电磁旋转实验

智浪教育…普惠英才文库智浪教育…普惠英才文库电磁旋转实验早在1812年，丹麦物理学家奥斯特就有了电磁之间是统一的想法。1820年春，奥斯特在他的讲座上当众展示了一个精彩的实验：在直导线附近（导线需要南北放置），放置一枚小牍针，当导线中有电流通过时，礁针发生了偏转。后通过深入的实验研究，当年的7月份奧斯特发表论文，揭示了电流的械效应。1821年，英国物理学家法拉第重复完成奥斯特实验，并亲手做了其它许多实验，如图1所示，就是著名的电磁旋转实验装置，图2为这一装置的结构简图，其中A是可动磁铁，3是固定导线，C是可动导线，D是固定磁铁，黑色部分表示水银。实验现象是：如果通电导线3附近只有该铁A的一个极N,礁铁A就会围绕导线3琰转；反之，通电导线C也会围绕固定磁铁D的濮极N旋转,这一装置实际上就是最早的电动机。图1图2图1图2（1）图2所示装置中，与法拉第电磁旋转实验工作原理一致的是（ ）A.线圈转动时，小B.电路接通时，小C.电路接通时，线D.电路接通时，电灯泡发光 磁铁和螺钉一起圈转动 铃不停地响转动（2）实验研究表明：通电导线与磁铁间相互作用力的方向与通电导线中的电流

方向和磁铁产生的磁场方向有关。山此可知图2所示的装置接通电源后，从上向下看，当磁铁A绕通电导线B逆时针旋转时，通电导线C将绕磁铁D (选填“顺时针”或“逆时针”)旋转。BC (2)顺时针家庭电路的安全卫士自从人类进入电气时代，电不仅给人类带来了很多方便，有时也给人类带来一些灾难。它可能烧坏电器，引起火灾，或者使人触电。所以在五花八门的电器接踵而来的同时，也诞生了各式各样的保护器。图1图1如图1所示，是我们每个家庭都有的配电箱中的布线图，其中安装着两种非常重要的保险装置：空气开关和漏电保护器。空气开关，又名空气断路器，如图2所示，它是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关。当家庭电路发生短路、严重过载及其他故障时,它能立刻分断电路。家庭电路中安装的空气开关，其额定电流必须大于正常的负载电流。图2图3图2图3漏电保护器俗称漏电开关，一般安装于每户配电箱的插座回路上，如图3所示。当家庭电路工作正常时，从进户线流入的电流与出户线流出的电流相等，漏电保护器不工作；当家庭电路中发生漏电现象时，流入与流出的电流不相等，漏电保护器工作。例如，当家中的冰箱外壳带电，且恰好有人接触外壳时，会有一部分电流经过人体流入地下，使家庭电路流入与流出的电流不相等，漏电保护器工作，切断电源，从而达到保护的功能。请根据上述材料回答下列问题：（1）在寒冷的冬天，小阳的妈妈在使用电烤箱的同时，还开着洗衣机洗衣服，小阳感觉房间比较冷，当他闭合大功率电暖气的开关时，家里的空气开关出现了“跳闸”的现象，经检查空气开关出现“跳闸”不是由于短路造成的，请你用所学的物理知识解释“跳闸”的原因，并提出一个避免再次“跳闸”的解决方案。（2）如图4所示，是安装了漏电保护器的家庭电路。当漏电保护器检测到通过图中A、B两处的电流不相等（即发生漏电）时，会迅速切断电路，从而起到保护作用。当小阳的妈妈使用电饭煲煮粥时，因操作不当，在无人看管的情况下，粥从锅中溢出，流到厨房的地面上，漏电保护器（选填“会”或“不会”）切断电路。若要重新接通电路，小阳的妈妈应该釆取什么措施？原因：家庭中同时使用的大功率用电器过多，导致总功率过大，使得电路中的总电流过大，造成空气开关“跳闸”。解决方案：更换额定电流较大的空气开关；避免同时使用过多大功率的用电器会措施：切断电饭煲的电源，清理环境中的导电液体，恢复环境的干燥。先按下漏电保护器上的按钮，再尝试闭合漏电保护器的开关。“人群农场”为火车站供电一说到农场，很多人一定会想到奶牛场或庄稼农场，可是两名麻省理工学院的研究生正在欧洲进行一项火车站设计工程，他们最近有了个奇怪的想法一—把人的运动的机械能转化为电能。他们的“人群农场”将会利用人们走动时对地板的作用来产生电。他们设想：在车站广场等人流密集的地方的地板下安装一种“压电”设备,把人流踩踏地板时的冲击能量接收下来并转化为电能进行照明或其它用途。他们在一个车站里安放了一只如图1所示的“压电”小凳进行试验，人坐上去后，通过压力作用而产生电能，让四只发光二极管亮起来。他们的设计利用了物理学中的压电效应。压电效应就是某些物质在沿一定方向上受到外力的作用而形变吋，它的两个相对表而上就会带电，两端形成一定的电压，压力越大，产生的电压往往越高，这种压电效应也叫正压电效应。反之，当给这种物质两端加上电压时，它们就会发生形变，这种现象叫逆压电效应。