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超声波“看”世界
蝙蝠是利用超声波的高手,它长有一双眼睛,视觉很差,被认为是动物界的“盲人”.
为了研究蝙蝠如何在黑暗的夜晚捕食昆虫,17世纪末,意大利科学家将蝙蝠和猫头鹰一起放在完全黑暗的密室里.研究发现,蝙蝠能轻易地分辨方位、躲避障碍物,而猫头鹰会撞上障碍物.后来科学家通过实验发现,如果将蝙蝠的一只耳朵堵住,它就会方向感,不能躲避障碍物.
直到1930年,哈佛大学的一位大学生才利用仪器探测到蝙蝠发出的超声波,从而揭开了蝙蝠捕食之谜.原来,黑暗中飞行的蝙蝠通过鼻腔每秒发射10﹣20次超声波,这种声波可以探察到很小的障碍物,声波遇到障碍物后便会发射,就像我们在大厅里拍手会听到回声一样,蝙蝠根据这种回声的方向和时间,就能了解周围环境,辨别位置和捕食昆虫.
科学家受到回声定位的启发,发明了超声波测速仪.图甲是公路上用超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪每隔一定的时间发射一次超声波,显示屏上能显示发出和接收到的超声波信号.并能读出两个信号的时间差,从而测出被测物体的位置和速度.如果发出的超声波遇不到反射物,显示屏上只显示发出的超声波,如图乙中的p1、p2所示;如果测速仪正前方有一辆汽车,测速仪将接收到汽车反射回来的超声波,p1、p2的发射波n1、n2如图丙所示.
(1)频率高于 Hz的声音叫作超声波,频率低于 Hz的声音叫作次声波;
(2)科学家将蝙蝠和猫头鹰一起放在完全黑暗的密室里,发现蝙蝠能轻易地分辨方位、躲避障碍物.这一过程属于科学探究中的
A.提出问题 B.猜想假设 C.进行实验 D.得出结论
(3)蝙蝠用来接收反射超声波的器官是
A.眼睛 B.耳朵 C.鼻子 D.嘴巴
(4)如果图乙和图丙中的p1、p2之间的时间间隔△t=0.5s,则测速仪每秒钟发射 次超声波,图丙中p1、n1之间的时间间隔t1=0.2s,超声波在空气中传播速度是v=340m/s,可知超声波第一次发射时汽车离测速仪的距离为 m;
(5)图丙p1、n2之间的时间间隔t2小于之p1、n1之间间隔t1,由此可以判断汽车的运动情况是
A.静止 B.向左运动 C.向右运动 D.无法判断.
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雪花落水也有声
生活中的很多现象都是有科学道理的,但是却缺少发现它们的眼睛.一般的常识告诉我们,雪花落水静悄悄,毫无声响,但科学家发现,雪花落水真的能发出声波.
首先要说明的是,雪花落水发出的声波频率在50000Hz到2×105Hz之间,高于人们能听见的声波频率.但是,海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声响,并且这些声响令鲸鱼异常烦躁.
冷战时期,当时美国海军要监视苏联潜艇的活动,他们发现,在下雨的时候,水下声呐工作效果不好,常有噪声干扰,甚至干脆无法监听.
著名的约翰•霍甫金斯大学机械工程系的普罗斯佩勒提教授断定,这些声音不是雨滴撞击水面发出,而是含在雨滴中的气泡振动发出的,他利用每秒可拍摄1000张照片的高速水下摄影机拍摄发现,下雨时水中确实产生气泡,这些气泡还在不断地收缩、膨胀、振动.经过理论分析和数学计算,普罗斯佩勒提教授发现,下雨时产生的噪声的频率和衰减情况确实与气泡的振动情况一致,而且大气泡振动产生低频声波,小气泡振动产生高频声波.
渔民也常抱怨,在下雪时他们的声呐也常常侦听不到鱼群,经过实验验证,普罗斯佩勒提教授发现雪花落水时也产生气泡,同样,这些气泡也振动,从而发出声波.其实,无论是人们打水漂时所听到的细微声响,还是瀑布的隆隆震响,都不是(或主要不是)来自石块及岩石与水的碰撞,而是由于气泡.
大自然是何等奇妙,而从事科研的人们在发现真理的时候又是多么幸福.
