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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声,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 ,这个声音都能被鲸鱼,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
"西电东送"是将我国西部发电车发出的电输送到我国东部,由发电厂输出的电功率是一定的,它决定于发电机组的发电能力。根据P=UI中发电机的功率不变效应,若提高输电线路中的电压U,那么线路中的电流I一定会减小,反之亦然。输电线路的电能损耗主要是输电线电流热效应,输电线损失的热功率P=I 2R,所以采用输电线的电阻要尽量小。如果线路中电流降低到原来的 ,那么线路中损失的热功率就减少为原来的 ,因此提高电压可以很有效地降低输电线路中的热功率损失。
设发电厂的输出功率P 0=1.1×10 8W,输电线路上的总电阻为10Ω。
(1)若采用110kV的高压输送电能,输电线路的电流I 1= A,输电线路损失的热功率P 1= W,其与发电厂输出电功率P 0之比P 1:P 0= 。
(2)若采用1100kV超高压输送电能,输电线路损失的热功率P 2= W,其与高压输送电能损失的热功率P 1之比P 2:P 1= 。所以采用超高压远距离输电可以大大降低输电线路的 损失。
(3)若想使输电线路中的热功率损耗为零,还可以采用 做为输电线材料。
如图1所示,2018年5月23日中央新闻报道,我国自行设计制造的新型磁悬浮列车工程样车运行试验取得成功,时速可达160公里以上,列车由于车体与轨道不接触、无摩擦,具有噪音低损耗小、易维护等优点,被誉为"零高度飞行器"。这种兼具高速与中低速磁浮交通优点的新型磁悬浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具。
(1)磁浮列车是在车厢底部和轨道上分别安装了磁体,并使它们的同名磁极相互 ,车体与轨道不接触,无摩擦,列车能够在轨道上方几厘米的高度上飞驰,避免了来自车轮与轨道之间的摩擦。
(2)如图2所示,列车站台设计成中间高两边低的原因是:进站时列车由于 要保持原来的运动状态冲上站台;从能量转换的角度来说,当列车出站时从高度较高的地方下行,它的 ,不用消耗过多的电能或化学能等能量。
(3)如图3所示,当列车进站时,乘客必须站在站台和黄色线以外的位置候车才安全的原因是 。
(4)小张乘坐列车时看见两旁的房屋迅速向东退去,则列车相对于地面正在向 行驶。
小明把两端开口的细玻璃管插入水中,发现管内的液面上升(如图)。他查资料得知:管内外液面高度差与水温、管的内径有关,小明想利用这支细玻璃管探究管内外液面高度差与水温的定量关系,请你帮他设计实验方案。
(1)实验器材:细玻璃管、 。
(2)实验步骤(可画图或文字表述);
(3)设计记录数据的表格。
如图一所示,用加热器给初温均为20℃的甲、乙液体加热(m 甲<m 乙),两种液体每秒吸收的热量相同。这两种液体的温度﹣﹣加热时间的图线如图二。
(1)某时刻温度计示数如图一所示,此时乙的温度为 ℃。
(2)甲液体第30s的内能 第35s的内能(选填"大于"、"等于"、"小于")。
(3)小明根据图二中0至30s图线及题目所给信息得出:甲液体的比热容比乙液体的大。你认为小明的说法是否正确? 。你的判断依据是什么? 。
小芳想了解当滑动变阻器与电阻并联时,调节滑片,电阻中的电流怎样改变。
(1)实验电路图如图甲所示,请在图乙中连接对应的实物图。
(2)改变滑动变阻器接入电路的阻值,记录数据如下表。根据表中数据在图丙的坐标系中画出电阻R的U﹣I图线。
数据序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
电压表示数U/V |
2.40 |
1.80 |
1.20 |
0.60 |
电流表A 1示数I 1/A |
0.16 |
0.12 |
0.08 |
0.04 |
电流表A 2示数I 2/A |
0.40 |
0.75 |
1.14 |
1.50 |
(3)某次实验电压表和电流表A 1的示数如图丁所示,U= V,I 1= A,I 2=0.90A,此时通过滑动变阻器的电流为 A。
(4)此电路不允许滑动变阻器接入电路的阻值为零,原因是 。