材料两端所加电压越大，它的形变就越大。能产生压电效应的材料叫压电材料。图1压电效应在生活中有广泛的应用，某些打火机和煤气灶的点火开关、炮弹触发引线、压电地震仪等都应用了压电效应。某些声音的记录和再现中也应用了压电效应。使用某种装有压电材料膜片的话筒时，声源的振动会使压电材料两端电极上产生电压，电压的大小随着声音的变化而变化。这种压电材料上电压的变化，再通过电子装置，变成无线电波传到遥远的地方。这些无线电波为收音机所接收，安放在收音机喇叭上的压电材料膜片由于两端加有与声音相关的变化的电压而振动发出声音。话筒中的压电材料膜片能''听得见”声音，而喇叭上的压电材料膜片则会“说话”。请根据上述材料，回答下列问题：（1） （多选）下列说法中正确的是 。A.正压电效应过程的能量转化是电能转化为机械能B.逆压电效应过程的能量转化是电能转化为机械能C.“人群农场”为火车站供电利用的是正压电效应D.安装在喇叭上的压电材料膜片振动发声利用的是正压电效应（2） 请你利用压电材料设讣一个发电童鞋，为鞋底的发光二极管供电。请简述设计方案以及发电方法。（1） BC（2） 示例：压电材料制成的发电装置和发光二极管相连。压电材料制成的发电装置装配在童鞋鞋底内部，行走时脚对压电材料产生圧力，基于圧电效应转换为电能，这些电能直接用于发光二极管发光。压电陶瓷1880年，居里兄弟首先发现电气石的压电效应，从此开始了压电学的历史。压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的陶瓷.材料，已被广泛应用于医学成像、声传感器、声换能器、超声马达等。压电陶瓷最大的特性是具有压电性，包括正压电性和逆压电性。正压电性是指某些电介质在机械外力作用下，介质内部正负电荷中心发生相对偏移而引起极化，从而导致电介质两端表面内出现符号相反的束缚电荷。当给陶瓷.片施加一外界压力F时，陶瓷片的两端会出现放电现象；相反加以拉力F时会出现充电现象。这种机械效应转变成电效应的现象属于正压电效应。如图1（甲）所示。另外，压电陶瓷具有自发极化的性质，而自发极化可以在外加电压的作用下发生转变。因此当给具有压电性的电介质加上外电压时会发生如图1（乙）所示的变化，压电陶瓷会有变形。压电陶瓷之所以会有变形，是因为当如上与自发极化相同的外电压时，相当于增强了极化强度。极化强度的增大使压电陶瓷片沿极化方向伸长。相反，如果加反向电压，则陶瓷片沿极化方向缩短。这种由于电效应转变成机械效应的现象是逆压电效应。压电陶瓷.具有敏感的特性，可以将极其微弱的机械振动转换成电信号，可用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等。压电陶壳对外力的敏感使它甚至可以感应到十几米外飞虫拍打翅膀对空气的扰动，用它来制作压电地震仪，能精确地测出地震强度，指示出地震的方位和距离。声音转换器是最常见的应用之一。像传声器、耳机、蜂鸣器、超声波探测仪等都可以用压电陶瓷做声音转换器。如儿童玩具上的蜂鸣器就是电流通过压电陶瓷的逆压电效应产生振动，而发出人耳可以听得到的声音。煤气灶上用的一种新式电子打火机，就是利用压电陶瓷制成的。只要用手指压一下打火按钮，打火机上的压电陶瓷就能产生高电压，形成电火花而点燃煤气，可以长久使用。所以压电打火机不仅使用方便，安全可靠，而且寿命长，例如一种钛铅酸铅压电陶瓷制成的打火机可使用100万次以上。拉伸外力F电扱晶体电极极化电荷压缩外力F极化电荷未加压力F时拉伸外力F压缩外力F（甲）正压电效应——外力使晶体产生极化电荷电扱晶体电极极化电荷压缩外力F极化电荷未加压力F时拉伸外力F压缩外力F（甲）正压电效应——外力使晶体产生极化电荷未施扣电压时<Z3>外加反向电压（乙）逆压电效应——外加电压使晶体产生形变在海战中，潜艇能长期在海下潜航，神不知鬼不觉地偷袭港口、舰艇，使敌方大伤脑筋。如何寻找敌潜艇？靠眼睛不行，用雷达也不行，因为电嫌波在海水里会急剧衰减，不能有效地传递信号，探测潜艇靠的是声呐——水下耳朵。压电陶瓷就是制造声纳的材料，它发出超声波，遇到潜艇便反射回来，被接收后经过处理，就可测出敌潜艇的方位、距离等。请根据上述材料，回答下列问题：（1） 压电效应实现了 能与电能之间的相互转化；（2） 文中提到的煤气灶上一种新式电子打火机利用了 压电效应（选填“正”或“逆”）；（3） 通过阅读文中信息，以下不属于压电效应应用的是 。（选填选项前的字母）A.蜂鸣器 B.声呐 C.地震探测仪 D.LED灯（1）机械（2）正（3）D“中国天眼”一眼看穿137亿光年2016年9月25日，有着"超级天眼”之称的500米口径球面射电望远镜(FAST)在贵州平塘的喀斯特洼坑中落成启用。