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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、不过,雪花落水真的发生声波,在3月份一期的《自然》杂志上,几个科学家联名发表文章,宣布了他们的上述结论。
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、然而,请不要想当然,这些声音不是雪花与水面撞击发出的,而是……
冷战时期,当时美国海军要监视苏联潜水艇的活动,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是个奇才、普罗斯佩勒提断定,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、克拉姆有一个设备:一个每秒可拍摄1000张照片的高速水下摄影机、利用这台摄影机,他们确实在下雨时发现水中产生气泡,这些气泡还在不断地收缩、膨胀、振动、普罗斯佩勒提的理论基础和数学能力也很高,他通过计算得出,下雨时哪些噪声的频率和衰减情况确实与气泡的振动状况协调一致,从而证实他们的理论完全正确、他还发现,大气泡振动产生低频声波,小气泡振动产生高频声波、普罗斯佩勒提通过理论分析指出,气泡是要将自己的体积与水的密度相适应,才不断收缩和膨胀的。
事情还没有结束,人们告诉他们,渔民常抱怨,在下雪时他们的声呐也常常侦听不到鱼群、一开始,他们也不信,因为雪花中含有90%以上的水,空气不多、但是,他们不是简单否认,而是要用实验来验证、在一个风雪的夜晚,他们在一个汽车旅馆的游泳池找到了证据,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、你看,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 (选填“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音,站在鲸鱼的角度看 (是/不是)噪声。
(4)科学家们发现,不论是雪花落水,还是雨滴落水,都会引起气泡的 ,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,科学家们进行了下列的过程,请你把它们按正确的顺序排列起来 (填序号即可)。
A.归纳分析 B.进行实验 C.提出假设 D.得出结论
如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的运动速度v与时间t的关系如图乙所示。
(1)由图像可知,当t=1s时,物体处于状态。
(2)当t=5s时,物体受到的摩擦力为N。
(3)当木块所受的拉力是2N,则对木块所处状态的判断,正确的是。
| A.静止 | B.匀速直线运动 |
| C.静止或匀速直线运动 | D.条件不足,无法判断 |
如图所示,虚线框内有两个阻值相同的定值电阻和一个开关S1.当开关S1闭合时,电流表的示数增加0.2A,电路的总功率增加1.6W.请画出两种可能的连接电路图,并分别计算电源电压和定值电阻的阻值.
传统的电车要由2条“辫子”供电,行驶中容易掉“辫子”,已逐渐被淘汰。
我国最新研发的超级电容储能式新型电车,没有传统电车的“辫子”,可在乘客上下车的短时间内充满电,还可以把刹车时减小的机械能转化成电能回收储存再利用。
某型号新型电车的有关技术参数如下表:
| 空车质量(千克) |
10000 |
满载乘员数(人) |
80 |
| 满载时轮胎与地面接触总面积(厘米2) |
5000 |
最大车速(千米/时) |
80 |
(1)传统电车掉“辫子”时,电路处于路状态,无法对电车持续供电。
(2)假设每位乘员的质量为60千克,新型电车满载停在水平路面时,对路面的压强有多大?(g取10牛/千克)
(3)新型电车在某次行驶中,刹车时减小的机械能总量为1×107焦,这部分能量的80%回收再利用,可供电车在阻力为1×104牛的水平路面匀速行驶多少路程?
1901年,挪威人伯克兰造出世界上第一台电磁发射器,首开电磁炮先河。为了认识电磁炮的一些特性,小柯制作了一个电磁炮模型,其原理如下图。螺线管通电后,铁制撞针迅速前移,推动炮弹射出炮管。
(1)小柯要增强电磁炮中螺线管磁场,下列方法可行的是(选填字母)。
A.增加螺线管的线圈匝数
B.改变线圈中的电流方向
C.增大通过螺线管的电流
(2)炮弹的动能影响它的威力。直接测量动能小柯遇到困难,所以,他通过测量同一炮弹的射程(炮弹出射点离落地点间的水平距离)来间接比较。此研究方法与下列(选填字母)实验所用方法相同。


A.用刻度尺测物体长度B.用量筒测液体体积 C.用压强计研究液体内部压强
(3)小柯测得的一项实验数据(取多次实验的平均值)如下表。
| 实验次数 |
第1次 |
第2次 |
第3次 |
第4次 |
第5次 |
| 撞针质量(克) |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
| 射程(米) |
0.48 |
0.54 |
0.81 |
0.46 |
0.41 |
小柯得出了“当其他条件相同的情况下,撞针质量为0.3克时电磁炮的射程最远”的结论。
小妍觉得这个结论还不可靠,建议再取不同质量的撞针进行实验。你认为选择撞针质量范围在克之间进行进一步实验比较合理。
将一密度比水小的木块,系好绳子后放入甲图容器中,并且绳子的另一端固定在容器的中央。然后沿器壁缓慢匀速倒入水(忽略其他因素影响),容器中水与木块的位置变化如乙图。请你在丙图中画出木块的从加水开始到完全浸没后的过程中浮力随时间的变化情况图,并说出各段变化的理由。(温馨提示:t1时木块恰好离开杯底,t2时绳子刚好拉直,t3时木块完全淹没)