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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

科目 物理   题型 综合题   难度 中等
知识点: 声现象
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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。
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