電磁旋轉(zhuǎn)實驗

智浪教育…普惠英才文庫智浪教育…普惠英才文庫電磁旋轉(zhuǎn)實驗早在1812年，丹麥物理學家奧斯特就有了電磁之間是統(tǒng)一的想法。1820年春，奧斯特在他的講座上當眾展示了一個精彩的實驗：在直導線附近（導線需要南北放置），放置一枚小牘針，當導線中有電流通過時，礁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。后通過深入的實驗研究，當年的7月份奧斯特發(fā)表論文，揭示了電流的械效應。1821年，英國物理學家法拉第重復完成奧斯特實驗，并親手做了其它許多實驗，如圖1所示，就是著名的電磁旋轉(zhuǎn)實驗裝置，圖2為這一裝置的結(jié)構(gòu)簡圖，其中A是可動磁鐵，3是固定導線，C是可動導線，D是固定磁鐵，黑色部分表示水銀。實驗現(xiàn)象是：如果通電導線3附近只有該鐵A的一個極N,礁鐵A就會圍繞導線3琰轉(zhuǎn)；反之，通電導線C也會圍繞固定磁鐵D的濮極N旋轉(zhuǎn),這一裝置實際上就是最早的電動機。圖1圖2圖1圖2（1）圖2所示裝置中，與法拉第電磁旋轉(zhuǎn)實驗工作原理一致的是（ ）A.線圈轉(zhuǎn)動時，小B.電路接通時，小C.電路接通時，線D.電路接通時，電燈泡發(fā)光 磁鐵和螺釘一起圈轉(zhuǎn)動 鈴不停地響轉(zhuǎn)動（2）實驗研究表明：通電導線與磁鐵間相互作用力的方向與通電導線中的電流

方向和磁鐵產(chǎn)生的磁場方向有關。山此可知圖2所示的裝置接通電源后，從上向下看，當磁鐵A繞通電導線B逆時針旋轉(zhuǎn)時，通電導線C將繞磁鐵D (選填“順時針”或“逆時針”)旋轉(zhuǎn)。BC (2)順時針家庭電路的安全衛(wèi)士自從人類進入電氣時代，電不僅給人類帶來了很多方便，有時也給人類帶來一些災難。它可能燒壞電器，引起火災，或者使人觸電。所以在五花八門的電器接踵而來的同時，也誕生了各式各樣的保護器。圖1圖1如圖1所示，是我們每個家庭都有的配電箱中的布線圖，其中安裝著兩種非常重要的保險裝置：空氣開關和漏電保護器。空氣開關，又名空氣斷路器，如圖2所示，它是一種只要電路中電流超過額定電流就會自動斷開的開關。當家庭電路發(fā)生短路、嚴重過載及其他故障時,它能立刻分斷電路。家庭電路中安裝的空氣開關，其額定電流必須大于正常的負載電流。圖2圖3圖2圖3漏電保護器俗稱漏電開關，一般安裝于每戶配電箱的插座回路上，如圖3所示。當家庭電路工作正常時，從進戶線流入的電流與出戶線流出的電流相等，漏電保護器不工作；當家庭電路中發(fā)生漏電現(xiàn)象時，流入與流出的電流不相等，漏電保護器工作。例如，當家中的冰箱外殼帶電，且恰好有人接觸外殼時，會有一部分電流經(jīng)過人體流入地下，使家庭電路流入與流出的電流不相等，漏電保護器工作，切斷電源，從而達到保護的功能。請根據(jù)上述材料回答下列問題：（1）在寒冷的冬天，小陽的媽媽在使用電烤箱的同時，還開著洗衣機洗衣服，小陽感覺房間比較冷，當他閉合大功率電暖氣的開關時，家里的空氣開關出現(xiàn)了“跳閘”的現(xiàn)象，經(jīng)檢查空氣開關出現(xiàn)“跳閘”不是由于短路造成的，請你用所學的物理知識解釋“跳閘”的原因，并提出一個避免再次“跳閘”的解決方案。（2）如圖4所示，是安裝了漏電保護器的家庭電路。當漏電保護器檢測到通過圖中A、B兩處的電流不相等（即發(fā)生漏電）時，會迅速切斷電路，從而起到保護作用。當小陽的媽媽使用電飯煲煮粥時，因操作不當，在無人看管的情況下，粥從鍋中溢出，流到廚房的地面上，漏電保護器（選填“會”或“不會”）切斷電路。若要重新接通電路，小陽的媽媽應該釆取什么措施？原因：家庭中同時使用的大功率用電器過多，導致總功率過大，使得電路中的總電流過大，造成空氣開關“跳閘”。解決方案：更換額定電流較大的空氣開關；避免同時使用過多大功率的用電器會措施：切斷電飯煲的電源，清理環(huán)境中的導電液體，恢復環(huán)境的干燥。先按下漏電保護器上的按鈕，再嘗試閉合漏電保護器的開關。“人群農(nóng)場”為火車站供電一說到農(nóng)場，很多人一定會想到奶牛場或莊稼農(nóng)場，可是兩名麻省理工學院的研究生正在歐洲進行一項火車站設計工程，他們最近有了個奇怪的想法一—把人的運動的機械能轉(zhuǎn)化為電能。他們的“人群農(nóng)場”將會利用人們走動時對地板的作用來產(chǎn)生電。他們設想：在車站廣場等人流密集的地方的地板下安裝一種“壓電”設備,把人流踩踏地板時的沖擊能量接收下來并轉(zhuǎn)化為電能進行照明或其它用途。他們在一個車站里安放了一只如圖1所示的“壓電”小凳進行試驗，人坐上去后，通過壓力作用而產(chǎn)生電能，讓四只發(fā)光二極管亮起來。他們的設計利用了物理學中的壓電效應。壓電效應就是某些物質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而形變吋，它的兩個相對表而上就會帶電，兩端形成一定的電壓，壓力越大，產(chǎn)生的電壓往往越高，這種壓電效應也叫正壓電效應。