熱點03中國第41次南極科考

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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)?？茖W考察活動。此次科考于2024年

11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)?？瓶缄犖殛嚾輳姶螅蓙碜試?/p>

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)，主要肩負科學考察、人員運送以及后勤補給等重任；

“永盛”號貨輪則從江蘇張家港啟程，重點承擔南極秦嶺站配套設(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)民眾對極地科學興趣以及為應(yīng)對全球氣候

變化貢獻力量的重要契機。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，為未來的極地科學研究和資源合理利用奠定了堅實基礎(chǔ)。

限時提升練

考點01

物理量估測

1.（2023秋?龍崗區(qū)期末）下列最符合實際的是（）

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

D.科考隊員手中的蔬菜約50kg

“雪龍2”號正在破冰成年的帝企鵝大棚蔬菜

【答案】C

【解析】解：A、“雪龍2”號破冰航速約lm/s,故A錯誤。

B、帝企鵝的身高約為1.2m,故B錯誤。

C、科考隊的大棚內(nèi)氣溫高于0℃,故C正確。

D、50kg=100斤，科考隊員單手拿不動，故D錯誤。

故選：Co

考點02

聲的傳播與機械運動

2.（2024秋?康縣期末）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?/p>

動中經(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振動而產(chǎn)

生的。在月球表面不能用超聲波代替激光來探測距離，原因是聲音的傳播需要介質(zhì)，真空不能傳聲。

【答案】振動；聲音的傳播需要介質(zhì)，真空不能傳聲。

【解析】解：探測器發(fā)出的超聲波是由聲源振動而產(chǎn)生的。在月球表面不能用超聲波代替激光來探測距

離，原因是聲音的傳播需要介質(zhì)，真空不能傳聲。

故答案為：振動；聲音的傳播需要介質(zhì)，真空不能傳聲。

3.（2024秋?嵯胴區(qū)期末）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)?！把垺?/p>

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3750m；在月

球上不能（選填“能”或“不能”）利用超聲波測量距離。

【答案】3750；不能

【解析】解：超聲波從海面到海底用的時間：t-1x5s=2.5s,已知聲音在海水中的傳播速度v=1500m/s,

由v=*可得，該處海水的深度：

s=vt=1500m/sX2.5s=3750m。

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。

故答案為：3750；不能。

考點03

物態(tài)變化

4.（2023?泉州一模）2022年4月20日，“雪龍2”號極地科學均察破冰船完成中國第38次南極科學均察

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

【答案】D

【解析】解：使用酒精溫度計和水銀溫度計是根據(jù)液體熱脹冷縮的性質(zhì)工作的，要求酒精和水銀都是液

體，在南極氣溫比較低，酒精和水銀都會凝固，酒精的凝固點比水銀的凝固點低，不容易凝固，所以南

極科考隊員使用酒精溫度計而不使用水銀溫度計。

故選：D。

考點04

壓強與浮力

5.（2022秋?夏縣期末）日前，雪龍?zhí)柨瓶即瑥纳虾⒑?，?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

【答案】C

【解析】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F浮

=pV排g可知，其所受的浮力不發(fā)生改變；

當提出水面的過程中，排開水的體積變小；水的密度p不變，由F浮=pV排g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ABD錯誤，C正確。

故選：Co

6.(2024?江寧區(qū)二模)2024年4月16日，“雪龍2號”完成中國第40次南極科學考察任務(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)并給同學們帶回了一手資料?！把?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14000to

(1)“雪龍2號”滿載時在海水中受到的浮力為1.4X108W

(2)“雪龍2號”破冰船“首柱削尖”的構(gòu)造是通過減小受力面積方法從而增大(選填“增

大”或“減小”)壓強；

(3)“雪龍2號”極限破冰能力能達到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2X1()7N,則破冰lOmin的過程中動力做的功是IBXIO、J,破

冰船的推進功率為3X107w。

【答案】(1)1.4X108；(2)減小受力面積；增大;(3)1.8X1O10；3X107。

【解析】解：(1)“雪龍2號"破冰船滿載時的排水量為14000t=1.4Xl()7kg,

“雪龍2號”滿載時在海水中受到的浮力為

F浮=G排=m排g-1.4x107kgxION/kg-1.4x108N；

(2)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；

(3)“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

動力的大小等于阻力的大小，即F=f=2XX107N,

“雪龍2號”通過的距離為s=vt=1.5m/sX10X60s=900m,

破冰lOmin的過程中動力做的功

W=Fs=2X107NX900m=1.8X1010J,

破冰船的推進功率為

故答案為：(1)1.4義1。8；(2)減小受力面積；增大；(3)1.8X1O10；3X107。

7.(2024?甘南州)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增大（選填“增

大”或“減小”），艦體略下沉（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)生的壓強為9.27義IO,Pa（p海水=L03Xl（）3kg/m3,g取10N/kg）。