(1)雪花落水发出的声波属于 (超声波/次声波).
(2)声呐装置是利用仿生学原理制成的,它模仿的是下列哪种生物 .
A.蝙蝠 | B.猫 | C.狗 | D.大象 |
(3)雪花落水发出的声音对人来讲不是噪声,站在鲸鱼的角度看 (是/不是)噪声.
(4)科学家发现,不论是雪花落水发声,还是雨滴落水发声,都是由于气泡的 产生的,这个声音能被鲸鱼听到,说明 能传播声音.
(5)在探究雨滴落水产生声音的过程中,科学家进行了下列过程,请你把它们按正确的顺序排列起来 (填序号).
a.归纳分析
b.进行实验
c.提出假设
d.得出结论.
高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利用它可以将食物加热到100℃以上。它省时高效,深受消费者欢迎。
(1)说出高压锅运用了哪些物理知识点?
(答一点即可)
图1 图2
(2)小明在有关媒体上看到了由于出气孔堵塞,致使高压锅爆炸的报道后,给厂家提出了一个增加易熔片(熔点较低的合金材料)的改进建议。现在生产的高压锅已普遍增加了含有易熔片的出气孔(如图1)。试说明小明建议的科学道理。 。
(3)小明测得家中高压锅出气孔的直径为4mm,压在出气孔上的安全阀的质量为80g。试通过计算并对照图像(图2)说明利用这种高压锅烧水时,最高温度大约是多少?
(4)假若要把这种高压锅向西藏地区销售,你认为需要做哪方面的改进,如何改进?
小科是有名的“科学迷”他爱观察,勤思考。一天,妈妈到超市购买了一台家用豆浆机,他仔细观察了豆浆机的构造、铭牌和制作豆浆的过程,发现其中用到了许多科学知识。
⑴机座底部安装有三个小橡皮碗,相当于“吸盘”,可以防止豆浆机在打浆时位置发生移动。“吸盘”利用 起固定作用。
⑵小科想比较一下豆浆的密度与水的密度哪个大,但手中没有密度计,也没有天平和量筒。于是小科用同一支筷子, 的密度大。
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汽车防冻液
汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高.为了确保安全,可用水循环进行冷却.实际上,水中往往还要加入不易挥发的防冻液(原液),加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固,长时间开车也不容易沸腾.
有关资料表明,防冻液与水按不同的比例混合,混合液的凝固点、沸点不同,具体数值参见下表(表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比).
防冻液含量/% |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
混合液的凝固点/℃ |
-17 |
-28 |
-37 |
-49 |
-48 |
-46 |
-28 |
混合液的沸点/℃ |
103 |
104 |
107 |
111 |
117 |
124 |
141 |
在给汽车水箱中加防冻液时,宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10~15℃.考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果,因此,混合液中防冻液的含量不宜过高.
(1)在混合液中,如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%,则混合液凝固点的变化 .
A.逐渐升高 B.逐渐降低
C.先升高后降低 D.先降低后升高
(2)若某地常年最低气温为-15℃,对该地区汽车来说,在下列不同防冻液含量的混合液中,宜选 .
A.30% B.40% C.60% D.90%
(3)长时间使用后,汽车水箱中的混合液会减少.与原来相比,混合液的沸点 (选填“升高”、“降低”或“不变”),其原因是 。
一群风华少女在春节晚会上,用精美绝伦的舞蹈把我国佛文化中的"千手观音"演绎得淋漓尽致,给人以美的熏陶,善的启迪.
(1)如图所示,观众看不见邰丽华(领舞者)身后站着的其他舞蹈者,这是因为光的______的缘故.
(2)佛光普照,梵音如丝,聆听脱俗乐音,我们能分辨出究竟是何种乐器在发声,因为不同的乐器发声,其______是不同的(音调/音色/响度).
(3)舞台上云雾缭绕,宛如天庭,它们是固态二氧化碳______时吸热导致空气中的水蒸气遇冷______而产生的效果(填物态变化).
(4)聋哑少女听不清声音,她们是如何感知音乐节奏的呢?原来在训练中,技术人员通过加大音量,使音箱、舞台产生______,从而使靠在音箱上或站在舞台上的聋哑少女感觉到音乐节奏的变化.