反之，當給這種物質(zhì)兩端加上電壓時，它們就會發(fā)生形變，這種現(xiàn)象叫逆壓電效應。材料兩端所加電壓越大，它的形變就越大。能產(chǎn)生壓電效應的材料叫壓電材料。圖1壓電效應在生活中有廣泛的應用，某些打火機和煤氣灶的點火開關、炮彈觸發(fā)引線、壓電地震儀等都應用了壓電效應。某些聲音的記錄和再現(xiàn)中也應用了壓電效應。使用某種裝有壓電材料膜片的話筒時，聲源的振動會使壓電材料兩端電極上產(chǎn)生電壓，電壓的大小隨著聲音的變化而變化。這種壓電材料上電壓的變化，再通過電子裝置，變成無線電波傳到遙遠的地方。這些無線電波為收音機所接收，安放在收音機喇叭上的壓電材料膜片由于兩端加有與聲音相關的變化的電壓而振動發(fā)出聲音。話筒中的壓電材料膜片能''聽得見”聲音，而喇叭上的壓電材料膜片則會“說話”。請根據(jù)上述材料，回答下列問題：（1） （多選）下列說法中正確的是 。A.正壓電效應過程的能量轉(zhuǎn)化是電能轉(zhuǎn)化為機械能B.逆壓電效應過程的能量轉(zhuǎn)化是電能轉(zhuǎn)化為機械能C.“人群農(nóng)場”為火車站供電利用的是正壓電效應D.安裝在喇叭上的壓電材料膜片振動發(fā)聲利用的是正壓電效應（2） 請你利用壓電材料設訃一個發(fā)電童鞋，為鞋底的發(fā)光二極管供電。請簡述設計方案以及發(fā)電方法。（1） BC（2） 示例：壓電材料制成的發(fā)電裝置和發(fā)光二極管相連。壓電材料制成的發(fā)電裝置裝配在童鞋鞋底內(nèi)部，行走時腳對壓電材料產(chǎn)生圧力，基于圧電效應轉(zhuǎn)換為電能，這些電能直接用于發(fā)光二極管發(fā)光。壓電陶瓷1880年，居里兄弟首先發(fā)現(xiàn)電氣石的壓電效應，從此開始了壓電學的歷史。壓電陶瓷是一種能夠?qū)C械能和電能互相轉(zhuǎn)換的陶瓷.材料，已被廣泛應用于醫(yī)學成像、聲傳感器、聲換能器、超聲馬達等。壓電陶瓷最大的特性是具有壓電性，包括正壓電性和逆壓電性。正壓電性是指某些電介質(zhì)在機械外力作用下，介質(zhì)內(nèi)部正負電荷中心發(fā)生相對偏移而引起極化，從而導致電介質(zhì)兩端表面內(nèi)出現(xiàn)符號相反的束縛電荷。當給陶瓷.片施加一外界壓力F時，陶瓷片的兩端會出現(xiàn)放電現(xiàn)象；相反加以拉力F時會出現(xiàn)充電現(xiàn)象。這種機械效應轉(zhuǎn)變成電效應的現(xiàn)象屬于正壓電效應。如圖1（甲）所示。另外，壓電陶瓷具有自發(fā)極化的性質(zhì)，而自發(fā)極化可以在外加電壓的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)變。因此當給具有壓電性的電介質(zhì)加上外電壓時會發(fā)生如圖1（乙）所示的變化，壓電陶瓷會有變形。壓電陶瓷之所以會有變形，是因為當如上與自發(fā)極化相同的外電壓時，相當于增強了極化強度。極化強度的增大使壓電陶瓷片沿極化方向伸長。相反，如果加反向電壓，則陶瓷片沿極化方向縮短。這種由于電效應轉(zhuǎn)變成機械效應的現(xiàn)象是逆壓電效應。壓電陶瓷.具有敏感的特性，可以將極其微弱的機械振動轉(zhuǎn)換成電信號，可用于聲納系統(tǒng)、氣象探測、遙測環(huán)境保護、家用電器等。壓電陶殼對外力的敏感使它甚至可以感應到十幾米外飛蟲拍打翅膀?qū)諝獾臄_動，用它來制作壓電地震儀，能精確地測出地震強度，指示出地震的方位和距離。聲音轉(zhuǎn)換器是最常見的應用之一。像傳聲器、耳機、蜂鳴器、超聲波探測儀等都可以用壓電陶瓷做聲音轉(zhuǎn)換器。如兒童玩具上的蜂鳴器就是電流通過壓電陶瓷的逆壓電效應產(chǎn)生振動，而發(fā)出人耳可以聽得到的聲音。煤氣灶上用的一種新式電子打火機，就是利用壓電陶瓷制成的。只要用手指壓一下打火按鈕，打火機上的壓電陶瓷就能產(chǎn)生高電壓，形成電火花而點燃煤氣，可以長久使用。所以壓電打火機不僅使用方便，安全可靠，而且壽命長，例如一種鈦鉛酸鉛壓電陶瓷制成的打火機可使用100萬次以上。拉伸外力F電扱晶體電極極化電荷壓縮外力F極化電荷未加壓力F時拉伸外力F壓縮外力F（甲）正壓電效應——外力使晶體產(chǎn)生極化電荷電扱晶體電極極化電荷壓縮外力F極化電荷未加壓力F時拉伸外力F壓縮外力F（甲）正壓電效應——外力使晶體產(chǎn)生極化電荷未施扣電壓時<Z3>外加反向電壓（乙）逆壓電效應——外加電壓使晶體產(chǎn)生形變在海戰(zhàn)中，潛艇能長期在海下潛航，神不知鬼不覺地偷襲港口、艦艇，使敵方大傷腦筋。如何尋找敵潛艇？靠眼睛不行，用雷達也不行，因為電嫌波在海水里會急劇衰減，不能有效地傳遞信號，探測潛艇靠的是聲吶——水下耳朵。壓電陶瓷就是制造聲納的材料，它發(fā)出超聲波，遇到潛艇便反射回來，被接收后經(jīng)過處理，就可測出敵潛艇的方位、距離等。請根據(jù)上述材料，回答下列問題：（1） 壓電效應實現(xiàn)了 能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化；（2） 文中提到的煤氣灶上一種新式電子打火機利用了 壓電效應（選填“正”或“逆”）；（3） 通過閱讀文中信息，以下不屬于壓電效應應用的是 。