开始接收来自宇宙深处的电磁波。这标志着我国在科学前沿实现了重大原创突破。据了解，FAST项目是我国重大科技项目，是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜，是人类直接观测遥远星系行星、寻找类似太阳系或地球的宇宙环境，以及潜在智慧生命的重要设施。其科学目标主要是巡视宇宙中的中性氢、发现新脉冲星、主导国际甚长基线网、探测星际分子、寻找地外文明等，在航天工程及其他领域具有广泛用途。FAST项目采用我国科学家独创的设计：利用贵州天然的喀斯特漏斗洼地作为台址；在洼地内铺设4450块反射面单元组成500米球冠状主动反射面：采用轻型索拖动机构和并联机器人，实现望远镜接收机的高精度定位。FAST全新的设计思路，加之得天独厚的台址优势，突碇了望远镜的百米工程极限，开创了建造巨型射电望远镜的新模式。该项目的建设，使我国形成具有国际先进水平的天文观测与研究平台，为我国开展'‘暗物质”和“暗能量”本质、宇宙起源和演化、太空生命起源和寻找地外文明等研究活动提供重要支持。同吋，填补美国、西班牙和澳大利亚三个深层空间跟踪站在经度分布上的空白。从理论上说，“天眼”能接收到137亿光年以外的电砂信号，这个距离接近宇宙边缘。有了该望远镜项目，中国在未来20到30年，可在就大单口径望远镜项目上保持世界一流地位。近日该望远镜就曾接收到来自1351光年外一颗脉冲星发出的脉冲信号。有外国科学家就形象的描述中国这个"天眼”的威力，"你在月球上打手机它也能发现”。“天眼”由中国科学院国家天文台主持建设，从概念到选址再到建成，耗时22年，是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。据悉，目前国际上有10项诺贝尔奖是基于天文观测成果的，其中6项出自射电望远镜。因此，"天眼”项目正式投入使用将有望协助中国科学家冲击诺贝尔奖。（1） 文章中提到：从理论上说，“天眼”能接收到137亿光年以外的电磁信号，这个距离接近宇宙边缘。其中，“光年”是天文学研究中用到的单位，指的是（）A.光传播的时间 B.光传播的距离 C.光传播的速度（2） （多选）我国科学家利用独创的设讣，实现了“天眼”望远镜接收机的高精度定位。这些独创的设计包括 （）A.选择贵州天然的喀斯特漏斗洼地作为台址B.填补了深层空间跟踪站在经度分布上的空白C.采用轻型索拖动机构和并联机器人D.为我国开展“暗物质”和“暗能量”本质等研究提供支持（1）B（2）AC环境中的电磁波电磁波不依靠介质传播，在真空中的传播速度等于光速。电磁波由低频到高频的频谱依次为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线及Y射线。人眼能够接收到的电離波称为可见光，太阳光是电離波的一种可见的辐射形态，各种频率的电礁波在不同领域发挥着巨大的作用，也给人们生活带来了极大的便利，提高了人们的生活质量。电磁波有广泛的应用：无线电波用于通信等；微波用于微波炉等；红外线用于遥控、热成像仪、红外制导等；可见光是所有生物用来观察事物的基础；紫外线用于医用消毒、验证假钞、测量距离、工程上的探伤等；X射线用于CT照相等。电礁波给人类带来便利的同时，也不可避免地对人造成一些危害。例如：电嫌波噪声会干扰电子设备、仪器仪表的正常工作，使信息失误、控制失灵。看电视时遇到的图象抖动和"雪花”现象，是因为受到附近电礁波的干扰。电牍波干扰还可能造成铁路控制信号的失误，也会引起飞机、导弹、人造卫星的失控等等。电濮辐射还直接威胁着人类的健康。微波炉就是利用微波照射食物，将食物加热、烧熟。我们的周围若存在着微波，微波照射身体上，身体也会被微波不斷“加热”、“烧煮”。研究结果都表明，人如果长时间受电磁辐射，会出现乏力、记忆力减退等神经衰弱症状，以及心悸、胸闷、视力下降等症状。电礁辐射对人类生存的环境已经构成了的威胁，电糜辐射已经成为一种名副其实的环境污染。为了控制电锁污染，世界卫生组织和国际辐射防护协会也制定了“环境卫生准则”和有关的电磁辐射强度标准。我国卫生部也发布了“环境电濮波卫生标准”。而对日趋严重的电磁污染，人们应有防护意识，了解一些必要的防护措施，例如：让电礁污染源远离居民稠密区；改进电气设备，减少电械泄專；安装电嫌屏蔽装置，降低电離辐射强度等等，来减少环境中的电離污染。