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发表于 2005-12-26 22:27:07
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关注社会热点——物理热点之四:
近年来的高考物理,也常常把社会生活中的热点问题拿来分析讨论,如1998年特大洪灾便在2001年高考理科综合<全国>卷中反映出来。这种考试导向,是要培养眼耳紧跟窗外事、头脑勤思窗外事的新时代的知识青年。
例1、2000年8月12日,俄罗斯“库尔斯克”号多功能核动力潜艇在巴伦支海遇难,艇上118人名官兵全部葬身海底,消息传出后全世界为之震惊。据法新社报道,库尔斯克”号沉没之前有3~4枚鱼雷发生爆炸,产生了10吨~20吨TNT的爆炸力,把潜艇炸出一个大洞,已知鱼雷爆炸可产生40万个大气压和5000℃高温的气体。则正确的是( )
①该潜艇的动力来源为重核裂变释放的能量;
②该潜艇的动力来源为轻核聚变释放的能量;
③将潜艇炸出大洞的主要因素是炸药的化学腐蚀作用;
④将潜艇炸出大洞的主要因素是鱼雷爆炸产生的高温高压气流。
A、①③; B、①④; C、②③; D、②④。
解析:根据材料提供的信息,短时间内将潜艇炸出大洞的应该是鱼雷爆炸产生的高温高压气流,化学腐蚀作用是缓慢的,排除A、C;轻核聚变还处在试验阶段,技术尚不成熟,目前已处于应用阶段的是重核裂变,故正确答案为B。
例2、据报道:2001年9月11日,恐怖分子劫持美洲航空公司11次航班于上午8时46分撞击世贸中心北楼,该楼在102分钟后倒塌。南楼于9时02分被恐怖分子劫持的联合航空公司175次航班撞击,56分钟后就倒塌了。这两架飞机都是波音767-200型。
美国纽约世贸中心的两座大楼由高强度钢材建造,高411m,单个塔楼的质量为5×107kg,波音767飞机起飞质量为1.56×105kg(内载51吨燃油),它们的飞行速度大约是103km/h。
据调查,两楼同高110层,北楼直接受损的是94至99层,而南楼是78至84层。假设飞机对大楼的撞击时间为0.1s,撞击后速度为0,求飞机对大楼的冲击力,并分析为什么两楼过一段时间后才倒塌以及南楼后被碰而先倒塌的原因。
解析:飞机撞击大楼的过程,类似于子弹打木块模型,作匀减速直线运动。根据所给条件可求出加速度 ,再由牛顿第二定律可求出冲击力F=4.33×108N。
由于两座大楼由高强度钢材建造,所以F=4.33×108N的冲击力也无法直接摧毁大楼。
时速103km/h以上、载重156吨的波音767飞机可以产生60亿焦耳的能量,加上燃料燃烧的能量,足以破坏核心部位的梁柱。
两楼同高,南楼直接受损的是78至84层,受损部位所承受的重力较北楼大,故在重力作用下,南楼先于北楼倒塌。
例3、报道称,军事专家认为,美国发展NMD很可能是一个战略骗局,其目的重点不在防御导弹,而是该计划衍生出的二百多颗卫星所建成的全球情报信息网络,以实现对世界各地发动精确打击的目的。事实证明了这一点:9.11事件发生后,为寻找本·拉登的藏身地点,美国将多颗最先进的KH-11、KH-12“锁眼”系列照相侦察卫星调集到中亚上空,该种卫星绕地沿椭圆轨道运动,近地点265km(卫星与地面的最近距离),远地点650km(卫星与地面的最远距离),重量13.6t~18.2t,能够分辨出地面上0.1m大小的目标。
由开普勒定律知道:如果卫星绕地球做圆周运动的圆轨道半径跟椭圆轨道的半长轴相等,那么,卫星沿圆轨道运动的周期跟卫星沿椭圆轨道运动的周期相同。请你根据上述数据估算“锁眼”系列照相侦察卫星绕地运行的周期。地球半径为R=6400km,g取10m/s2 。
解析:根据题意,“锁眼”系列照相侦察卫星绕地运行相当于 的圆轨道,设运行周期为T,则: ………………①
假想一物体在地面附近,所受万有引力等于重力, …………②
以上两式联立求解得:T=5811.4375s=1.61h。
关注生活 热爱生活——热点之(五)
培养心理健康、积极向上的青年一代是当今教育的一个重要任务。关注生活,热爱生活,思考生活,应该是新一代知识青年心理健康和具有良好科学素质的表现。分析生活中的物理现象和规律也就成为近年来高考物理的一个热点。
如跳绳、拔河、放风筝、滚铁环、瘦身运动、日食月食和闪电雷鸣等司空见惯的现象,都有浓厚的生活气息。
例1、(01年高考理科综合<上海>卷)为了转播火箭发射的实况,在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号。已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550米,而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566米,为了不让山区挡住信号的传播,使城市居民能收听和收看火箭发射的实况,必须通过建在山顶上的转发站来转发 (选填:无线电广播信号或电视信号)。这是因为:
解析:无线电广播所用的电磁波波长为550米,而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566米,两相比较,传输电视信号所用的电磁波更不容易绕过一般高度的山头,不容易发生衍射,要让城市居民能收听和收看火箭发射的实况,必须转发波长较短的传输电视信号。
例2、沈括,字存中,宋仁宗天圣九年(公元1031年)生于浙江钱塘(今浙江杭州市)一官僚家庭,自幼勤奋好读,后来他跟随父亲到过福建泉州、四川简州(今简阳)和京城开封等地,对当时人民的生活和生产情况有所了解,增长了不少见闻,也显示出了超人的才智。
沈括二十四岁开始踏上仕途,历任东海(在今江苏省)、宁国(在今安徽省)、宛丘(今河南省淮阳县)等县县令。三十三岁考中进士,三年后,被推荐到京师昭文馆编校书籍。在这里他开始研究天文历算。宋神宗熙宁五年(公元1072年),兼任提举司天监,职掌观测天象,推算历书。
沈括晚年在梦溪园写出了闻名中外的科学巨著《梦溪笔谈》和《忘怀录》等。宋哲宗绍圣二年(公元1095年)沈括逝世,享年64岁。根据所学知识,你对沈括的年龄有何见解?
