电影《流浪地球》爆红网络,这部改编自刘慈欣的中篇小说的电影宜告了“中国硬核电影科幻元年”的到来。小说内容摘要∶近未来,科学家们发现太阳急速衰老膨胀,短时间内包括地球在内的整个太阳系都将被太阳所吞没。为了自救,人类提出一个名为“流浪地球"的大胆计划,即倾全球之力在地球表面建造上万座发动机和转向发动机,推动地球离开太阳系,用2500年的时间奔往另外一个栖息之地。
(1)地球逃亡第一步,用地球发动机使地球停止转动,使发动机喷口固定在地球运行的反方向。地球自转方向自西向东,为了使地球刹车,地球发动机喷射的“火焰”应偏向_____ (选填 “东”或“西”)方,这是利用了物体间力的作用是_________;
(2)小说节选∶三个多世纪前,天体物理学家们就发现这太阳内部氢转化为氦的速度突然加快,氢元素的核变将在很短的时间内传遍整个太阳内部,由此产生一次叫氦闪的剧烈爆炸,之后,太阳将变为一颗巨大但暗淡的红巨星,它膨胀到如此之大,地球将在太阳内部运行!在太阳内部,发生______(选填 “核裂变”或“核聚变”)产生光和热:太阳在膨胀过程中,它的密度会______ (选填 “变大”“变小”或“不变”);
(3)小说节选∶我们身后,遥远的太阳用它微弱的光芒给自由女神像镀上了一层金辉,对面,是已无人居住的曼哈顿的摩天大楼群,微弱的阳光把它们的影子长长地投在纽约港寂静的冰面上。大楼的影子是光的___________形成的现象;
(4)小说节选∶太阳最后一次把它的光和热洒向地球。地面上的冰结的二氧化碳干冰首先融化,腾起了一阵白色的蒸汽。上文中“白色的蒸汽”是水蒸气________ (填物态变化) 形成的。
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在物理学习中应该学会测量工具的使用并对基础实验有充分的了解,请按要求完成下列与实验相关的填空:
(1)读出图—1中水银体温计的示数________℃;
(2)使用电压表测量时指针在如图—2位置,原因是________________;
(3)如图—3所示探究电流磁效应的实验中,通电直导线应该沿_____(选填“东西”、“南北”或“任意”)方向放置在静止的小磁针上方,实验效果最好;
(4)带电物体接触验电器的金属球,如图—4金属箔片就张开是因为_____________;
(5)图中开关闭合,B烧杯内温度计示数升高明显比A烧杯内温度计示数升高快,表明_______相同时,电阻________,电流产生的热量越多。
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(1)如图所示,电阻箱读数为_______Ω;
(2)完成图中两条光线经过凸透镜后的传播路径;
(_______)
(3)如图所示,一物体静止在斜面上,请作出物体所受重力和摩擦力的示意图。
(________)
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阅读下面的短文,回答问题.
热电偶
把两种不同材料的导线(如铁线和铜线)组成如图所示的闭合回路,当AB两端存在温度差时,回路中就会有电流通过,这就是塞贝克效应,这种电路叫热电偶.实验表明:热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟A、B间的温度差的大小有关,温度差越大,回路电流越大.请回答下列问题:
(1)如题图所示.
①其它条件不变,只将铁丝换成铜丝,电路电流________.
②其它条件不变,只将A处杯中的冰水混合物换为沸水,电路电流________.
③其它条件不变,移去酒精灯,将B放人另一杯冰水混合物中,稳定后,电路电流________(各空格均选填“变大”、“变小”、“不变”、“变为零”)
(2)这样的热电偶实际上是一个电源,它的电能是由________能转化而来.
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红外测温仪
红外线测温仪(如图所示)与传统的水银温度计相比,具有使用方便、非接触、可很快测出体温的优点。
在自然界中,一切温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。红外辐射又被称为红外线,是电磁波的一种,电磁波波速c、波长λ和频率f之间的关系是。物体的红外辐射能量的大小按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。通过对物体自身辐射的红外能量的测量,便能准确地测定它的表面温度。
图是一款医用红外测温仪原理图。
图中(1)为红外温度传感器它将检测到的人体辐射的红外辐射能量转换成电信号,转换后的电信号被发送到主控制CPU中进行处理。
红外传感器里有滤光片,主要截断可见光和近红外的辐射,减轻了环境光和太阳光对传感器的干扰。
图中(2)为超声波传感器,用来测量红外温度传感器到人体间的距离。
图中(3)为环境温度传感器,用来测量周围背景的环境温度,其测量结果用于超声波传播速度的精准计算,同时其测量结果也用于对红外温度进行补偿。图中(4)为主控芯片,可以很快处理大量的数据。
图中(5)为PC机,它将记录好的实验数据经过分类整理后输入到MATLAB计算科学软件中,进行BP神经网络训练,然后通过训练好的网络对采集到的红外数据进行处理,得到与真值更为接近的补偿值。最终的补偿结果将显示在LCD屏幕上。当显示温度过高或者过低时,系统发出警报,蜂鸣器报警。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)有人担心红外测温仪的红外线对人体有伤害。与遥控器发出红外线机理______(选填“相同”或“不同”),红外测温仪利用的是人体自身发出的红外线,而不是体温枪自身发出的,因此它是对人体没有伤害的;
(2)体的正常温度在36~37℃之间,放射的红外波长约9~13μm。在此区间人体放射的红外线的频率范围约为_______________Hz;
(3)图是红外温度传感器中的部分原理示意图,其中电源两端电压保持不变,R是热敏电阻,其阻值随可测温度的升高而减小,定值电阻R0为保护电阻;被测温度较高时,显示仪的示数也会变大。关于该部分测温原理,下列分析正确的是(______)
A.显示仪是由电流表改装成的
B.显示仪是由电压表改装成的
C.被测温度越高,电阻R0两端的电压越小
D.被测温度越高,通过热敏电阻的电流越小