中国已进入汽车时代,武汉是著名的车城。
(1)停在水平路面上的小轿车, (“受到”“不受”)地面的摩擦力。轿车在竖直方向受到的一对平衡力是重力和___________力。
(2)小轿车行驶时,车顶的空气流速_______车底的空气流速,轿车对地面的压力______汽车所受的重力(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)公安部门要求,小型客车的驾驶员和前排乘客必须系上安全带,这是为了减轻紧急刹车时由于人的_________带来的伤害;而汽车头枕的主要作用是 。
A.为了舒适 |
B.防止紧急刹车带来的伤害 |
C.防止被追尾带来的伤害 |
D.可以减小惯性 |
(4)汽车如果不慎坠入水中,应当尽早打开车门,否则会因为 过大而导致车门难以打开。当车门打不开时,司机可以用汽车配备的“逃生锤”砸破玻璃逃生,为了更容易砸破玻璃,“逃生锤”外形应该选择图中 。
近几年足球运动日益受到人民群众的关注:
(1)如图所示球在向左飞行的过程中带着强烈的逆时针旋转,这使得足球上方的压强 (“大于”“小于”“等于”)下方的压强,从而使足球在空中划过一道美丽的弧线,飞入球门。这说明力可以 。
(2)守门员为了抓牢足球,通常穿戴带有橡胶颗粒的手套,橡胶颗粒的作用是 。
为判断短跑比赛中运动员是否抢跑,某兴趣小组设计了如图所示“抢跑自动指示”电路。其工作原理是:当运动员蹲在起跑器上后,先闭合总开关S;发令时闭合发令开关S1,则发令指示灯亮;运动员听到“起跑”命令起跑后,装在起跑器上的压敏电阻R0立即因受到压力减小,其电阻改变,电磁铁线圈中的电流明显变大,开关S2被吸引而闭合,于是起跑器指示灯亮。
(1)压敏电阻有以下两种类型,则该模型的压敏电阻R0属于哪种类型? :
A.阻值随压力增大而增大
B.阻值随压力增大而减小
(2)运动员抢跑时指示灯的发光情况为: 。
(3)已知发令控制电路的电源电压U=6伏,运动员起跑后,电磁铁线圈中的电流为0.25安。若压敏电阻R0的阻值为30欧姆,电磁铁线圈的电阻忽略不计,则发令指示灯的电阻为 欧姆。
汽车已走入我们的家庭,而发动机是汽车的核心部件,发动机的质量决定了整车的性能与品质,现代汽车主要分汽油与柴油两类发动机,以汽油发动机为例,其提供动力的是内燃机的气缸。某台以汽油为燃料的汽车,发动机内有四个气缸,其相关数据如下表所示:
1min内完成工作循环 |
2600次 |
93﹟汽油 |
气缸内汽油和空气的混合密度 |
1.35kg/m3 |
排气量 |
1.8L |
热值 |
4.6×107J/kg |
|
发动机最大功率 |
75kW |
空燃比 |
14:1 |
(1)汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程如上图所示,一个气缸正常工作四个冲程的顺序是 (对甲、乙、丙、丁重新排序),其中图 是内燃机给汽车提供动力的冲程。
(2)汽车以100km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大,则1min内做多少J的有用功 ?
(3)汽车的排气量是指发动机气缸的工作容积,汽车排气量越大,功率越大。空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比。当汽车以100km/h的速度匀速行驶时,根据表中数据求汽车发动机的效率。 (计算结果保留一位小数)
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热电偶
把两种不同材料的导线(如铁线和铜线)组成如题图所示的闭合回路,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;跟接点A和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.
(3)热电偶电路可以把温度信号换成 信号,利用这种性质可以把热电偶做成 (写出一种应用).
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热动式断路器
当电路发生短路或过载时,电路中电流就会超过额定电流,可能会引起安全事故.为防止这类事故的发生,电路中通常装有熔断器、空气开关等保护装置.当发生事故时,保护装置会自动切断电路.
热动式断路器是最简单的一种断路器.热动式断路器构造如图1所示,向右推动复位手柄,脱扣器将手柄锁定在合闸位置,若电路中电流小于或等于额定电流,则断路器不会动作.当电路过载时,通过断路器的电流就会超过额定电流,此时双金属片发热并向右弯曲(如图1中虚线所示),带动脱扣器工作,于是复位手柄在弹簧拉力作用下跳向断开位置,触点分开,从而断开电源.
