Question

17．2014年1月3日，“泰山站”完成主体封顶．2月8日上午11点国家海洋局宣布中国南极泰山站正式建成开站．泰山站主体建筑设计成“飞碟”状，并且建立在立桩上，如图所示．
（1）南极内陆冬季经常刮起8到10级大风，大风吹起的积雪遇阻后会堆积，有可能将整个建筑掩埋．为了防止建筑的迎风面的飞雪堆积，请在泰山站的设计造型中找到相应措施．
①主体建筑设计成“飞碟”状，可以增大风速，减少飞雪堆积；
②用立柱支撑，可以给飞雪留有通道；
（2）南极被誉为“陨石的宝库”，陨石降落到地球南极的表面后保存的时间一般可达几万年，是其它大陆陨石保存时间的100倍，其原因是南极D
A．降水少    B．地势高    C．风力大    D．冰层厚
（3）泰山站主体建筑使用了600吨钢材、塑料等材料，已知冰层能承受的压强不超过1×10⁵Pa，使用的12根立柱，每根的横截面积为0.5m²，请通过计算并说明可以使用什么办法让泰山站不陷入冰层．

Answer 1

分析 （1）根据建筑的形状，结合生活经验和物理知识解答；
（2）根据南极的气候特点分析答题；
（3）已知最大压强，应用压强公式的变形公式求出所有立柱能承受的最大压力，然后分析答题．

解答 解：（1）第一项措施：主体建筑设计成“飞碟”状，可以增大风速，减少飞雪堆积；
第二项措施：用立柱支撑，可以给飞雪留有通道；
（2）由于南极冰层厚，陨石在冰雪中不易风化，陨石的保存时间长，陨石降落到地球南极的表面后保存的时间一般可达几万年，是其它大陆陨石保存时间的100倍；故选D；
（3）立柱与冰层的接触面积：S=0.5m²×12=6m²，
由p=$\frac{F}{S}$可知，承受的最大压力：F=pS=1×10⁵Pa×6m²=6×10⁵N，
泰山站的重力：G=mg=600×10³kg×10N/kg=6×10⁶N＞F，
为了让泰山站不陷入冰层，可以在立柱下面铺放大面积的钢板，增大泰山站与冰层的接触面积，以减小压强；
故答案为：
（1）主体建筑设计成“飞碟”状，可以增大风速，减少飞雪堆积；用立柱支撑，可以给飞雪留有通道；
（2）D；
（3）在立柱下面铺放大面积的钢板，增大泰山站与冰层的接触面积，以减小压强．

点评 此题以南极站为载体，主要考查学生对减小压强的方法的理解和掌握，特别是（1）具有较强的开放性，需要学生结合生活经验得出答案．