大時，圓柱體的承受力更大。

答案第3頁，共6頁

11.(l)1800m

(2)180s

(3)69m

【詳解】(1)由題意知，科考隊在到達(dá)預(yù)定的取樣地點時，通過聲吶向海底發(fā)出一束超聲波,

經(jīng)過2.4s接收到從海底反射回的超聲波，因此取樣地點的海底深度為

卜=上gv海水%=；x1500m/sx2.4s=1800m

2

(2)由題意知，取樣機(jī)器人的下沉速度為10m/s,則取樣機(jī)器人從海面下潛到海底需要的

時間為

h1800mye

t2=-----=---------=l80s

v機(jī)器l°m/s

(3)設(shè)船的速度為v掰，則第一次鳴笛時，船距冰山的距離為

_S聲空氣1+S船I_V空氣,3+V船4

3=-2-2-

第二次鳴笛時，船距冰山的距離為

?S聲空氣2+S船2V空氣,4+V船,4

s4=-2—=—2—

船由第一次鳴笛聲到第二次鳴笛聲行駛的路程為

s=v^3+10s)

則

s5=s3-s4

即

稀(A+IOS)「空MJ山y(tǒng)空氣'4+y船人

2

340m/sx2.6s+v船x2.6s340m/sx2.2s+v船x2.2s

v船x(2.6s+1Os)------------------------------------------------------------------

解得"船=丁丁向$,則從第一次鳴笛到第二次鳴笛的時間里，船航行的距離

S

5=V船(，3+1保)=-j^m/sx(2.6s+10s)=69m

12.B

【詳解】A.“雪龍2”號靜止時，受到浮力的方向與受到的重力方向相反，重力的方向為豎

直向下，所以浮力的方向豎直向上，故A錯誤；

B.“雪龍2”號漂浮在海面上時，處于平衡狀態(tài)，根據(jù)物體的浮沉條件可知，其受到的浮力

大小等于所受的重力大小，故B正確；

答案第4頁，共6頁

C.根據(jù)阿基米德原理可得，“雪龍2”號船滿載時，受到的浮力約為

F諄=6排=加排名=14000xl03kgxl0N/kg=l.4xlO8N

故C錯誤；

D.“雪