请根据上述材料，回答下列问题：TOC\o"1-5"\h\z（1） 电磁波在真空的传播速度为 m/s：（2） 微波的波长比紫外线的波长 （选填“长”或“短”）；（3） 请举出你生活中应用电磁波的实例 ;（4） 请你提出有效防止电磁污染的建议 。（1）3X108 （2）长（3）手机通讯；电视遥控：微波炉等（4）合理减少电磁辐射的时间及辐射强度；远离辐射源等善变的软磁铁图1所示为中国科技馆探索与发现展厅的一个名为'‘善变的软磁铁”的展品，体验者推动如图2所示的软磁铁A向永礁铁B移动（永牍铁的右端是N极），会感觉到软磁铁和固定的永糜铁之间的斥力越来越大，推动越来越吃力。但是，当软磁铁继续靠近永触铁，两者接近到一定距离时，两块触铁之间的排斥力又忽然变成了吸引力。这件展品让观众们体验了软磁铁与永濮铁之间同性相吸的奇妙特性。礁铁一般分为软牍铁和硬磁铁。所谓软，是指这些材料容易饌化，在磁性上表现"软”。在一般情况下，软礁铁同样也表现出硬磁铁中的一类——永礦铁的正常属性，但当普通永饌铁非常接近软磁铁的尖端时，软磁材料的磁矩方向发生了变化，两者的斥力会突然转变为吸引力。软磁材料，易被磁化，被磁化后，磁性也容易消失，也易于通过敲打和加热退濟，它广泛用于电工设备和电子设备，如应用在电嫌铁、变压器和电机的铁芯中，以便在斷电后磁性消失。B永礒铁体验者的软礒铁图2B永礒铁体验者的软礒铁图2请根据以上材料，回答下列问题：（1） 当永磁铁非常接近软磁铁的尖端时，软磁铁的左端会突然变为—极；软磁铁与硬磁铁相比其特点是 ;（2） 探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，螺线管的铁芯应选用磁材料_选填“软”或，硬”）,理由是 o（1） S 容易被磁化，被磁化后，磁性容易消失（2） 软断电后，磁性容易消失可燃冰天然气水合物即“可燃冰”。可燃冰是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰而且遇火即可燃烧（如图1所示），所以被称作“可燃冰”。可燃冰燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水，污染比煤、石油、天然气小很多，但能量高出十倍。可燃冰储量巨大，所含有机碳资源总量相当于全球已知煤、石油和天然气总量的两倍，被国际公认为石油、天然气的接替能源。我国管辖海域和陆区蕴藏有丰富的可燃冰资源。通过勘查，2016年,在我国海域已圈定了6个可燃冰产矿区，因可燃冰绝大部分埋藏于海底，所以开采难度十分巨大。2017年5月，我国南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功，采乞点位于水深1266m海底以下200m的海床中。从5月10日正式出气试点火成功，连续开釆八天，平均日产天然气超过以上，最高日产天然气达到了3.5X10W,这种连续稳定的出气，达到了我国原来预定的目标。这次，我国科学家利用降压法，将海底原本稳定的压力降低，从而打破了天然气水合物储层的成藏条件，之后再将分散在类似海绵空隙中一样的可燃冰聚集，利用我国自主研发的一套水、沙、气分离核心技术最终将天然气取出。这是在国际上从理论到技术方法的一个创新，标志着中国在这一领域的综合实力达到世界顶尖水平。请根据上述材料，回答下列问题：（1） 可燃冰燃烧过程中将 能转化成 能。（2） 我国科学家利用 法,将海底原本稳定的压力降低，从而打破了天然气水合物储层的成藏条件。（3） 在2017年5月，我国试开采可燃冰的过程中，最高日产天然气完全燃烧大约可放出 的热量（请选填序号）。天然气的热值取3.6xl07J/m3oA.3.6xlO7J B.5.8xlOnJ C.1.3xlO12J（1）化学内（2）降压（3）C人体永动机一一靠体温发电能亮的手电筒备用手电筒一般都是放在家里某个角落里，停电了找东西时才用到，但放置时间久了又没有充电的话，使用起来会发现没电了，那是很气人的。但是，今天介绍的这款手电筒就可以避免这种尴尬，它是一款既不需要电池，也不需要太阳能，更不利用风力，而是靠人体体温发电的手电筒 Lumen手电筒。它外形并没有什么特别，就像一张电话卡，如图1所示，其内置一颗温差电池，只要外部环境温度低于体温，将手指放在上面就能利用温差来为小电筒供电，如图2所示。图1 图2这就是体温发电。体温发电是通过半导体，利用温差来获取电能。温差发电的基本原理是“泽贝克”效应，即两种不同的金属连接起来构成一个闭合回路时，如果两个连接点的温度不一样，就能产生微小的电压，且温差越大，产生的电压越大。Lumen就是利用了这一原理，其上配备一个热电发电机（TEG）的陶瓷部件，它的上部可以感受你手指的温度，下部感受环境温度，再通过两者的温度差进行发电，进而让手电筒工作。如果环境温度为28°C,Lumen就相当于在3V电压下产生15mA的电流，过多的电能将被储存在内置的电容器里。Lumen手电筒比起传统手电筒来说，照明功率偏小，但光通量更大，更方便在照明不良情况下找寻物体，安全导航以及在黑暗中阅读。请根据上述材料，回答下列问题：（1） 体温发电的根本原理是人体和周围环境间存在 ;（2） 除了文中所讲利用体温发电比用电池供电的优点外，你觉得还有哪些？说一点即可。（3）实际使用中利用体温发电能获得大范围的电压值吗？为什么？

