现代科技中的物理学(六)

现代科技中的物理学(六) 1．十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机，推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门A、关闭阀门B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸项部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如此循环往复。 (1)蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是______，蒸汽机活塞上行过程与汽油机的_____冲程相似。 (2)蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200千克，活塞每次上升高度为0.6米，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少有用功____？假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少______？ (3)现代汽车起源于蒸汽机，抗击新冠肺炎疫情期间，我省向武汉赠送了很多辆负压救护车，用负压救护车转运患者，进行集中隔离治疗。该车配置了负压装置，负压仓内气压小于外界气压，将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理，有效避免了病毒的传播。某次转运病人时，救护车以90kW的恒定功率在平直公路上匀速行驶54km，用时30min。问：救护车匀速行驶54km动力做的功是多少_____？救护车所受的阻力是多大______？。 2．阅读下面的短文 亚声 频率小于20Hz的声波叫做亚声。 亚声看不见，听不见。可它却无处不在。地震、火山爆发、风暴、海浪冲击、热核爆炸等都会产生亚声，科学家借助仪器可以“听见”它。 亚声的传播速度和可听声波相同，但它传播的距离较远，亚声还具有很强的穿透能力。可以穿透建筑物，掩蔽所等障碍物。甚至可以穿透十几米厚的钢筋混凝土。 亚声会干扰人的神经系统正常功能，危害人体健康。一定强度的亚声，能使人头晕、恶心。有人认为，晕车、晕船就是车、船在运行时产生的亚声引起的。人内脏的固有频率和亚声波极为相似。当二者相同时，会形成内脏的共振。严重时，把内脏震坏而丧生。 亚声的应用大致有一下几个方面： 1研究自然亚声的特性和产生机制，预测自然灾害性事件。人们利用一种叫“水母耳”的仪器，监测风暴发出的亚声，即可在风暴到来之前发出警报； 2通过测定亚声在大气中传播的特性，可探测某些大规模气象过程的性质和规律。如沙尘暴，龙卷风以及大气中电磁波的扰动等； 3亚声在军事上的应用。利用亚声的强穿透性制造出能穿透坦克、装甲车的武器，亚声武器一般只伤害人员，不会造成环境污染。 请回答以下问题： （1）文中提到的亚声就是___________（选填“超声波”、“可听声”或“次声波”）； （2）亚声在常温条件下空气中的传播速度为___________； （3）人们利用一种叫“水母耳”的仪器，监测风暴发出的亚声，即可在风暴到来之前发出警报，说明亚声除了可以传播能量外，还可以传播___________； （4）下列不同频率的声波能与亚声产生共振的是___________； A． 8Hz            B． 800Hz C． 8000Hz         D． 80000Hz （5）在月球上能否利用亚声武器来克敌？为什么？( ) 3．阅读下面的短文，回答下列问题。 潜艇的“耳目”﹣﹣声呐 潜艇（如图所示）最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。 声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置。 声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10～30kHz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较强的指向性。声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。 声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐。 （1）对于这种声呐发出的声波，下列说法错误的是___________。 A．定向性好   B．易获得较集中的声能  C．属于次声波   D．在海水中的速度比空气中的快地多 （2）①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经潜艇B反射回来的信号，且信号频率不变，潜艇B与潜艇A的距离s1是_______（声在海水中的传播速度为1500m/s）。 ②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，且测出潜艇B的速度是20m/s，方向始终在潜艇A、B的连线上，经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离s2为_______。 （3）在月球上______（填“能”或“不能”）用声呐技术