（選填選項前的字母）A.蜂鳴器 B.聲吶 C.地震探測儀 D.LED燈（1）機械（2）正（3）D“中國天眼”一眼看穿137億光年2016年9月25日，有著"超級天眼”之稱的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)在貴州平塘的喀斯特洼坑中落成啟用。開始接收來自宇宙深處的電磁波。這標志著我國在科學前沿實現(xiàn)了重大原創(chuàng)突破。據(jù)了解，F(xiàn)AST項目是我國重大科技項目，是目前世界上口徑最大的單天線射電望遠鏡，是人類直接觀測遙遠星系行星、尋找類似太陽系或地球的宇宙環(huán)境，以及潛在智慧生命的重要設施。其科學目標主要是巡視宇宙中的中性氫、發(fā)現(xiàn)新脈沖星、主導國際甚長基線網(wǎng)、探測星際分子、尋找地外文明等，在航天工程及其他領域具有廣泛用途。FAST項目采用我國科學家獨創(chuàng)的設計：利用貴州天然的喀斯特漏斗洼地作為臺址；在洼地內(nèi)鋪設4450塊反射面單元組成500米球冠狀主動反射面：采用輕型索拖動機構(gòu)和并聯(lián)機器人，實現(xiàn)望遠鏡接收機的高精度定位。FAST全新的設計思路，加之得天獨厚的臺址優(yōu)勢，突碇了望遠鏡的百米工程極限，開創(chuàng)了建造巨型射電望遠鏡的新模式。該項目的建設，使我國形成具有國際先進水平的天文觀測與研究平臺，為我國開展'‘暗物質(zhì)”和“暗能量”本質(zhì)、宇宙起源和演化、太空生命起源和尋找地外文明等研究活動提供重要支持。同吋，填補美國、西班牙和澳大利亞三個深層空間跟蹤站在經(jīng)度分布上的空白。從理論上說，“天眼”能接收到137億光年以外的電砂信號，這個距離接近宇宙邊緣。有了該望遠鏡項目，中國在未來20到30年，可在就大單口徑望遠鏡項目上保持世界一流地位。近日該望遠鏡就曾接收到來自1351光年外一顆脈沖星發(fā)出的脈沖信號。有外國科學家就形象的描述中國這個"天眼”的威力，"你在月球上打手機它也能發(fā)現(xiàn)”。“天眼”由中國科學院國家天文臺主持建設，從概念到選址再到建成，耗時22年，是具有我國自主知識產(chǎn)權、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。據(jù)悉，目前國際上有10項諾貝爾獎是基于天文觀測成果的，其中6項出自射電望遠鏡。因此，"天眼”項目正式投入使用將有望協(xié)助中國科學家沖擊諾貝爾獎。（1） 文章中提到：從理論上說，“天眼”能接收到137億光年以外的電磁信號，這個距離接近宇宙邊緣。其中，“光年”是天文學研究中用到的單位，指的是（）A.光傳播的時間 B.光傳播的距離 C.光傳播的速度（2） （多選）我國科學家利用獨創(chuàng)的設訃，實現(xiàn)了“天眼”望遠鏡接收機的高精度定位。這些獨創(chuàng)的設計包括 （）A.選擇貴州天然的喀斯特漏斗洼地作為臺址B.填補了深層空間跟蹤站在經(jīng)度分布上的空白C.采用輕型索拖動機構(gòu)和并聯(lián)機器人D.為我國開展“暗物質(zhì)”和“暗能量”本質(zhì)等研究提供支持（1）B（2）AC環(huán)境中的電磁波電磁波不依靠介質(zhì)傳播，在真空中的傳播速度等于光速。電磁波由低頻到高頻的頻譜依次為無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線及Y射線。人眼能夠接收到的電離波稱為可見光，太陽光是電離波的一種可見的輻射形態(tài)，各種頻率的電礁波在不同領域發(fā)揮著巨大的作用，也給人們生活帶來了極大的便利，提高了人們的生活質(zhì)量。電磁波有廣泛的應用：無線電波用于通信等；微波用于微波爐等；紅外線用于遙控、熱成像儀、紅外制導等；可見光是所有生物用來觀察事物的基礎；紫外線用于醫(yī)用消毒、驗證假鈔、測量距離、工程上的探傷等；X射線用于CT照相等。電礁波給人類帶來便利的同時，也不可避免地對人造成一些危害。例如：電嫌波噪聲會干擾電子設備、儀器儀表的正常工作，使信息失誤、控制失靈?？措娨晻r遇到的圖象抖動和"雪花”現(xiàn)象，是因為受到附近電礁波的干擾。電牘波干擾還可能造成鐵路控制信號的失誤，也會引起飛機、導彈、人造衛(wèi)星的失控等等。電濮輻射還直接威脅著人類的健康。微波爐就是利用微波照射食物，將食物加熱、燒熟。我們的周圍若存在著微波，微波照射身體上，身體也會被微波不斷“加熱”、“燒煮”。研究結(jié)果都表明，人如果長時間受電磁輻射，會出現(xiàn)乏力、記憶力減退等神經(jīng)衰弱癥狀，以及心悸、胸悶、視力下降等癥狀。電礁輻射對人類生存的環(huán)境已經(jīng)構(gòu)成了的威脅，電糜輻射已經(jīng)成為一種名副其實的環(huán)境污染。為了控制電鎖污染，世界衛(wèi)生組織和國際輻射防護協(xié)會也制定了“環(huán)境衛(wèi)生準則”和有關的電磁輻射強度標準。