【答案】增大;下沉;9.27X10%

【解析】解：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，這

時的艦體略下沉一些；雪龍2號科考船水下部分距海面深9m處承受海水產(chǎn)生的壓強為p=p海水gh=L03

X103kg/m3X10N/kgX9m=9.27X104Pa；

故答案為：增大；下沉；9.27X104O

8.（2023春?河東區(qū)期中）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?！把埗枴笔侨虻谝凰也捎么X、船服雙向破冰技術(shù)的極地科考破冰船。滿載時總質(zhì)

量為lAXlO外,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LOXl（）3kg/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ZOOcn?面積的船舷受到海水的壓力。

【答案】（1）漂浮在海面上時排開海水的體積為IdXIo'n?。

（2）水面下5m深處200cm2面積的船舷受到海水的壓力為lOOONo

【解析［解：（1）漂浮在海面上時所受的浮力F浮uGH^m^gn.dXlO,xioOOkgXlON/kgndXloBN,

根據(jù)阿基米德原理F浮=p?gV排知，漂浮在海面上時排開海水的體積V排==

P海冰

3y°%—=1.4X1。4m3；

lO^kg/m3xlON/kg

(2)水面下5m深處200cm2面積的船舷受到海水的壓強p=pgh=1.0X103kg/m3X1ON/kgX5m=5

X104Pa；

受到的壓力F=pS=5Xl04PaX200X10-4m2=l000N。

答：(1)漂浮在海面上時排開海水的體積為1.4XH)4m3。

(2)水面下5m深處200cm2面積的船舷受到海水的壓力為lOOONo

考點05

光現(xiàn)象與摩擦力

9.(2024秋?福清市期末)2024年11月28日我國第41次考察隊，抵達南極中山站，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，并佩戴護目鏡，如圖所示?；卮饐栴}。

(1)雪地車履帶上有凸起紋路是為了增大摩擦力，行駛中，雪地車在雪地上壓出痕跡，說明力可

以改變物體的形狀o

(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)生漫反射；科考員戴護目鏡

是為了防止白色雪面反射的太陽光太強烈(選填“強烈”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O.5X1(T3m3,則這段冰芯的密

度是0.9X103kg/m3；若把該冰芯切去一半，剩余冰芯的密度是0.9X103kg/m3o

【答案】(1)增大；形狀；

(2)漫；強烈；

(3)0.9X103；0.9X103?

【解析】解：(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;

行駛中，雪地車在雪地上壓出痕跡，說明力可以物體的形狀；

（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)生漫反射；科考員戴護目鏡是為了

防止雪面發(fā)生反射刺傷眼睛；

33

（3）這段冰芯的密度p=號=0，45=0.9X10kg/m,因為密度是物質(zhì)的一種特性，它不隨著質(zhì)量

K0.5x10m3

與體積的變化而改變，所以截去一半，剩余冰芯的密度是O.9Xl（）3kg/m3。

故答案為：（1）增大；形狀；

（2）漫；強烈；

（3）0.9X103；0.9X103?

熱點題型01

綜合應(yīng)用題

10.（2024?秦都區(qū)校級模擬）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行模擬探究。實驗中g(shù)取：lON/kg。

10g200g

pTnjnnpnjTnrpnT]

01金!45g

成

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

棱柱的底面積（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對齊,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mo

(3)換用不同的棱柱，多次實驗，收集部分數(shù)據(jù)記錄在下表。棱柱高b的測量數(shù)據(jù)如圖乙所示，第2次

(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：當多棱柱的邊數(shù)相同時，多棱柱

的高度越大，承受的壓力越小=

(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4.08N,進一步推理分

析可知：同等條件下，圓柱體所能承受的壓力更大o

【答案】故答案為：(1)底面積；(2)對齊；(3)10.50,217(4)當多棱柱的邊數(shù)相同時，多棱柱

的高度越大，承受的壓力越小(5)4.08；大。

【解析】(1)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)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)圖乙刻度尺的讀數(shù)為10.50厘米。圖戊天平讀數(shù)217克。