（1）温度差（2）环保（3）不能，因为人体和周圉环境之间不会有太大的温差巧妙的长度测量对于长度的测量，古代人常以身体某部位的长度作为长度的单位，并以它为标准确定其它物体的长度。传说在中国古代的夏朝，禹把自己的身高作为测量长度的标准，定为丈。再把1丈分为10等份，每一等份为1尺。古代埃及的长度单位cubit（图1甲所示）、古代欧洲人的长度单位码（yard）（图1乙所示），古代马来人的长度单位depa（图1丙所示），流传至今现在我们生活中还有人用的长度单位“扌乍”（图1丁所示），这些长度测量的标准都和人的身体有关。中指尖到手肘的长皮叫“cubit"甲国王张开手臂，由国王的鼻尖到指尖的长度叫“码"张开双臂，由左中指尖到右中指尖的长皮叫"depaM丙乙中指尖到手肘的长皮叫“cubit"甲国王张开手臂，由国王的鼻尖到指尖的长度叫“码"张开双臂，由左中指尖到右中指尖的长皮叫"depaM丙乙大拇指尖和中指尖的距离叫“扌乍”图2不同的地方或不同的人，在测量吋会采用不同的单位。这给彼此间的交流带来了很多不便。于是，科学家制定了一套世界各国普遍认可的统一单位，叫做国际单位，又称SI或SI单位。刻度尺是最常用的长度测量工具。如图2所示是从高空俯拍到的一条弯弯的道路的照片，我们可以不使用刻度尺，使用多种方法巧妙的粗略测出照片中道路的长度。其中一种方法如下：1取一圆规，将它的两个支脚张开0.3cm;2用圆规在图上将所要测量的道路分段，每段长度为0.3cm;3数出曲线被分成的段数n;④计算图上道路的长度0.03ncm。结合比例尺估算出道路的长度。从生活中对长度的测量，到国际单位的制定包含着探索者的科学思想。随着科学技术的发展，大到天文尺度，小到纳米尺度的长度测量技术都有了飞速的发展，同时在各领域的应用中，对长度的测量也在不断提出新的要求。期待同学们继续努力学习，早日解决那些未解的谜题。结合上述材料，回答下列问题：（1） 爸爸常会把你拉到身边和自己比一比，看你是否长高了；体检时，医生常常会称称你的体重，看你有没有超重，是不是符合健康指标。如果想准确地知道你的身高和体重，就需要进行测量。请写出1个你学过的与测量有关的物理量的名称，并写出它的国际单位: 。（用文字和符号表示均可）（2） 若你走在公园里一条弯弯曲曲的小路上，不使用其它器材，你能否估测出这条小路的长度，请写出你估测的方法步骤。（1） 力（F）牛顿（N）（2） ①估测出一步的长度；计算出通过小路走的步数；用一步的距离乘以走的总步数，就可以估算出这条路的长度了。海中断崖海水跃层也称“跃变层”。它是指海水中某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层，表明上下层海水性质不同，跃层的厚薄和距海面的深浅，随海区的地理和气象条件变化。如果海水跃层是上层密度大、下层密度小的状态，形成负密度梯度跃变层，被称为“海中断崖”。潜艇在水下航行中，如突遭海中斷崖，急剧掉向海底，称为''掉深”，大多数常规潜艇的有效潜深为300m,潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时，会被巨大的海水压力破坏，造成失事。372潜艇一次远航战备巡逻，当时海区情况比较复杂，以前也碰见"掉深”的情况，但这次潜艇掉的又快又深，潜艇的主机舱管路发生成损，艇长王红理瞬间条件反射式发出命令：“损管警报！向所有水柜供气！”。不到10秒钟，应急供气阀门打开，所有水柜开始供气；1分钟内，上百个阀门关闭，数十种电气设备关闭；2分钟后，全艇各舱室封舱完毕。但''掉深”依然继续。3分钟后，掉深终于停止，深度计开始缓慢回升。372潜艇闯过鬼门关，靠的是及时准确的命令，也靠着全艇几十名官兵超水平的配合。