我國衛(wèi)生部也發(fā)布了“環(huán)境電濮波衛(wèi)生標準”。而對日趨嚴重的電磁污染，人們應有防護意識，了解一些必要的防護措施，例如：讓電礁污染源遠離居民稠密區(qū)；改進電氣設備，減少電械泄專；安裝電嫌屏蔽裝置，降低電離輻射強度等等，來減少環(huán)境中的電離污染。請根據(jù)上述材料，回答下列問題：TOC\o"1-5"\h\z（1） 電磁波在真空的傳播速度為 m/s：（2） 微波的波長比紫外線的波長 （選填“長”或“短”）；（3） 請舉出你生活中應用電磁波的實例 ;（4） 請你提出有效防止電磁污染的建議 。（1）3X108 （2）長（3）手機通訊；電視遙控：微波爐等（4）合理減少電磁輻射的時間及輻射強度；遠離輻射源等善變的軟磁鐵圖1所示為中國科技館探索與發(fā)現(xiàn)展廳的一個名為'‘善變的軟磁鐵”的展品，體驗者推動如圖2所示的軟磁鐵A向永礁鐵B移動（永牘鐵的右端是N極），會感覺到軟磁鐵和固定的永糜鐵之間的斥力越來越大，推動越來越吃力。但是，當軟磁鐵繼續(xù)靠近永觸鐵，兩者接近到一定距離時，兩塊觸鐵之間的排斥力又忽然變成了吸引力。這件展品讓觀眾們體驗了軟磁鐵與永濮鐵之間同性相吸的奇妙特性。礁鐵一般分為軟牘鐵和硬磁鐵。所謂軟，是指這些材料容易饌化，在磁性上表現(xiàn)"軟”。在一般情況下，軟礁鐵同樣也表現(xiàn)出硬磁鐵中的一類——永礦鐵的正常屬性，但當普通永饌鐵非常接近軟磁鐵的尖端時，軟磁材料的磁矩方向發(fā)生了變化，兩者的斥力會突然轉(zhuǎn)變?yōu)槲?。軟磁材料，易被磁化，被磁化后，磁性也容易消失，也易于通過敲打和加熱退濟，它廣泛用于電工設備和電子設備，如應用在電嫌鐵、變壓器和電機的鐵芯中，以便在斷電后磁性消失。B永礒鐵體驗者的軟礒鐵圖2B永礒鐵體驗者的軟礒鐵圖2請根據(jù)以上材料，回答下列問題：（1） 當永磁鐵非常接近軟磁鐵的尖端時，軟磁鐵的左端會突然變?yōu)椤獦O；軟磁鐵與硬磁鐵相比其特點是 ;（2） 探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”的實驗中，螺線管的鐵芯應選用磁材料_選填“軟”或，硬”）,理由是 o（1） S 容易被磁化，被磁化后，磁性容易消失（2） 軟斷電后，磁性容易消失可燃冰天然氣水合物即“可燃冰”?？扇急欠植加谏詈３练e物或陸域的永久凍土中，由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結(jié)晶物質(zhì)。因其外觀像冰而且遇火即可燃燒（如圖1所示），所以被稱作“可燃冰”?？扇急紵髢H會生成少量的二氧化碳和水，污染比煤、石油、天然氣小很多，但能量高出十倍?？扇急鶅α烤薮?，所含有機碳資源總量相當于全球已知煤、石油和天然氣總量的兩倍，被國際公認為石油、天然氣的接替能源。我國管轄海域和陸區(qū)蘊藏有豐富的可燃冰資源。通過勘查，2016年,在我國海域已圈定了6個可燃冰產(chǎn)礦區(qū)，因可燃冰絕大部分埋藏于海底，所以開采難度十分巨大。2017年5月，我國南海北部神狐海域進行的可燃冰試采獲得成功，采乞點位于水深1266m海底以下200m的海床中。從5月10日正式出氣試點火成功，連續(xù)開釆八天，平均日產(chǎn)天然氣超過以上，最高日產(chǎn)天然氣達到了3.5X10W,這種連續(xù)穩(wěn)定的出氣，達到了我國原來預定的目標。這次，我國科學家利用降壓法，將海底原本穩(wěn)定的壓力降低，從而打破了天然氣水合物儲層的成藏條件，之后再將分散在類似海綿空隙中一樣的可燃冰聚集，利用我國自主研發(fā)的一套水、沙、氣分離核心技術最終將天然氣取出。這是在國際上從理論到技術方法的一個創(chuàng)新，標志著中國在這一領域的綜合實力達到世界頂尖水平。請根據(jù)上述材料，回答下列問題：（1） 可燃冰燃燒過程中將 能轉(zhuǎn)化成 能。（2） 我國科學家利用 法,將海底原本穩(wěn)定的壓力降低，從而打破了天然氣水合物儲層的成藏條件。（3） 在2017年5月，我國試開采可燃冰的過程中，最高日產(chǎn)天然氣完全燃燒大約可放出 的熱量（請選填序號）。天然氣的熱值取3.6xl07J/m3oA.3.6xlO7J B.5.8xlOnJ C.1.3xlO12J（1）化學內(nèi)（2）降壓（3）C人體永動機一一靠體溫發(fā)電能亮的手電筒備用手電筒一般都是放在家里某個角落里，停電了找東西時才用到，但放置時間久了又沒有充電的話，使用起來會發(fā)現(xiàn)沒電了，那是很氣人的。但是，今天介紹的這款手電筒就可以避免這種尷尬，它是一款既不需要電池，也不需要太陽能，更不利用風力，而是靠人體體溫發(fā)電的手電筒 Lumen手電筒。它外形并沒有什么特別，就像一張電話卡，如圖1所示，其內(nèi)置一顆溫差電池，只要外部環(huán)境溫度低于體溫，將手指放在上面就能利用溫差來為小電筒供電，如圖2所示。圖1 圖2這就是體溫發(fā)電。體溫發(fā)電是通過半導體，利用溫差來獲取電能。