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

(5)從下圖中分析第7次實驗的六棱柱能承受的最大質(zhì)量為408克，則能承受的最大壓力為F=G=mg

=408X103kgX10N/kg=4.08N；

進一步推理當邊數(shù)無限增大時，圓柱體的承受力更大。

實蛭序號123456-8

多棱柱的高度cm1*14.85g10.50

客懵柱的棱數(shù)三四六八三四六八

小樽和水的￡3!量m9185217281345243298518

V\7VV\/

差值326464差值55猜測11。

故答案為：（1）底面積；（2）對齊；（3）10.50,217（4）當多棱柱的邊數(shù)相同時，多棱柱的高度越

大，承受的壓力越?。?）4.08；大。

熱點題型02

綜合計算題

11.（2024秋?葉集區(qū)期中）2024年11月1日，中國第41次南極科學考察隊出征，乘坐“雪龍?zhí)枴焙汀把?/p>

龍2號”極地科學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）

【答案】（1）1800m；（2）180s；（3）69m。

【解析】解：（1）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

S士］1

的海底深度為h=奇=《v海法i=2x1500m/sx2.4s=1800m；

（2）取樣機器人的下沉速度為10m/s,則取樣機器人從海面下潛到海底需要的時間為J=J—=

機器

1800mdec

加lO一m/7s-=180s；

（3）設(shè)船的速度為V船，則第一次鳴笛時船距冰山的距離為S3=s聲空氣廣掰1="空）;"掰，第二次

鳴笛時，船距冰山的距離為S4=S聲空氣底船2=”空氣姨4,船由第一次鳴笛聲到第二次鳴笛聲行駛

U交y3+u靜3v交y4+“4

的路程為55=丫船(t3+10s),又因為S5=S3-S4,即U掰(％+10s)=」」產(chǎn)----工、？加；代入

340m/sx2.6s+v^x2.6s340zn/sx2.2s+u般x2.2s17n

數(shù)據(jù)"掰x(2.6s+10s)=----------2----------------------2----------；解得船的速度u掰=可-m/s,

則從第一次鳴笛到第二次鳴笛的時間里船航行的距離S5=v船也+10s)=挈m/sx(2.6s+10s)=

69mo

故答案為：(1)1800m；(2)180s；(3)69m。

拓展培優(yōu)練

1.(2024春?富縣期末)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14000to(g取10N/kg,p海水=

1.0X103kg/m3)下列說法正確的是()

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L4X107N

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

【答案】B

【解析】解：A.“雪龍2”號科考破冰船靜止時，受力平衡，根據(jù)二力平衡條件可知，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；

C.根據(jù)阿基米德原理可得，“雪龍2”號船滿載時，

8

受到的浮力約為F浮=Gff=mfffg=14000x103kgxiON/kg=1.4x10N,故C錯誤;

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，始終漂浮，受到的浮力始終等于其重力，

重力不變，則受到的浮力不變，故D錯誤。

故選：Bo

2.(2024秋?鹽山縣期末)2024年4月10日，“雪龍”號極地考察船?？可綎|青島，標志著我國第40次

南極考察圓滿結(jié)束?！把?zhí)枴笔侵袊谌鷺O地破冰船和科學考察船，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振動而產(chǎn)生的。

(2)“雪龍?zhí)枴钡淖畲蠛剿偈嵌嗌賙m/h?

(3)該處海洋的深度為多少m?

【答案】(1)振動；

(2)“雪龍?zhí)枴钡淖畲蠛剿偈?33km/h；

(3)該處海洋的深度為3000m。

【解析】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。

(2)“雪龍?zhí)枴暗淖畲蠛剿賤=18節(jié)=18X18.5km/h=333km/h；

1

(3)聲音傳播到海底的時間：t=*x4s=2s,

由v=：可得，該處海洋的深度為：

s=vt=1500m/sX2s=3000m。

答：(1)振動；

(2)“雪龍?zhí)枴钡淖畲蠛剿偈?33km/h；

(3)該處海洋的深度為3000m。

3.(2024?當陽市校級模擬)如圖所示，龍年伊始，大國重器之龍字號一一“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LOXl()3kg/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4X103m3,求船體對冰

層的壓力。

【答案】(1)航行的距離為1.852km；

(2)“雪龍2號”受到的阻力為8X1()6N；

(3)船體對冰層的壓力為4X107N。

【解析】解：(1)2節(jié)的速度為：

v=2X1.852km/h=3.704km/h,

由v=*得，航行的距離為：

s=vt=3.704km/hx靜=1.852km；

(2)“雪龍2號”以lm/s的速度勻速直線破冰航行時，其受到的牽引力和阻力是一對平衡力，大小相

等。

根籟=彳=f=Fv得,“雪龍2號”受到的阻力為:

3

8000X10IV01八6“

產(chǎn)隨=尸牽=石——1-7—=8xio6yVo

lm/s

(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4X103m3。根據(jù)阿基

米德原理，這部分體積的水所受的重力