（1） 海水中某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层，我们称之为 o（2） 300m深处潜艇受到海水的压强约为 Pao（海水密度近似水的密度,g取10N/kg）（3） 海中断崖的海水密度变化会造成潜艇受到的浮力 （选填“增大”或“减小”），进而急剧掉向海底。（4） “向所有的水柜供气”的目的是 。（1）跃变层（或海水跃层）（2）3X106 （3）减小（4）减小潜艇自身重气凝胶，改变世界的神奇材料如图1甲所示，把花朵隔着一层气凝胶放在3000°C的火焰上，几分钟后依然芬芳如故，保护它的神奇材料就是气凝胶。图1气凝胶一一它身轻如烟，是世界上最轻的固体材料之一，有一种〃全碳乞凝胶“密度仅为0.16mg/cn?,比氮气还要轻。如图1乙所示为8cn?的"全碳气凝胶〃压在花蕊上，花蕊几乎没有变形的情景。气凝胶还是很好的吸音材料，它可以在100Hz~6300Hz频段內高效吸音，大多数人能够听到频率为20Hz~20000Hz的声音，因此它是很好的降噪材料。科学家们研制出的一种称为“飞行石墨〃气凝胶,是由多孔的碳管在纳米尺度下交织在一起三维的网状结构，它虽然极轻，但弹性却非常好，它几乎能吸收所有颜色的光。气凝胶对有机溶剂有超快、超高的吸附力，现有的吸油产品一般只能吸自身质量10倍左右的液体，但气凝胶能吸收其自身质量250倍左右的液体，最高的可达900倍，而且只吸油不吸水，因此气凝胶的这一特性可用来处理海上原油泄漏事件。根据上述材料，回答下列问题:（1）气凝胶是世界上最轻的固体材料之一。这里的”轻〃实际上是指它的 A.质量小B.体积小C.密度小D.单位体积的质量小（2） “飞行石墨"气凝胶儿乎能吸收所有颜色的光，所以它看起来就呈现 A.黑色B.白色C.无色D.彩色（3） 下列关于对气凝胶的说法，正确的是 。A.气凝胶是一种质量很小的固体材料B.气凝胶对超声波、次声波都有很强的吸音降噪效果利用气凝胶的隔热性能可以制成建筑物的保温层利用气凝胶可以治理被石油污染的沙滩和海水2•请你展开想象，根据气凝胶的保温隔热特性，举例说明它的应用。(1)CD(2)A(3)CD 2•可利用保温隔热特性制作航天服，这样航天员在太空穿上用气凝胶制造的航天服，就能抵御太空中巨大的温度变化。港珠澳大桥海底隧道工程央视网消息：2017年10月7号港珠澳大桥海底隧道第33节沉管沉放安顺利装。沉放安装的第33节沉管属于曲线段沉管，长度为160米，重量在6万吨左右O图1港珠澳大桥的起点是珠澳口岸人工岛，珠澳两地的连接线在这里相

交，再往东经过22.9公里的桥梁，就到达了东人工岛，如图1所示。从这里开始，车辆会钻进海底沉管隧道，再出来就是西人工岛，从西人工岛上桥就可以到达香港。东西人工岛之间的这片海域是伶仃洋的主航道，每天的船只通行量达到4000艘次，是珠三角地区最繁忙的航道。同时，这里也非常临近香港国际机场，周边建筑的限高是120米。伶仃洋这边航运业非常发达，而且要考虑到后续船型发展，因为我们现在已经出现了30万吨、40万吨的船舶，如果以后出现60万吨、80万吨的船舶，我们建桥的话，它的桥高度可能就非常非常地高。为了同时保障海空航线运行，在大桥跨越主航道的位置建海底隧道成为了最优方案。建设海底隧道的方法有很多种，但是考虑到港珠澳大桥的海底隧道位于深海区，又是繁忙的主航道，使用沉管来建设是最高效也是最可行的办法。海底隧道预计明年上半年贯通。要在40多米深的海底建一条海底隧道，是一个世界公认难题。在攻克了沉管基槽泥沙回淤、人工岛快速成岛等技术难关后，港珠澳大桥的主体桥梁部分已经贯通，岛隧项目也进入冲刺阶段。第33节沉管沉放之海底隧道还有4节沉管需要安装，预计将在明年上半年可贯通。请回答下列问题：TOC\o"1-5"\h\z（1）港珠澳大桥海底隧道第33节沉管的规格是 ；（2） 港珠澳大桥建设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压强大约是 Pao（1） 160米、质量为6万吨；（2） 该海域船只通行量大且繁忙，或邻近机场限高120米（3） 4X105碳纳米管碳纳米管是一种具有特殊结构的材料。碳纳米管具有良好的力学性能。它的硬度与金刚石相当，却拥有良好的柔韧性，可以拉伸。碳纳米管的强度比同体积钢的企度高100倍，质量却只有E者的1/6。碳纳米管因而被称为"超级纤维”。研究人员曾将碳纳米管置于巨大的水压下（相当于水下1X10m深处的压强），由于巨大的压力，碳纳米管被压扁。撤去压力后，碳纳米管像弹簧一样立即恢复了原状，表现出良好的韧性。这启示人们可以利用碳纳米管制造轻薄的弹簧，用在汽车、火车上作为减震装置，能够大大减轻重量。由于礦纳米管的结构与石墨的片层结构相同，所以具有很好的电学性能。