溫差發(fā)電的基本原理是“澤貝克”效應，即兩種不同的金屬連接起來構(gòu)成一個閉合回路時，如果兩個連接點的溫度不一樣，就能產(chǎn)生微小的電壓，且溫差越大，產(chǎn)生的電壓越大。Lumen就是利用了這一原理，其上配備一個熱電發(fā)電機（TEG）的陶瓷部件，它的上部可以感受你手指的溫度，下部感受環(huán)境溫度，再通過兩者的溫度差進行發(fā)電，進而讓手電筒工作。如果環(huán)境溫度為28°C,Lumen就相當于在3V電壓下產(chǎn)生15mA的電流，過多的電能將被儲存在內(nèi)置的電容器里。Lumen手電筒比起傳統(tǒng)手電筒來說，照明功率偏小，但光通量更大，更方便在照明不良情況下找尋物體，安全導航以及在黑暗中閱讀。請根據(jù)上述材料，回答下列問題：（1） 體溫發(fā)電的根本原理是人體和周圍環(huán)境間存在 ;（2） 除了文中所講利用體溫發(fā)電比用電池供電的優(yōu)點外，你覺得還有哪些？說一點即可。（3）實際使用中利用體溫發(fā)電能獲得大范圍的電壓值嗎？為什么？

（1）溫度差（2）環(huán)保（3）不能，因為人體和周圉環(huán)境之間不會有太大的溫差巧妙的長度測量對于長度的測量，古代人常以身體某部位的長度作為長度的單位，并以它為標準確定其它物體的長度。傳說在中國古代的夏朝，禹把自己的身高作為測量長度的標準，定為丈。再把1丈分為10等份，每一等份為1尺。古代埃及的長度單位cubit（圖1甲所示）、古代歐洲人的長度單位碼（yard）（圖1乙所示），古代馬來人的長度單位depa（圖1丙所示），流傳至今現(xiàn)在我們生活中還有人用的長度單位“扌乍”（圖1丁所示），這些長度測量的標準都和人的身體有關。中指尖到手肘的長皮叫“cubit"甲國王張開手臂，由國王的鼻尖到指尖的長度叫“碼"張開雙臂，由左中指尖到右中指尖的長皮叫"depaM丙乙中指尖到手肘的長皮叫“cubit"甲國王張開手臂，由國王的鼻尖到指尖的長度叫“碼"張開雙臂，由左中指尖到右中指尖的長皮叫"depaM丙乙大拇指尖和中指尖的距離叫“扌乍”圖2不同的地方或不同的人，在測量吋會采用不同的單位。這給彼此間的交流帶來了很多不便。于是，科學家制定了一套世界各國普遍認可的統(tǒng)一單位，叫做國際單位，又稱SI或SI單位?？潭瘸呤亲畛Ｓ玫拈L度測量工具。如圖2所示是從高空俯拍到的一條彎彎的道路的照片，我們可以不使用刻度尺，使用多種方法巧妙的粗略測出照片中道路的長度。其中一種方法如下：1取一圓規(guī)，將它的兩個支腳張開0.3cm;2用圓規(guī)在圖上將所要測量的道路分段，每段長度為0.3cm;3數(shù)出曲線被分成的段數(shù)n;④計算圖上道路的長度0.03ncm。結(jié)合比例尺估算出道路的長度。從生活中對長度的測量，到國際單位的制定包含著探索者的科學思想。隨著科學技術的發(fā)展，大到天文尺度，小到納米尺度的長度測量技術都有了飛速的發(fā)展，同時在各領域的應用中，對長度的測量也在不斷提出新的要求。期待同學們繼續(xù)努力學習，早日解決那些未解的謎題。結(jié)合上述材料，回答下列問題：（1） 爸爸常會把你拉到身邊和自己比一比，看你是否長高了；體檢時，醫(yī)生常常會稱稱你的體重，看你有沒有超重，是不是符合健康指標。如果想準確地知道你的身高和體重，就需要進行測量。請寫出1個你學過的與測量有關的物理量的名稱，并寫出它的國際單位: 。（用文字和符號表示均可）（2） 若你走在公園里一條彎彎曲曲的小路上，不使用其它器材，你能否估測出這條小路的長度，請寫出你估測的方法步驟。（1） 力（F）牛頓（N）（2） ①估測出一步的長度；計算出通過小路走的步數(shù)；用一步的距離乘以走的總步數(shù)，就可以估算出這條路的長度了。海中斷崖海水躍層也稱“躍變層”。它是指海水中某水文要素在豎直方向上出現(xiàn)突變或不連續(xù)劇變的水層，表明上下層海水性質(zhì)不同，躍層的厚薄和距海面的深淺，隨海區(qū)的地理和氣象條件變化。如果海水躍層是上層密度大、下層密度小的狀態(tài)，形成負密度梯度躍變層，被稱為“海中斷崖”。潛艇在水下航行中，如突遭海中斷崖，急劇掉向海底，稱為''掉深”，大多數(shù)常規(guī)潛艇的有效潛深為300m,潛艇不受控制地掉到安全潛深以下時，會被巨大的海水壓力破壞，造成失事。372潛艇一次遠航戰(zhàn)備巡邏，當時海區(qū)情況比較復雜，以前也碰見"掉深”的情況，但這次潛艇掉的又快又深，潛艇的主機艙管路發(fā)生成損，艇長王紅理瞬間條件反射式發(fā)出命令：“損管警報！向所有水柜供氣！”。不到10秒鐘，應急供氣閥門打開，所有水柜開始供氣；1分鐘內(nèi)，上百個閥門關閉，數(shù)十種電氣設備關閉；2分鐘后，全艇各艙室封艙完畢。但''掉深”依然繼續(xù)。3分鐘后，掉深終于停止，深度計開始緩慢回升。372潛艇闖過鬼門關，靠的是及時準確的命令，也靠著全艇幾十名官兵超水平的配合。（1） 海水中某水文要素在豎直方向上出現(xiàn)突變或不連續(xù)劇變的水層，我們稱之為 o（2） 300m深處潛艇受到海水的壓強約為 Pao（海水密度近似水的密度,g取10N/kg）（3） 海中斷崖的海水密度變化會造成潛艇受到的浮力 （選填“增大”或“減小”），進而急劇掉向海底。