《2025年时习之暑假衔接八年级物理人教版》

                        你不知道的海底世界
       与色彩斑斓的鱼群共舞,探访生命起源之地——这一人类古老的梦想,在潜水科技的帮助下已成为现实。
        你有幻想过深海世界有什么吗？我们不妨从浅入深逐步地往下“潜”。
海洋上层的范围是从海面到水下200 m,这一层是阳光能够充分透过的区域,是海洋中最生机勃勃的区域。主要生物包括浮游生物、小型鱼类、无脊椎动物以及大型海洋哺乳动物。其中3 m是人普遍游泳的深度；30 m是珊瑚礁和海底植物生长的地方；60 m是虎鲸(图甲)生活的深度,它们是海洋生物链的顶端掠食者。

       海洋中层(即中光层)的范围通常位于海面以下200 m至1 000 m的深度。在这个区域,阳光逐渐减弱,光线越来越微弱,直至完全消失。在300 m处你可以遇到现存最大的甲壳动物——甘氏巨螯蟹(图乙),它拥有4 m长的大长腿。这里的水压相当于你每寸皮肤上都有一个540斤的胖子在跳舞。
      海洋深层位于海面以下1 000 m至数千米的深度,这片区域完全没有阳光照射,处于一片黑暗之中,同时温度极低,压力极高。然而,这些极端环境中依然孕育着一系列适应性极强的生物,它们展现了地球生命的顽强和多样性。在2 800 m处小飞象章鱼(图丙)在这里生活,这是少有长相可爱的深海鱼。
       若是想要潜入到这么深的海底需要克服哪些困难呢？深潜的最大困难是抵抗海水的巨大压强。在海面下,深度每增加10 m,压强就增加约$10^5 Pa,$这相当于一只成年大象站立时对水平地面的压强。在1 000 m深的海水中,一般的木块体积会被压缩至原来的一半。要是到达10 000 m深的海底,压强大概相当于一辆小轿车压在你指甲盖上的效果。为了下潜到更深处去考察,科学家制造了各种抗压的深潜设备。
        我国从20世纪70年代开始大规模研制潜水器,现已达到国际先进水平。2012年6月,我国自行设计和集成研制的“蛟龙号”载人潜水器在马里亚纳海沟创造了下潜7 062 m的中国载人深潜纪录,这也是世界同类作业型潜水器最大下潜深度纪录。2020年11月10日,我国首台完全自主研发的奋斗者号全海深载人潜水器(图丁),在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10 909 m,创造了中国载人深潜的新纪录！
        潜水器潜入水下的深度有一定限度,下潜过深可能导致外壳损坏。“奋斗者号”全海深载人潜水器下潜的马里亚纳海沟一万米深处,水压超过$1.1×10^8 Pa。$请你查阅资料,了解“奋斗者号”全海深载人潜水器是如何做到承受万米深潜重压的,并比较不同潜水器可以下潜的最大深度。

答案：

一、高强度韧性的钛合金载人舱：

采用中国自主研发的新型钛合金材料 ‌Ti62A‌，解决了传统材料（如Ti64）在万米深海面临的强度、韧性及可焊性不足的问题。

‌结构优化‌：球形载人舱设计（内径2.1米，壁厚约120毫米）使压力分布更均匀。

二、高性能固体浮力材料

‌核心材料‌：使用纳米级 ‌空心玻璃微珠‌ 与树脂复合制成的固体浮力材料，密度低、抗压强度高。

‌浮力机制‌：材料内部微结构提供稳定浮力，即使下潜至万米深度，微珠仍能抵抗高压不变形，保障潜水器无动力上浮。

‌中国“奋斗者”号‌最大下潜‌深度：10909米‌，‌美国“限制因素”号‌最大下潜‌深度：10916米‌，

‌日本“深海6500”号‌最大下潜‌深度：6526米。