Question

4．稀奇！你见过轮船“坐电梯”过三峡大坝吗？
如图所示，是三峡升船机于2016年9月18日进入试通航图片．这意味着三峡工程最后的谜底即将揭晓．投入运行后，三峡升船机将为客货轮和特种船舶提供快速过坝通道．符合条件的船舶可借助升船机通过三峡大坝，过坝时间可由目前的3.5小时缩短至约40分钟．这将有助于进一步提高三峡水利枢纽的航运通过能力，促进长江黄金水道通航效益及社会经济效益充分发挥．
三峡升船机与三峡双线五级船闸同为三峡工程通航建筑物，三峡升船机承船厢可载3000吨级船舶，最大爬升吨位达1.55万吨，最大爬升高度113米．提升重量和高度，均为世界之最．三峡升船机全线总长约5000米，船厢室段塔柱建筑高度146米，承船厢长132米、宽23.4米、高10米，可提升3000吨级的船舶过坝．这些数据都显示了三峡升船机是世界上规模最大、技术难度最高的升船机工程．
作为世界最大水利枢纽三峡工程的最后一个建设项目，三峡升船机被誉为三峡工程最后的谜底．在经历了13年缓建和8年续建之后，于今年5月13日和9月13日分别通过试通航前和消防工程验收，具备投入试运行的条件．根据交通运输部长江航务管理局《关于三峡升船机试通航工作方案》，三峡升船机于2016年9月起进入试通航期．
据介绍，试通航将分为四个阶段．第一阶段从2016年9月18日至三峡水库2016年试验性蓄水结束，三峡升船机运行时间为每天8时至17时．
三峡船闸有南北两线，相当于公路上的双车道，一线上行一线下行．每线船闸有5个闸室、6道人字闸门；相邻闸室地面高程相差22.6米，五个闸室呈楼梯状布置．
上游是第一闸室，下游是第五闸室．假如船舶要从下游驶向上游--船舶驶入第五闸室后，关闭下游人字门，通过地下输水系统，第四闸室往第五闸室内充水，当两个闸室内水面齐平时，打开上游人字门，船舶驶入第四闸室．依此类推，船舶就好像爬过一级又一级楼梯一样，通过第一闸室，驶向大坝上游航道．
三峡船闸单个闸室净宽34米、长280米，是世界上最大的闸室，可同时容纳6艘3000吨级船舶．一艘船通过三峡船闸大约要3个多小时．
三峡升船机与三峡双线五级船闸同为三峡工程通航建筑物，具有提升高度大、提升重量大、上游通航水位变幅大、下游水位变化速率快的特点．
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）轮船过三峡大坝可以“坐电梯”，也可以利用船闸．
（2）一艘3000吨级轮船在江面上航行时所受的浮力是3×10⁷ N．（ g取10N/kg）
（3）一艘轮船在升船机上匀速上升时，其重力势能增大．（选填“增大”或“减小”）
（4）文中一些数据都显示了三峡升船机是世界上规模最大、技术难度最高的升船机工程．请列举一项我国在科技方面领先事例．

Answer 1

分析 （1）上端开口、下端相连通的容器叫连通器；船闸是连通器特点的应用．
（2）根据阿基米德原理可知，浮力等于物体排开水的重力；
（3）影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度；
（4）根据对我国科技方面的成就解答．

解答 解：（1）据船闸的结构特点可知，其在工作时，上端开口，下部连通，即符合连通器的定义，所以船闸是利用连通器的原理工作的．
（2）一艘3000吨级轮船在江面上航行时所受的浮力是F_浮=G_排=m_排g=3000×10³kg×10N/kg=3×10⁷N；
（3）一艘轮船在升船机上匀速上升时，其质量不变，高度增加，重力势能增大；
（4）我国的非线性光学晶体、量子信息通讯、超强超短激光、高温超导等前沿技术研究居世界领先水平． 
故答案为：（1）船闸；（2）3×10⁷；（3）增大；（4）量子信息通讯．

点评 此题三峡升船机为载体，综合考查了连通器原理、阿基米德原理、动能和势能的大小变化等，是一道综合性较强的题目，但总体难度不大，掌握基础知识即可正确解题．