（4） “向所有的水柜供氣”的目的是 。（1）躍變層（或海水躍層）（2）3X106 （3）減?。?）減小潛艇自身重氣凝膠，改變世界的神奇材料如圖1甲所示，把花朵隔著一層氣凝膠放在3000°C的火焰上，幾分鐘后依然芬芳如故，保護它的神奇材料就是氣凝膠。圖1氣凝膠一一它身輕如煙，是世界上最輕的固體材料之一，有一種〃全碳乞凝膠“密度僅為0.16mg/cn?,比氮氣還要輕。如圖1乙所示為8cn?的"全碳氣凝膠〃壓在花蕊上，花蕊幾乎沒有變形的情景。氣凝膠還是很好的吸音材料，它可以在100Hz~6300Hz頻段內(nèi)高效吸音，大多數(shù)人能夠聽到頻率為20Hz~20000Hz的聲音，因此它是很好的降噪材料?？茖W家們研制出的一種稱為“飛行石墨〃氣凝膠,是由多孔的碳管在納米尺度下交織在一起三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它雖然極輕，但彈性卻非常好，它幾乎能吸收所有顏色的光。氣凝膠對有機溶劑有超快、超高的吸附力，現(xiàn)有的吸油產(chǎn)品一般只能吸自身質(zhì)量10倍左右的液體，但氣凝膠能吸收其自身質(zhì)量250倍左右的液體，最高的可達900倍，而且只吸油不吸水，因此氣凝膠的這一特性可用來處理海上原油泄漏事件。根據(jù)上述材料，回答下列問題:（1）氣凝膠是世界上最輕的固體材料之一。這里的”輕〃實際上是指它的 A.質(zhì)量小B.體積小C.密度小D.單位體積的質(zhì)量?。?） “飛行石墨"氣凝膠兒乎能吸收所有顏色的光，所以它看起來就呈現(xiàn) A.黑色B.白色C.無色D.彩色（3） 下列關于對氣凝膠的說法，正確的是 。A.氣凝膠是一種質(zhì)量很小的固體材料B.氣凝膠對超聲波、次聲波都有很強的吸音降噪效果利用氣凝膠的隔熱性能可以制成建筑物的保溫層利用氣凝膠可以治理被石油污染的沙灘和海水2?請你展開想象，根據(jù)氣凝膠的保溫隔熱特性，舉例說明它的應用。(1)CD(2)A(3)CD 2?可利用保溫隔熱特性制作航天服，這樣航天員在太空穿上用氣凝膠制造的航天服，就能抵御太空中巨大的溫度變化。港珠澳大橋海底隧道工程央視網(wǎng)消息：2017年10月7號港珠澳大橋海底隧道第33節(jié)沉管沉放安順利裝。沉放安裝的第33節(jié)沉管屬于曲線段沉管，長度為160米，重量在6萬噸左右O圖1港珠澳大橋的起點是珠澳口岸人工島，珠澳兩地的連接線在這里相

交，再往東經(jīng)過22.9公里的橋梁，就到達了東人工島，如圖1所示。從這里開始，車輛會鉆進海底沉管隧道，再出來就是西人工島，從西人工島上橋就可以到達香港。東西人工島之間的這片海域是伶仃洋的主航道，每天的船只通行量達到4000艘次，是珠三角地區(qū)最繁忙的航道。同時，這里也非常臨近香港國際機場，周邊建筑的限高是120米。伶仃洋這邊航運業(yè)非常發(fā)達，而且要考慮到后續(xù)船型發(fā)展，因為我們現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了30萬噸、40萬噸的船舶，如果以后出現(xiàn)60萬噸、80萬噸的船舶，我們建橋的話，它的橋高度可能就非常非常地高。為了同時保障海空航線運行，在大橋跨越主航道的位置建海底隧道成為了最優(yōu)方案。建設海底隧道的方法有很多種，但是考慮到港珠澳大橋的海底隧道位于深海區(qū)，又是繁忙的主航道，使用沉管來建設是最高效也是最可行的辦法。海底隧道預計明年上半年貫通。要在40多米深的海底建一條海底隧道，是一個世界公認難題。在攻克了沉管基槽泥沙回淤、人工島快速成島等技術難關后，港珠澳大橋的主體橋梁部分已經(jīng)貫通，島隧項目也進入沖刺階段。第33節(jié)沉管沉放之海底隧道還有4節(jié)沉管需要安裝，預計將在明年上半年可貫通。請回答下列問題：TOC\o"1-5"\h\z（1）港珠澳大橋海底隧道第33節(jié)沉管的規(guī)格是 ；（2） 港珠澳大橋建設海底隧道工程的原因是 ；（3） 40多米深的海底沉管隧道受到的海水壓強大約是 Pao（1） 160米、質(zhì)量為6萬噸；（2） 該海域船只通行量大且繁忙，或鄰近機場限高120米（3） 4X105碳納米管碳納米管是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的材料。碳納米管具有良好的力學性能。它的硬度與金剛石相當，卻擁有良好的柔韌性，可以拉伸。碳納米管的強度比同體積鋼的企度高100倍，質(zhì)量卻只有E者的1/6。碳納米管因而被稱為"超級纖維”。研究人員曾將碳納米管置于巨大的水壓下（相當于水下1X10m深處的壓強），由于巨大的壓力，碳納米管被壓扁。撤去壓力后，碳納米管像彈簧一樣立即恢復了原狀，表現(xiàn)出良好的韌性。這啟示人們可以利用碳納米管制造輕薄的彈簧，用在汽車、火車上作為減震裝置，能夠大大減輕重量。由于礦納米管的結(jié)構(gòu)與石墨的片層結(jié)構(gòu)相同，所以具有很好的電學性能。碳納米管表現(xiàn)出良好的導電性，導電能力通?？蛇_銅的1萬倍。