热动式断路器适用于过载保护,一旦线路中的电流超过额定电流,断路器需经过一段时间后动作,图2为某型号的断路器在室温为20℃时的动作时间与流经电流的关系图象.
(1)热动式断路器应 (串联/并联)在电路中;热动式断路器中的复位手柄属于 (省力/费力/等臂)杠杆;
(2)关于热动式断路器下列说法正确的是
A.属于电路中的用电器 |
B.双金属片中电流大于出线电流 |
C.正常工作时电流入线与电流出线间电压是220V |
D.脱扣器将手柄锁定在合闸位置时弹簧的弹性势能最大 |
(3)双金属片是由铜片和铁片组成,受热时铜片膨胀得比铁片大.在图3中,铜片和铁片的位置符合要求的双金属片是 .
近几年政府推出了“汽车下乡”、“小排气量购置税减半”、“以旧换新”等政策,极大的促进了汽车行业的发展,随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭,小明的爸爸最近也购买了一辆轿车.小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
速度/(km•h﹣1) |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
制动距离/m |
8 |
18 |
32 |
50 |
|
(1)汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热,主要是利用了水的 较大的特点.
(2)小明同学阅读了汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图表,请根据给出的信息,计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得多少的能量?这些能量能产生多少有用功?(汽油的热值为4.6×107J/kg)(写出计算过程)
(3)若轿车以80kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度υ与时间t的关系如图乙所示.则在0~5s时间内,轿车发动机对外做功多少J?(写出计算过程)
(4)汽车行驶时发动机燃烧m质量的汽油,产生的牵引力为F,热机的效率是η,能使汽车前进的距离s为 (用前面给出物理量的符号表示距离,汽油的热值在本小题中用q表示)
(5)通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离),数据如表所示:根据表中数据所反映的规律可知,当轿车速度为120km/h时对应的制动距离是 m.
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人类和某些动物的眼睛很像一架照相机.眼球内的晶状体相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,我们看物体时,是通过睫状肌的伸缩来调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距,使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立实像,如图所示.
眼睛与照相机的不同处是:人的眼睛是通过调节焦距来获得清晰的像,普通照相机是通过改变像距使像变得清晰.
由眼睛的调节作用所能看清的最远点,叫远点,正常眼的远点在极远处.眼睛所能看清的最近的点,叫近点,正常眼的近点约距眼10cm.看物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离,正常眼的明视距离25cm.从眼的光心向物体两端所引的两条直线的夹角叫视角,视角越大,对物体的观察就越清楚.
问题:
(1)通常同一物体,人由远及近看会觉得它变得清楚且大些,这是因为人看物体的 变大.
(2)某人视力正常,当他用镜子长时间仔细观察自己的脸部时,应当把镜子拿到离眼睛 cm处最为合适.
(3)当物体在很远地方时,物体成像在视网膜上,当物体靠近人眼时,若晶状体的焦距不变,则它的像将会落在视网膜 (选填“前”、“上”或“后”)而导致看不清物体,但实际上,人眼在由远到近地观察物体时,晶状体的焦距会 (选填“变大”、“不变”或“变小”),所以人们还是能清晰地观察到物体.
【山东省烟台市2015年中考物理试题】现代社会上汽车大量增加,交通事故也在增多,发生交通事故的一个重要原因,就是遇到意外情况时汽车不能立即停止.驾驶员从发现情况到操纵制动器来刹车需要一段时间,这段时间叫反应时间;在这段时间内汽车前进的距离叫反应距离.从制动器发生作用到汽车完全停下来,又要前进一段距离,这段距离叫制动距离.
下表是一个机警的驾驶员驾驶一辆保养很好的汽车在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时,测得的反应距离和制动距离.
速度v/(km•h-1) |
反应距离s1/m |
制动距离s2/m |
停车总距离s/m |
40 |
7 |
8 |
15 |
60 |
11 |
20 |
31 |
100 |
19 |
54 |
73 |
… |
… |
… |
… |
(1)分析上述数据,影响汽车制动距离的主要因素是什么?如果在雨雪天,汽车的制动距离又将怎样变化?并简要说明变化的原因.
(2)利用上表数据计算得出该驾驶员的反应时间是多少?(结果保留两位小数)