碳纳米管表现出良好的导电性，导电能力通常可达铜的1万倍。碳纳米管具有良好的传热性能，由于具有非常大的长径比，因而其沿着长度方向的热交换性能很高，相对其垂直方向的热交换性能较低，通过合适的取向，碳纳米管可以合成各向异性的热传导材料。（1）碳纳米管的密度约为钢密度的 ;（2）水下1X10m处的压强约为IX Pa：（g取10N/kg）（1）跟铜相比，碳纳米管的导电能力更 :（2）通过合适的取向，碳纳米管可以合成各向异性的 材料。1.（1）1/6 （2）103（1）强 （2）热传导多普勒效应1842年的一天，奥地利一位名叫多普勒的科学家正路过铁路交叉处，恰逢一列火车从他身旁驶过，他发现火车从远而近时鸣笛声音调变尖，而火车从近而远时鸣笛声音调变低。他对这个物理现象产生了极大兴趣，就进行了研究。他发现当声源与观察者之间存在着相对运动时，观察者听到的声音频率就会不同于声源发声的频率。当声源向观察者靠近时，观察者接收到的声波的波长减小，频率变大，音调就变高；当声源离观察者远去时，观察者接收到的声波的波长增大，频率变小，音调就变低，后来人们把它称为''多普勒效应”。声波的多普勒效应可用于交通中的测速，交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。多普勒效应也可以用于医学的诊斷，也就是我们平常说的彩超，即彩色多普勒超声。仪器发射一系列的超声波，经人体血管內的血液反射，因为血液流动的速度不同，反射E被仪器接收到的回声的频率就会有所不同，用不同颜色标识出，因而彩超既具有二维超声结构图象的优点，又同时提供了血流动力学的丰富信息。根据上述内容回答：（1） 交通中的测速仪和医学中的彩超都是应用 工作的。（2） 若声源不动，观察者向声源运动， （选填“能”或“不能”）发生多普勒效应。（3） 从听到火车鸣笛的音调变高判断，火车正在 （选填“靠近”或“远离”）观察者。（1）多普勒效应（2）能（3）靠近新风系统近年来，北京市多次出现重污染雾證天气。为保证孩子们的身心健康，2017年1月5日，北京市教委部署中小学、幼儿园在校园楼宇、教室等学生活动空间安装空气净化设备的试点工作，即安装新风系统。新风系统是由进风系统和排风系统组成的一套独立空气处理系统（如图1所示），它分为管道式新风系统和无管道新风系统两种。管道式新风系统由新风机和管道配件组成，通过新风机净化室外空气导入室内，通过管道将室内空气排出；无管道新风系统由新风机和呼吸宝组成，同样由新风机净化室外空气导入室内，同时由呼吸宝将室内污浊空气排出。相对来说管道式新风系统由于工程量大更适合工业政者大面积办公区使用，而无管道新风系统因为安装方便,更适合家庭使用。图1 图2新风系统的通风原理是采用高风压、大流量风机、依靠机械企力由一侧向室内送风，由另一侧用专门设计的排风风机向室外排出的方式强迫在系统內形成新风流动场。在送风的同时对进入室内的空气进行过滤、灭毒、杀菌、增氧、预热（冬天）。系统主机净化结构如图2所示，受污空气经过初效过滤网把悬浮在气流中的固体微粒或液体微粒截留而收集较大颗粒，较小颗粒经过电离区对其电离，空气不能被电离，带电的较小颗粒经过集尘区被吸附，就可以输出洁净的空气。请根据上述材料，回答下列问题：（1）若在教学楼内安装新风系统，应该选择 （选填“管道式”或“无管道”）新风系统更适。（2） 受污空气经过初效过滤网把悬浮在气流中的固体微粒或液体微粒截留而收集较大颗粒，此过程 （选填“属于”或“不属于”）扩散现象。（3） 对于雾霾天带来的危害，我们采取了戴口罩、使用空气净化器、祺至是新风系统等措施。其实，这些都是在被动的防护。有人提岀要从雾霾产生的根源入手，关闭所有炼钢厂、化工厂、火电站。请就上述观点谈谈你的看法： 。（1）管道式（2）不属于（3）不能关闭所有炼钢厂、化工厂、火电站，因为关闭会直接影响国家建设进程及人民的生活。企业应该严格执行排放标准，加大环保设施的投入及使用，提高对粉尘、废气等污染物的处理水平。红灯停，绿灯行红灯停，绿灯行，这是人所共知的，能否将红绿灯的作用互换一

下呢？我们平时见到的太阳光是白光，它是由红、橙、绿、蓝、靛、紫等色光