碳納米管具有良好的傳熱性能，由于具有非常大的長徑比，因而其沿著長度方向的熱交換性能很高，相對其垂直方向的熱交換性能較低，通過合適的取向，碳納米管可以合成各向異性的熱傳導材料。（1）碳納米管的密度約為鋼密度的 ;（2）水下1X10m處的壓強約為IX Pa：（g取10N/kg）（1）跟銅相比，碳納米管的導電能力更 :（2）通過合適的取向，碳納米管可以合成各向異性的 材料。1.（1）1/6 （2）103（1）強 （2）熱傳導多普勒效應1842年的一天，奧地利一位名叫多普勒的科學家正路過鐵路交叉處，恰逢一列火車從他身旁駛過，他發(fā)現(xiàn)火車從遠而近時鳴笛聲音調(diào)變尖，而火車從近而遠時鳴笛聲音調(diào)變低。他對這個物理現(xiàn)象產(chǎn)生了極大興趣，就進行了研究。他發(fā)現(xiàn)當聲源與觀察者之間存在著相對運動時，觀察者聽到的聲音頻率就會不同于聲源發(fā)聲的頻率。當聲源向觀察者靠近時，觀察者接收到的聲波的波長減小，頻率變大，音調(diào)就變高；當聲源離觀察者遠去時，觀察者接收到的聲波的波長增大，頻率變小，音調(diào)就變低，后來人們把它稱為''多普勒效應”。聲波的多普勒效應可用于交通中的測速，交通警察向行進中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波，同時測量反射波的頻率，根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度。多普勒效應也可以用于醫(yī)學的診斷，也就是我們平常說的彩超，即彩色多普勒超聲。儀器發(fā)射一系列的超聲波，經(jīng)人體血管內(nèi)的血液反射，因為血液流動的速度不同，反射E被儀器接收到的回聲的頻率就會有所不同，用不同顏色標識出，因而彩超既具有二維超聲結(jié)構(gòu)圖象的優(yōu)點，又同時提供了血流動力學的豐富信息。根據(jù)上述內(nèi)容回答：（1） 交通中的測速儀和醫(yī)學中的彩超都是應用 工作的。（2） 若聲源不動，觀察者向聲源運動， （選填“能”或“不能”）發(fā)生多普勒效應。（3） 從聽到火車鳴笛的音調(diào)變高判斷，火車正在 （選填“靠近”或“遠離”）觀察者。（1）多普勒效應（2）能（3）靠近新風系統(tǒng)近年來，北京市多次出現(xiàn)重污染霧證天氣。為保證孩子們的身心健康，2017年1月5日，北京市教委部署中小學、幼兒園在校園樓宇、教室等學生活動空間安裝空氣凈化設備的試點工作，即安裝新風系統(tǒng)。新風系統(tǒng)是由進風系統(tǒng)和排風系統(tǒng)組成的一套獨立空氣處理系統(tǒng)（如圖1所示），它分為管道式新風系統(tǒng)和無管道新風系統(tǒng)兩種。管道式新風系統(tǒng)由新風機和管道配件組成，通過新風機凈化室外空氣導入室內(nèi)，通過管道將室內(nèi)空氣排出；無管道新風系統(tǒng)由新風機和呼吸寶組成，同樣由新風機凈化室外空氣導入室內(nèi)，同時由呼吸寶將室內(nèi)污濁空氣排出。相對來說管道式新風系統(tǒng)由于工程量大更適合工業(yè)政者大面積辦公區(qū)使用，而無管道新風系統(tǒng)因為安裝方便,更適合家庭使用。圖1 圖2新風系統(tǒng)的通風原理是采用高風壓、大流量風機、依靠機械企力由一側(cè)向室內(nèi)送風，由另一側(cè)用專門設計的排風風機向室外排出的方式強迫在系統(tǒng)內(nèi)形成新風流動場。在送風的同時對進入室內(nèi)的空氣進行過濾、滅毒、殺菌、增氧、預熱（冬天）。系統(tǒng)主機凈化結(jié)構(gòu)如圖2所示，受污空氣經(jīng)過初效過濾網(wǎng)把懸浮在氣流中的固體微?；蛞后w微粒截留而收集較大顆粒，較小顆粒經(jīng)過電離區(qū)對其電離，空氣不能被電離，帶電的較小顆粒經(jīng)過集塵區(qū)被吸附，就可以輸出潔凈的空氣。請根據(jù)上述材料，回答下列問題：（1）若在教學樓內(nèi)安裝新風系統(tǒng)，應該選擇 （選填“管道式”或“無管道”）新風系統(tǒng)更適。（2） 受污空氣經(jīng)過初效過濾網(wǎng)把懸浮在氣流中的固體微?；蛞后w微粒截留而收集較大顆粒，此過程 （選填“屬于”或“不屬于”）擴散現(xiàn)象。（3） 對于霧霾天帶來的危害，我們采取了戴口罩、使用空氣凈化器、祺至是新風系統(tǒng)等措施。其實，這些都是在被動的防護。有人提岀要從霧霾產(chǎn)生的根源入手，關閉所有煉鋼廠、化工廠、火電站。請就上述觀點談談你的看法： 。（1）管道式（2）不屬于（3）不能關閉所有煉鋼廠、化工廠、火電站，因為關閉會直接影響國家建設進程及人民的生活。企業(yè)應該嚴格執(zhí)行排放標準，加大環(huán)保設施的投入及使用，提高對粉塵、廢氣等污染物的處理水平。紅燈停，綠燈行紅燈停，綠燈行，這是人所共知的，能否將紅綠燈的作用互換一

下呢？我們平時見到的太陽光是白光，它是由紅、橙、綠、藍、靛、紫等色光

