33卷第02004年0習題研究

PhyscsTeachngnMddle

Vol.33Oc地球是一個美麗而充滿魅力的星球它的美麗不僅表現在豐富的自然資源、鬼斧神工的自然景色,還孕育著智慧的人類……本文將從物理學的角度,向你展示一個全新的、魅力十足的地球.、1(地球半徑)古希臘地理學家通過長期觀測發現6月21日正午時刻,在北A城陽光與鉛直方向成7角下射A城正南方A城lB城,陽光恰好沿鉛直方向向下射1所示射到地球的太陽光可視為平行光,據 圖他估算出了地球的半徑試寫出估算地球半徑的表達式R 解 R=24lπ例2(地球質量)假設地球是一個質量均勻分布的球體g試據此估算g=98kg·ms2G6.67×10-11N·m2kg2.解 取一質量為m的物體,在地球表面它的

D時間必須是在傍晚飛機正在由東向西飛行,解析地球自西向東自轉造成地球上的人看到太陽是東升西落傍晚,在高緯度地區,飛機由東向西飛行,當速度較大時,才可能“追”得上即將落下的太陽,而誤認為“黎明”,在即將進入黎明的地區上空,由于飛機的速度較大,而快速進入到太陽光不能到達的區域,而誤認為傍晚即太陽西升東落,故選D.例4(公轉)眾所周知,地球圍繞著太陽做橢圓運動,陽光普照大地,萬物生長,根據你學過的知識,試論述隨著歲月的流逝,地球公轉的周期、日地的平均距離及地球的表面溫度變化的趨勢.太陽內部進行著劇烈的熱核反應,反應過程中向外釋放出巨大的能量,由質能關系ΔE=Δmc2可知,太陽的質量M不斷減少.地球繞太陽旋轉的向心力是太陽對地球的引力.即GMm=mω2RRM減小即地球繞太陽做圓周運動所需的向心力減小,地球慢慢地做離心運動,軌道半徑R增大,力近似等于地球對它的萬有引力,

地間距離變大;由T2

可知,地球的公轉周期mg

MmM2R2

gR2G

T增大M減小太陽發光功率變小R增大起射向地面的能量減小,代入數據得M=60×102kg二、3(自轉)太陽從東邊升起,西邊落下這是地球上的自然現象.但在某些條件下,在緯度較高地區上空飛行的飛機上,旅客可以看到太陽從西邊升起的奇妙現象這些條件是()A時間必須是在清晨飛機正在由東向西飛行B時間必須是在清晨,飛機正在由西向東飛行

C時間必須是在傍晚,飛機正在由西向東飛行5(地震)1999921日凌晨臺灣南投地區發生了7.6級大地震,它是由臺灣中部大茅雙冬及車籠鋪兩塊地質斷層受到擠壓,造成劇烈上升及平行移位而形成的已知地震波分三種縱波(P波,速度vP=99km/s橫波(S波,速度vS=45kms;面波(L波,vL<vS在淺源地震中破壞力最大,如圖2甲所示.位于震源上方的南投地區中學實驗室內有AB(2乙所示,地震發生時最先劇烈振動的是哪個擺?PS波的時間差7.6sZ多遠?P波沿直線傳播到臺中市時當地表某標志物振動方向沿圖2甲中ZT方向,測得某時x=231mmy=04mm試由此估算震源深度h.解析(1擺a為P波bS波cL波ZT間的距離為s,由勻速直線運動的知識得

C在某些地區提前,D不解析由于地球周圍的大氣是不均勻的,離地球表面越高,空氣越稀薄太陽光從大氣層外射到地面的光線則由真空進入空氣中,光要發生折射,越接近地面空氣越稠密,折射率也越大,因此人們觀察到的日出時刻的太陽,實際上還完全處在地平線的下方B是正確的.8地球的大氣層中,基本不變的成分為氧、氮、氬等,99.96%.可變氣體成分主要有二氧化碳(CO2)、水氣和臭氧等,這些氣體的含量很少,但對大氣物理狀況影響卻很大據研究人類大量燃燒礦物燃料而放出大量CO2,使大氣中的CO2濃度不斷增大,這是導致“”的主要原因,使大氣的平均溫度上升,從而導致一系列生態環境問題判斷,CO2比大氣中的氧、氮、氬等基本不變的氣體成AD解 紅外線具有很強的熱作用,但不易透過 vPv CO2,即大氣中CO2v vP=ts代入數據 s=627km

vSt

球不斷升溫,故正確答案為選項D四、縱波沿ZT方向傳播,因 x,由幾何知識h≈y,h=y·s 代入數據 h=1.1km三、例6已知地球的表面積為S空氣的平均摩爾MNA大氣壓強為p0則地球周圍大氣層的質量為,約含有空氣分子數.解析設空氣的質量為m,考慮到大氣壓強產生的原因則pmgm=p0S 又知空氣的摩爾質量,n=mNA=p0SNA

9若地球的磁場(地磁場)是由地表帶電產生的,則地表帶電情況是.A正電B.南半球帶正電CD解析N極在地球的地理南極,S極在地理北極,又地球自轉方向為自西向東,結合安培定則判斷應帶負電,故正確答案為選項C.例10如圖3所示為地磁場磁感線的示意圖,在空勻速巡航,機翼保持水平,飛機高度不變由于地磁場的作用,金屬機翼上有電勢差設飛行員左方機翼末端處的電勢為1,右方機翼末例 假設地球表面不存在大氣層,那么人們察到的日出時刻與實際存在大氣層時的情況相比,