(4)测量中误差不可避免,根据文中所述,该款红外测温仪为了减小因环境干扰产生误差的措施有:_________________(写出一条即可)。
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如图甲所示木块在平行于台面的轻绳的拉力作用下做匀速直线运动:
(1)请你画出匀速运动过程中木块的受力示意图;
(_______)
(2)某同学利用该装置和刻度尺、秒表,测量了木块运动的路程和时间,并根据实验中记录数据做出了图像,图乙所示。木块运动过程中,水平台面足够长,与木块相连的钩码没有触地。由图可知经过 2 s 该木块通过的路程为________________________m。
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如图甲所示,小明将一枚硬币放在碗的底部,眼睛在A处恰好看不到它。
(1)小明看不到硬币,这是因为光在同种均匀介质中沿________传播;
(2)将平面镜放到碗边适当的位置,小明在A处通过平面镜看到了硬币的虚像,这是利用了光的_____现象;
(3)沿碗壁缓缓向碗中加水,小明在A处也能看到硬币的虚像,请在图乙中画出小明看到硬币虚像的大致光路图。
(_________)
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阅读下列材料,回答文后问题
气凝胶——改变世界的神奇材料
气凝胶——它身轻如烟,是世界上最轻的固体材料之一,有一种“全碳气凝胶”密度仅为0.16mg/cm3,比氦气还要轻。
如图甲所示,把花朵隔着一层气凝胶放在3000℃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。如图乙所示为8cm3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频段内高效吸音,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。
(本材料选自物理科普短文)
(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. 密度小 C. 体积小
(2)“飞行石墨”气凝胶几乎能吸收所有颜色的光,所以它看起来就呈现______;
A. 黑色 B. 无色 C. 白色
(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
C. 利用气凝胶的隔热性能可以制成建筑物的保温层
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1842年的一天,奥地利一位名叫多普勒的数学家、物理学家正路过铁路交叉处,恰一列火车从他身旁驶过,他发现火车从远而近时鸣笛声变响,音调变尖,而火车从近而远时鸣笛声变弱,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。当声源离观察者远去时,观察者接收到的声波的波长增加,频率变小,音调变得低沉: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,后来人把它称为“多普勒效应”,科学家们经研究发现多普勒效应适用于所有类型的波,包括电磁波。
(1)有经验的铁路工人从听到火车鸣笛的声调越来越高,判断出火车正在________他;(选填“靠近”或“远离”)
(2)未来当我们乘坐宇宙飞船,以极快的速度远离太阳时,太阳光________(近填“会”或“不会)发生多普勒效应
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《中国新一代载人飞船试验船》回答问题
中国新一代载人飞船试验船
2020 年 5 月 5 日 18 时,作为天地往返运输飞行器家族的新成员,新一代载人飞船试验船顺利发射升空,在轨飞行 2 天 19 小时后,于 5 月 8 日在东风着陆场预定区域成功着陆(如图甲所示),试验取得圆满成功。试验船主要是对高速返回防热、控制和群伞回收等关键 技术进行飞行验证,并在后续飞船中不断改进。
试验船全长 8.8 米,直径最大处约 4.5 米,发射质量 21.6 吨,它是由服务舱和返回舱这 两舱构成。相比神舟飞船,新一代载人飞船可以飞得更远,不仅可以送航天员往返于中国空间站,还可以完成载人登月甚至去更远的星球探险,可以一次运送6~7名航天员,比神舟飞船承载能力增加一倍;相比天舟飞船,新一代载人飞船能够从近地空间站下行运输货物,有着二者兼具的“载人+载物”的强大本领。同时,新一代载人飞船还有着可重复使用的优点,大大降低了成本,提高了我国载人天地往返运输能力。
新一代载人飞船如果从月球或更远的深空返回时,将面临比神舟飞船更高的热流,返回舱表面温度将接近3000摄氏度,其承受高温的时间也更长。为了抵挡住这样的高温,研究 人员给返回舱穿了两件“衣服”:“内衣”用新型金属材料做成,相当于“墙壁”的作用,围出了航天员的“驾驶室”,容积大、密封性好、舱内视野遮挡少;“外衣”是耐烧蚀的新型轻质防热材料,这种新材料在质量减轻30%的基础上,防热效率比神舟飞船更高。
试验船的返回舱比神舟飞船返回舱重一倍以上,这就需要降落伞有更大的减速面积,确保它能够安全着陆,这也是飞船回收着陆系统的主要任务。这次返回舱进入大气层,到达指 定高度后,2 具减速伞和 3 个主伞依次打开,成功将返回舱的速度从“飞机飞行速度”降为“汽车市区行驶速度”。为了实现重复使用,着陆方式也有新的突破,采用无损着陆,将以往使用的缓冲发动机换成了着陆气囊(图乙所示)。如果落水的话,缓冲气囊本身还起到漂浮的作用。
专家表示,在未来定型之前,新一代载人飞船还将在这次试验的基础上不断完善。
(1)与神舟飞船相比,新一代载人飞船试验船的不同之处是________(写出一条即可);
(2)返回舱进入大气层,打开减速伞和主伞后,成功将返回舱的速度从“飞机飞行速度” 降为“汽车市区行驶速度”。根据这样的描述,可知返回舱减速后的速度大小约为_______km/h;
(3)新一代载人飞船从深空返回地球时,机械能减少,转化为_______;
(4)如果返回舱落水,缓冲气囊还可以起到漂浮的作用。请你估算此时返回舱受到的浮力大小_____。
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