试题

试题 试卷

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题型:综合题 题类:常考题 难易度:普通

“怪坡”是大自然中一种奇妙现象,在“怪坡”上,水可以自行往高处流,人骑在自行车上无需蹬车就可以自行冲上“怪坡”的坡顶,可是要想从坡顶下来就必须得用力蹬车才行,你说这种坡怪不怪!近些年,许多旅游城市的著名景点中也相继出现了“怪坡”,“怪坡”如此的神奇,无数游客慕名而来,参观、体验后连连称绝,大呼不可思议!没法用常理来解释啊!甚至有的报刊大肆宣扬“怪坡”是鬼神作祟.

在图甲中,左侧公路是厦门的文凭路,右侧的上坡路就是著名的厦门“怪坡”.许多科学工作者来到这里进行实地考察,他们先排除了由于“重力异常”、“磁场干扰”的可能性,然后利用专业测量高度的仪器﹣水准仪,选取“怪坡”上不同位置作为研究点,反复多次测量其实际高度,对测量数据进行处理分析后,“怪坡”的神秘面纱终于被揭开了,数据显示人们亲眼看到的“怪坡”中沿“上坡”方向选取的研究点不是越来越高,而是依次降低,这个95m长的“怪坡”的坡顶比坡底还要低出1.6m,它的“上坡”其实就是个真正意义的下坡,难怪水会往高处流!

原来,怪坡与文凭路之间的小山坡(如图乙的3D俯视效果图所示)作为参照物,给人的眼睛造成了强烈的视觉误差,这实际上是左氏错觉现象.左氏错觉是指人眼受周围参照物的影响而产生不真实的视觉感受,就像图丙中的长线原本是平行的,但是在周围短线出现后,视觉受到干扰就认为那些线不平行了.怪坡原本是向下的下坡,但是,两条路之间的小山坡的面积快速增大,就好像是由怪坡向上和旁边的文凭路向下延伸导致的,从而形成了错觉,我们被自己眼睛看到的景象欺骗了.由此可见,“眼见为实”有纰漏,科学测量正乾坤.

(1)、图1中,弧线A和弧线B的实际长度的大小关系为 ( 选填“一样长”、“A比B长”或“B比A长”)

(2)、在“怪坡”上,人骑在自行车上无需蹬车就可以自行冲上“怪坡”的坡顶,人和自行车的动能 (选填“增大”或“减小”),如果人和自行车重力势能也增大,则违反了 定律;

(3)、

工人师傅在铺设地面瓷砖时,要用到气泡水平仪.当铺设的瓷砖水平时,放在瓷砖上的水平仪气泡停在如图甲所示的位置;当气泡停在如图乙所示的位置时,说明瓷砖的 (选填“左”或“右”)侧偏高.

举一反三

过山车是一项富有刺激性的娱乐工具.那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷.如果你对物理学感兴趣的话,那么在乘坐过山车的过程中不仅能够体验到冒险的快感,还有助于理解力学定律.实际上,过山车的运动包含了许多物理学原理,人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理.如果能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的效果,那感觉真是妙不可言.这次同物理学打交道不用动脑子,只要收紧你的腹肌,保护好肠胃就行了.当然,如果你受身体条件和心理承受能力的限制,无法亲身体验过山车带来的种种感受,你不妨站在一旁仔细观察过山车的运动和乘坐者的反应.在刚刚开始时,过山车的小列车是依靠一个机械装置的推力推上最高点的,但在第一次下行后,就再也没有任何装置为它提供动力了.事实上,从这时起,带动它沿轨道行驶的唯一的“发动机”将是重力势能,即由重力势能转化为动能、又由动能转化为重力势能这样一种不断转化的过程构成的.重力势能是物体因其所处位置而自身拥有的能量,它是由于物体和地球的引力相互作用而产生的.对过山车来说,它的重力势能在处于最高点时达到了最大值,也就是当它爬升到“山丘”的顶峰时最大.当过山车开始下降时,它的重力势能就不断地减少(因为高度下降了),但能量不会消失,而是转化成了动能,也就是运动的能量.不过,在能量的转化过程中,由于过山车的车轮与轨道的摩擦而产生了热量,从而损耗了少量的机械能(动能和重力势能).这就是为什么在设计中随后的小山丘比开始时的小山丘略矮一点的原因.

过山车最后一节小车厢里是过山车赠送给勇敢的乘客最为刺激的礼物.事实上,下降的感受在过山车的尾部车厢最为强烈.因为最后一节车厢通过最高点时的速度比过山车头部的车厢要快,这是由于过山车中部的重心最高时,重力势能最大,而当尾部到达最高点时,重心位置已经不在最高位置,已经有一部分重力势能转化为动能了.这样,乘坐在最后一节车厢的人就能够快速地达到和跨越最高点,从而就会产生一种要被抛离的感觉,因为重心正在加速向下运动.尾部车厢的车轮是牢固地扣在轨道上的,否则在到达顶峰附近时,小车厢就可能脱轨飞出去.中前部的车厢情况就不同了,过山车的重心心在“身后”,在短时间内,它虽然处在下降的状态,但是它要“等待”重心越过高点被重力推动.

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