Question

17．2014年1月3日，“泰山站”完成主體封頂．2月8日上午11點(diǎn)國家海洋局宣布中國南極泰山站正式建成開站．泰山站主體建筑設(shè)計(jì)成“飛碟”狀，并且建立在立樁上，如圖所示．
（1）南極內(nèi)陸冬季經(jīng)常刮起8到10級(jí)大風(fēng)，大風(fēng)吹起的積雪遇阻后會(huì)堆積，有可能將整個(gè)建筑掩埋．為了防止建筑的迎風(fēng)面的飛雪堆積，請(qǐng)?jiān)谔┥秸镜脑O(shè)計(jì)造型中找到相應(yīng)措施．
①主體建筑設(shè)計(jì)成“飛碟”狀，可以增大風(fēng)速，減少飛雪堆積；
②用立柱支撐，可以給飛雪留有通道；
（2）南極被譽(yù)為“隕石的寶庫”，隕石降落到地球南極的表面后保存的時(shí)間一般可達(dá)幾萬年，是其它大陸隕石保存時(shí)間的100倍，其原因是南極D
A．降水少    B．地勢(shì)高    C．風(fēng)力大    D．冰層厚
（3）泰山站主體建筑使用了600噸鋼材、塑料等材料，已知冰層能承受的壓強(qiáng)不超過1×10⁵Pa，使用的12根立柱，每根的橫截面積為0.5m²，請(qǐng)通過計(jì)算并說明可以使用什么辦法讓泰山站不陷入冰層．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)建筑的形狀，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)和物理知識(shí)解答；
（2）根據(jù)南極的氣候特點(diǎn)分析答題；
（3）已知最大壓強(qiáng)，應(yīng)用壓強(qiáng)公式的變形公式求出所有立柱能承受的最大壓力，然后分析答題．

解答 解：（1）第一項(xiàng)措施：主體建筑設(shè)計(jì)成“飛碟”狀，可以增大風(fēng)速，減少飛雪堆積；
第二項(xiàng)措施：用立柱支撐，可以給飛雪留有通道；
（2）由于南極冰層厚，隕石在冰雪中不易風(fēng)化，隕石的保存時(shí)間長(zhǎng)，隕石降落到地球南極的表面后保存的時(shí)間一般可達(dá)幾萬年，是其它大陸隕石保存時(shí)間的100倍；故選D；
（3）立柱與冰層的接觸面積：S=0.5m²×12=6m²，
由p=$\frac{F}{S}$可知，承受的最大壓力：F=pS=1×10⁵Pa×6m²=6×10⁵N，
泰山站的重力：G=mg=600×10³kg×10N/kg=6×10⁶N＞F，
為了讓泰山站不陷入冰層，可以在立柱下面鋪放大面積的鋼板，增大泰山站與冰層的接觸面積，以減小壓強(qiáng)；
故答案為：
（1）主體建筑設(shè)計(jì)成“飛碟”狀，可以增大風(fēng)速，減少飛雪堆積；用立柱支撐，可以給飛雪留有通道；
（2）D；
（3）在立柱下面鋪放大面積的鋼板，增大泰山站與冰層的接觸面積，以減小壓強(qiáng)．

點(diǎn)評(píng) 此題以南極站為載體，主要考查學(xué)生對(duì)減小壓強(qiáng)的方法的理解和掌握，特別是（1）具有較強(qiáng)的開放性，需要學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)得出答案．