组成的，白光叫复色光，各种颜色的光叫单色光。单色光的颜色是由频率决定的，红光频率最低，波长最长；紫光频率最高，波长最短。光在空气中传播吋，会遇到大气分子、水蒸气微粒以及尘埃微粒等障碍物。当光照射到这些微小的障碍物上，障碍物会将光波的一部分能量散射出去，而另一部分能量将穿过障碍物继续向前传播，光散射的孩度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少，在相同条件下，红、橙光穿过的能量多，蓝、绿光被散射出去的能量多，早晚我们看见太阳时，见到的主要是太阳光中穿透厚厚大气层的红光、橙光，所以朝阳、落日是红色的。晴朗的天空，见到的主要是阳光中被大气散射的蓝、绿光，所以天空呈蓝色。正因为红光在空气中散射最弱，穿透能力强，可以传到较远的地方，使车辆和行人在远处就能发现，及早做好准备，所以用红灯表示停止和危险信号。雾天行车，车上要开黃色警示灯，也是这个道理。可见红绿灯的作用是不能互换的。阅读上文，回答下列问题：（1）请你概括指出光散射遵循的规律。（2）试着运用上文提到的知识解释大海为什么是蓝色的？（1）根据文中的关键字句可知光散射遵循的规律：光散射的强度与光波波长有关，波长越短，被散射出去的能量越多，穿过的能量越少；（2）我们能够看到大海是因为海水反射的光的进入我们的眼睛，射向水面的太阳光中波长较短的蓝光和紫光遇到较纯净的海水分子时就会发生强烈的散射和反射，于是人们所见到的海洋就呈现一片蔚蓝色或深蓝色了。流体的阻力气体和液体都具有流动性，统称为流体。物体在流体中运动时，要受到流体的阻力，阻力的方向与物体相对流体运动的方向相反。汽车、火车、飞机等交通工具在空气中运动，要受到空气的阻力。快速骑自行车，我们就会感到空气的阻力。轮船、潜艇在水面或水下航行，要受到水的阻力。鱼在水中游动，人在水中游泳，都要受到水的阻力。那么，流体的阻力大小与哪些因素有关？我们可以发现如下的一些日常现象：雨滴在空气中下落，速度越来越大，所受空气阻力也越来越大。当阻力增加到与雨滴所受重力相等时，二力平衡，雨滴开始匀速下落。跳伞运动员在空中张开降落伞，凭借着降落伞较大的横截而积取得较大的空气阻力，得以比较缓慢地降落。阅读上文后，请你回答：（1） 通过刚才的阅读，你可以归纳出流体的阻力与哪些因素有关？（2） 为减小阻力，火箭、飞机、赛车、小轿车、以及轮船的水下部分，外形有什么特点？（1） 流体的阻力与物体的运动速度、横截面积有关；（2） 为了减小阻力，火箭、飞机、赛车、小轿车、以及轮船的水下部分的外形呈流线型。无线充电技术随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线。小到手表、手机、电动牙刷，大到电脑、电动汽车的充电，都已经实现了从理论研发到实际应用的转化。常见的无线充电技术有电嫌感应、嫌共振、无线电波等方式。市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分都符合“Qi”规格。"Qi”源自汉语“气功”中的“气”。Qi技术的原理即为电磁感应，在发射端和接收端各有一个线圈，如图甲所示为手机无线充电原理示意图，电流流过发射线圈会产生变化的磁场，当接收线圈靠近该变化的械场时就会产生感应电流给手机充电。采用电该感应技术实现无线充电的优点是原理简单，适合短距离充电，但需特定的摆放位置才能精确充电。礁共振方式的原理与声音的共振原理相同--排列好振动频率相同的音叉，一个音叉发声，其他音叉也会共振发声。同样，排列在磁场中的相同"振动”频率的线圏，也可从一个向另一个供电，如图乙所示。相比电磁感应方式，利用该共振可延长传输距离，无需使线圈间的位置完全吻合。这种方式有望广泛应用于电动汽车，但在技术上实现小型化、高效率化比较难，现在的技术能力大约是直径0.5m的线圈，在伽左右的距离供电功率约为60Wo无线电波方式主要由微波发射装置和微波接收装置组成，其原理类似于无线电广播的发射与接收。'‘太空太阳能发电技术”就是利用了该原理：利用铺设在巨大平板上的太阳能电池，在太阳光照射下产生电流，转换成无线电微波,发送给地面接收站。地面接收后，将微波恢复为直流电或交流电，送给用户使用。请根据上述材料，回答下列问题：（1）下图中四个实验与Qi技术原理相同的是—o（选填选项前的字母，只有一个选项正确）B C D（2）根据文中所述，利用磁共振方式,直径0.5m的线圈在lm左右的距离范围内，lmin内可提供的电能约为 Jo（3）关于无线充电技术，下列说法正确的是 。釆用电磁感应方式的无线充电技术无需特定位置就能精确充电相比电磁感应方式，利用磁共振方式传输距离更短C.釆用无线电波方式的无线充电技术的实现说明电磁波可以传递能量D.太空太阳能发电技术是将电能转化为化学能发送给地面接收站。(1)B(2)3600 (3)C导航的古与今陈毅在延安宝塔歌中写道：“延安有宝塔，巍巍高山上。高耸入云端，塔尖指方向。红日照白雪，万众齐仰望。塔尖喻领导，备具庄严相。犹如竖战