B端處的電勢為U2, 圖 A若飛機從西往東飛U1U2B若飛機從東往西飛U2U1C若飛機從南往北飛,U1U2D若飛機從北往南飛,U2U1解析我國處于北半球,即我國上空的磁場豎直分量是向下的,飛機巡航飛行實質就相當于一導體切割磁感線產生感應電動勢,根據右手定則可判斷左方的電勢高,故正確答案為選項C.五、例 關于日食和月食,下列說法中正確的是 C在月球進入地球的半影區時,

行周期為min在該高度處的重力加速度為kg萬有引力常量G=6.67×10-11N·m2kg).飛船脫離原來軌道返回大氣層的過程中,力勢能將,動能將,機械能將(填增大或減小或不變”將生物隨飛船帶入太空,可進行多項科學研究,如植物種子經太空返回地面后種植,往往能得到新的變異特性這種變異的來源主要是植物種子經太空中的輻射后,其發生變異現一般把這種育種稱為試舉出這種育種方式的一個優點:D在月球全部進入地球的本影區時,可看到月 (4)建國后,特別是改革開放以來,我國航天事解析本題考察光的直線傳播形成影的原理在月球的本影區,太陽光線均不能射入,故可以看到日全食;在月球的半影區里,有部分光線射入,可以看到日偏當月亮進入地球的半影區時,由于仍有部分光射到整個月球,月球仍是亮的,只不過是比在半影區外稍暗一點,故此時看不到月食只有當月球的一部分進入地球的本影區時,才看到日偏食當月球全部進入地球,可看到月全食綜上所述,正確答案為選項ABD.12太陽與月球的直徑分別是1.39×106和3.5×103km.設日全食時太陽到地面的距離為1.50×109km,38×105km計算地面上能見到日全食區域的面積(可把該地區地解析 觀察到日全食的地方在月球的本影區內.設太陽、月 圖R、r太陽、月球距地面的高度分別為Hh,r04所示

迅速發展該飛船的成功發射顯示我國的增強.解析衛星繞地球旋轉,可近似認為繞地球做勻速圓周運動,其向心力由衛星所受地球的萬有引力即重力充當,結合向心力公式,很易判斷出各項答案為:9089DNA高基因突變頻率,可以加快選育優良品種.例14如圖5(a)所示是人造地球衛星的兩條軌道示意圖,a是地球同步衛星的軌道,b是極地衛若已知地球的質量和半徑分別為MR地球的自轉周期為T引力常量為G則地球同步衛星距地球表面的距離為.200141日美國一架軍用偵察機在我國空域偵察飛行時,將我一架戰斗機撞毀,導致飛行員犧牲,并非法降落在我國海南島,激起我國人民的極大憤慨圖5(b)是在海南島上空拍攝的停在海南陵水機場美軍飛機的情形,假如此照片是圖(a)中的兩種衛星之一拍攝的,則拍攝此照片的衛星是你判斷的理由:. r0h 0

hR度為300km的圓軌道運行度為300km的圓軌道運行,軌道半徑為 六、例13 2003年10月15日,我國在酒泉衛星發射中心成功發射“神舟”5號載人試驗飛船飛船繞地球14圈后,地面控制中心發出返回指令,飛船啟動制動發動機、調整姿態后,在內蒙古中部地區平安降落.7.72×103ms 33卷第02004年0實驗研究

PhyscsTeachngnMddle

Vol.33Oc安徽師范大學物理系蕪湖摩擦力是一種重要性質的力在學習摩擦力知識及分析摩擦力方向的練習中多數學生感到有一定的困難教師在摩擦力受力分析講解過程中,如果能有一個方便操作的摩擦力演示裝置,能夠將摩擦力的大小和方向直觀地顯示出來,將有利于學生的學習和正確的思維形成筆者通過反復研究發現,利用帶滾輪的演示小車和輕質彈簧配合,經過組合改裝,可以制成摩擦力演示裝置該裝置取材容易,制作簡單,演示直觀,操作方便,現象明顯,適用于靜摩擦力和滑動摩擦力的演示現將該、如圖1所示,摩擦力演示裝置結構分上下兩個部分,上部為小車、彈簧,下部為墊板彈簧兩端固定在小車下部,彈簧中間與墊板上的鐵釘固定,通過彈簧和鐵釘的連接,使得上下兩部分構成的一個整體墊板質量

較小,整個裝置質量近似等于小車質量由于小車底部的滾輪在墊板光滑的上表面上可以自由滾動,其所受的摩擦力很小,可以忽略不計當外力作用在裝置(小車)上時,整個裝置在墊板下表面與其他物體相接觸的接觸面上存在相對滑動或相對滑動趨勢,小車會在墊板上表面移動,造成固定在鐵釘上的彈簧一邊收縮,另一邊被拉長,通過鐵釘上指針,便可讀出墊板與接觸物體間的滑動摩擦力或靜摩擦力的大小和方向. 二、

力下鐵熔點的變化情況,研究人員最終估算認為,地核的實際溫度可能在5500℃左右.h,

GMT(1)若地核的體積約為整個地球體積的GMT該照片是極地衛星拍攝的,理由是地球同步衛星不可能出現在海南島上空,而只有極地衛星才有可能經過海南島的上空.七、例15地球內部是一種層狀結構,由表及里分別劃分為地殼、地幔和地核主要由Fe元素組成的地核又細分為液態外核和固態內核,其中外核距地球表面約為290km地核距地球表面如此之深,直接測量其溫度幾乎不可能,為此科學家們提出,如果能估算出地核主要成分e元素的熔點,特別是固態內核和液態外核交界處e的熔融溫度,那么就可以間接地得出地核溫度的高低.地核中的Fe元素處于極高壓力環境中