組成的，白光叫復色光，各種顏色的光叫單色光。單色光的顏色是由頻率決定的，紅光頻率最低，波長最長；紫光頻率最高，波長最短。光在空氣中傳播吋，會遇到大氣分子、水蒸氣微粒以及塵埃微粒等障礙物。當光照射到這些微小的障礙物上，障礙物會將光波的一部分能量散射出去，而另一部分能量將穿過障礙物繼續(xù)向前傳播，光散射的孩度與光波波長有關，波長越短，被散射出去的能量越多，穿過的能量越少，在相同條件下，紅、橙光穿過的能量多，藍、綠光被散射出去的能量多，早晚我們看見太陽時，見到的主要是太陽光中穿透厚厚大氣層的紅光、橙光，所以朝陽、落日是紅色的。晴朗的天空，見到的主要是陽光中被大氣散射的藍、綠光，所以天空呈藍色。正因為紅光在空氣中散射最弱，穿透能力強，可以傳到較遠的地方，使車輛和行人在遠處就能發(fā)現(xiàn)，及早做好準備，所以用紅燈表示停止和危險信號。霧天行車，車上要開黃色警示燈，也是這個道理?？梢娂t綠燈的作用是不能互換的。閱讀上文，回答下列問題：（1）請你概括指出光散射遵循的規(guī)律。（2）試著運用上文提到的知識解釋大海為什么是藍色的？（1）根據(jù)文中的關鍵字句可知光散射遵循的規(guī)律：光散射的強度與光波波長有關，波長越短，被散射出去的能量越多，穿過的能量越少；（2）我們能夠看到大海是因為海水反射的光的進入我們的眼睛，射向水面的太陽光中波長較短的藍光和紫光遇到較純凈的海水分子時就會發(fā)生強烈的散射和反射，于是人們所見到的海洋就呈現(xiàn)一片蔚藍色或深藍色了。流體的阻力氣體和液體都具有流動性，統(tǒng)稱為流體。物體在流體中運動時，要受到流體的阻力，阻力的方向與物體相對流體運動的方向相反。汽車、火車、飛機等交通工具在空氣中運動，要受到空氣的阻力?？焖衮T自行車，我們就會感到空氣的阻力。輪船、潛艇在水面或水下航行，要受到水的阻力。魚在水中游動，人在水中游泳，都要受到水的阻力。那么，流體的阻力大小與哪些因素有關？我們可以發(fā)現(xiàn)如下的一些日?，F(xiàn)象：雨滴在空氣中下落，速度越來越大，所受空氣阻力也越來越大。當阻力增加到與雨滴所受重力相等時，二力平衡，雨滴開始勻速下落。跳傘運動員在空中張開降落傘，憑借著降落傘較大的橫截而積取得較大的空氣阻力，得以比較緩慢地降落。閱讀上文后，請你回答：（1） 通過剛才的閱讀，你可以歸納出流體的阻力與哪些因素有關？（2） 為減小阻力，火箭、飛機、賽車、小轎車、以及輪船的水下部分，外形有什么特點？（1） 流體的阻力與物體的運動速度、橫截面積有關；（2） 為了減小阻力，火箭、飛機、賽車、小轎車、以及輪船的水下部分的外形呈流線型。無線充電技術隨著科技的不斷發(fā)展，無線充電已經(jīng)進入人們的視線。小到手表、手機、電動牙刷，大到電腦、電動汽車的充電，都已經(jīng)實現(xiàn)了從理論研發(fā)到實際應用的轉(zhuǎn)化。常見的無線充電技術有電嫌感應、嫌共振、無線電波等方式。市場上支持無線充電的智能手機和充電器大部分都符合“Qi”規(guī)格。"Qi”源自漢語“氣功”中的“氣”。Qi技術的原理即為電磁感應，在發(fā)射端和接收端各有一個線圈，如圖甲所示為手機無線充電原理示意圖，電流流過發(fā)射線圈會產(chǎn)生變化的磁場，當接收線圈靠近該變化的械場時就會產(chǎn)生感應電流給手機充電。采用電該感應技術實現(xiàn)無線充電的優(yōu)點是原理簡單，適合短距離充電，但需特定的擺放位置才能精確充電。礁共振方式的原理與聲音的共振原理相同--排列好振動頻率相同的音叉，一個音叉發(fā)聲，其他音叉也會共振發(fā)聲。同樣，排列在磁場中的相同"振動”頻率的線圏，也可從一個向另一個供電，如圖乙所示。相比電磁感應方式，利用該共振可延長傳輸距離，無需使線圈間的位置完全吻合。這種方式有望廣泛應用于電動汽車，但在技術上實現(xiàn)小型化、高效率化比較難，現(xiàn)在的技術能力大約是直徑0.5m的線圈，在伽左右的距離供電功率約為60Wo無線電波方式主要由微波發(fā)射裝置和微波接收裝置組成，其原理類似于無線電廣播的發(fā)射與接收。'‘太空太陽能發(fā)電技術”就是利用了該原理：利用鋪設在巨大平板上的太陽能電池，在太陽光照射下產(chǎn)生電流，轉(zhuǎn)換成無線電微波,發(fā)送給地面接收站。地面接收后，將微波恢復為直流電或交流電，送給用戶使用。請根據(jù)上述材料，回答下列問題：（1）下圖中四個實驗與Qi技術原理相同的是—o（選填選項前的字母，只有一個選項正確）B C D（2）根據(jù)文中所述，利用磁共振方式,直徑0.5m的線圈在lm左右的距離范圍內(nèi)，lmin內(nèi)可提供的電能約為 Jo（3）關于無線充電技術，下列說法正確的是 。釆用電磁感應方式的無線充電技術無需特定位置就能精確充電相比電磁感應方式，利用磁共振方式傳輸距離更短C.釆用無線電波方式的無線充電技術的實現(xiàn)說明電磁波可以傳遞能量D.太空太陽能發(fā)電技術是將電能轉(zhuǎn)化為化學能發(fā)送給地面接收站。(1)B(2)3600 (3)C導航的古與今陳毅在延安寶塔歌中寫道：“延安有寶塔，巍巍高山上。高聳入云端，塔尖指方向。紅日照白雪，萬眾齊仰望。塔尖喻領導，備具莊嚴相。猶如豎戰(zhàn)