解析:该题属于对生活、对生命的哲学思考:年的时间概念,是以地球围绕太阳运动的周期来定义的。由万有引力定律得:
解得: 其中M为太阳质量,r为轨道半径。
根据现代宇宙学研究成果,宇宙在不断膨胀,地球的轨道半径r不断增大;太阳不断向外辐射能量,是由其内部热核反应释放出来的,根据爱因斯坦质能方程,太阳质量M不断减小,故地球绕太阳运行周期不断增大,即一年的时间越来越长。用现代的观点来看,沈括的实际年龄小于64岁。
例3、如图1所示,有的计算机键盘的每一个键下面都连 一小块金属片,与该金属片隔有一定空气隙的是另一块小的固 定金属片,这两块金属片组成一个小电容器,其电容可用式
计算,式中常量 ,S为金属片的正
对面积,d为两金属片间的距离。当键被按下时,此小电容器的
电容发生变化,与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下,从而给出相应的信号。设S=50mm2,键未被按下时d=0.6mm,如果电容变化了0.25PF,电子线路恰能检测出必要的信号,则键至少需要被按下( )
A、0.45mm; B、0.3mm; C、0.2mm; D、0.15mm。
解析:电脑已是大多数家庭或学校的常见家电设备,键盘作为主要的输入设备,它是怎样工作的?它是依靠电容器电容的变化进行识别的!某个键的电容变化了0.25PF时,便被识别出它与其它键不同。根据电容公式, 得: 。解得: 。故答案D正确。
关注国计民生——物理热点(之七)
学以致用,运用所学知识分析解决国家经济和人民生活中的实际问题,应该是学习的主要目的。交通和能源是国家经济的动脉和命脉,也与人民的生活息息相关。因此,2001年3月朱镕基总理在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》中指出:“健全综合交通体系”、“能源建设要……优化能源结构,提高利用效率,……建设西电东送的北、中、南三条大通道。积极发展风能、太阳能、地热等新能源和可再生能源。”
例1、(2001年上海高考第33题)随着人类能量消耗的迅速增加,如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务。图1是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案,与站台连接的轨道有一个小的坡度。请你从提高能量利用效率的角度,分析这种设计的优点。
解析:列车进站时,利用上坡使部分动能转化为重力势能,减少因为刹车而损耗的机械能;列车出站时利用下坡把储存的重力势能又转化为动能,起到节能作用。
中央电视台报道,2002年春节将近,中央领导慰问某大型煤矿下岗职工。“由于该煤矿资源枯竭,大量工人没有活干………”。由此可见,煤矿、石油等能量资源是有限和不可再生的,“积极发展风能、太阳能、地热等新能源和可再生能源”势在必行!可开发和利用新型能源主要有:风能、太阳能、地热、潮汐能、太阳能、核能和反物质能等等。
例2、某海湾共占面积1.0×105m2,涨潮时平均水深20m,此时关上水坝闸门,可使水位保持20m不变。退潮时,坝外水位降至18m(如图2所示)。利用此水坝建
一座水力发电站,重力势能转化为电能的效率为10%,每天有两
次涨潮,该电站每天能发出的电能是(g取10m/s2):( )
A、1×108J; B、2×108J;
C、4×108J; D、8×108J;
解析:涨潮时蓄的水水位保持20m不变,退潮时,坝外水位降至
18m,水坝中共有M= =2×108kg的水,重心下降了 =1m,重力势能减少 ,重力势能转化为电能的效率为10%,每天两次涨潮,故该电站每天能发出的电能是 。
西气东输、西电东送和南水北调等是“十五”的重点重点建设项目,要引起高度重视。
例3、某电厂要将电能输送到较远的用户,发电机输出的功率为9.8×104W,输出电压为350V,为减少输送功率损失,先用一升压变压器将
电压升高再输送,在输送途中,输电路的总
电阻为4Ω,允许损失的功率为输送功率的
5%,求用户所需电压为220V时,升压、降
压变压器的原、副线圈的匝数各是多少?
解析:依题意画出远距离输电电路如图3
所示:电路损失功率P损=P总5%=I22R线,I2= = A=35A,升压变压器输出电压为U2=P总/I2= V=2.8×103V。据理想变压器原理得,升压变压器的初、次级的匝数比为 = = = ,降压变压器的输入功率为:P3=P总-P损=P总-5%P总=95%P2=95%×9.8×104W=9.31×104W。降压变压器的初级电压为:U3= = V=2660V。所以降压变压器的匝数比为: = = =12.
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