中學(xué)物理教學(xué)參考2004全12期地球申傳領(lǐng)

33卷第02004年0習(xí)題研究

PhyscsTeachngnMddle

Vol.33Oc地球是一個(gè)美麗而充滿魅力的星球它的美麗不僅表現(xiàn)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(xué)的角度,向你展示一個(gè)全新的、魅力十足的地球.、1(地球半徑)古希臘地理學(xué)家通過長期觀測發(fā)現(xiàn)6月21日正午時(shí)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(jù) 圖他估算出了地球的半徑試寫出估算地球半徑的表達(dá)式R 解 R=24lπ例2(地球質(zhì)量)假設(shè)地球是一個(gè)質(zhì)量均勻分布的球體g試據(jù)此估算g=98kg·ms2G6.67×10-11N·m2kg2.解 取一質(zhì)量為m的物體,在地球表面它的

D時(shí)間必須是在傍晚飛機(jī)正在由東向西飛行,解析地球自西向東自轉(zhuǎn)造成地球上的人看到太陽是東升西落傍晚,在高緯度地區(qū),飛機(jī)由東向西飛行,當(dāng)速度較大時(shí),才可能“追”得上即將落下的太陽,而誤認(rèn)為“黎明”,在即將進(jìn)入黎明的地區(qū)上空,由于飛機(jī)的速度較大,而快速進(jìn)入到太陽光不能到達(dá)的區(qū)域,而誤認(rèn)為傍晚即太陽西升東落,故選D.例4(公轉(zhuǎn))眾所周知,地球圍繞著太陽做橢圓運(yùn)動(dòng),陽光普照大地,萬物生長,根據(jù)你學(xué)過的知識(shí),試論述隨著歲月的流逝,地球公轉(zhuǎn)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(nèi)部進(jìn)行著劇烈的熱核反應(yīng),反應(yīng)過程中向外釋放出巨大的能量,由質(zhì)能關(guān)系ΔE=Δmc2可知,太陽的質(zhì)量M不斷減少.地球繞太陽旋轉(zhuǎn)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(yùn)動(dòng)所需的向心力減小,地球慢慢地做離心運(yùn)動(dòng),軌道半徑R增大,力近似等于地球?qū)λ娜f有引力,

地間距離變大;由T2

可知,地球的公轉(zhuǎn)周期mg

MmM2R2

gR2G

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

C時(shí)間必須是在傍晚,飛機(jī)正在由西向東飛行5(地震)1999921日凌晨臺(tái)灣南投地區(qū)發(fā)生了7.6級(jí)大地震,它是由臺(tái)灣中部大茅雙冬及車籠鋪兩塊地質(zhì)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(qū)中學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有AB(2乙所示,地震發(fā)生時(shí)最先劇烈振動(dòng)的是哪個(gè)擺?PS波的時(shí)間差7.6sZ多遠(yuǎn)?P波沿直線傳播到臺(tái)中市時(shí)當(dāng)?shù)乇砟硺?biāo)志物振動(dòng)方向沿圖2甲中ZT方向,測得某時(shí)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(yùn)動(dòng)的知識(shí)得

C在某些地區(qū)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(jìn)入空氣中,光要發(fā)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(shí)刻的太陽,實(shí)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(jù)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(dǎo)致“”的主要原因,使大氣的平均溫度上升,從而導(dǎo)致一系列生態(tài)環(huán)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(qiáng)的熱作用,但不易透過 vPv CO2,即大氣中CO2v vP=ts代入數(shù)據(jù) s=627km

vSt

球不斷升溫,故正確答案為選項(xiàng)D四、縱波沿ZT方向傳播,因 x,由幾何知識(shí)h≈y,h=y·s 代入數(shù)據(jù) 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(qiáng)為p0則地球周圍大氣層的質(zhì)量為,約含有空氣分子數(shù).解析設(shè)空氣的質(zhì)量為m,考慮到大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因則pmgm=p0S 又知空氣的摩爾質(zhì)量,n=mNA=p0SNA

9若地球的磁場(地磁場)是由地表帶電產(chǎn)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(zhuǎn)方向?yàn)樽晕飨驏|,結(jié)合安培定則判斷應(yīng)帶負(fù)電,故正確答案為選項(xiàng)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(jī)翼保持水平,飛機(jī)高度不變由于地磁場的作用,金屬機(jī)翼上有電勢差設(shè)飛行員左方機(jī)翼末端處的電勢為1,右方機(jī)翼末例 假設(shè)地球表面不存在大氣層,那么人們察到的日出時(shí)刻與實(shí)際存在大氣層時(shí)的情況相比,

B端處的電勢為U2, 圖 A若飛機(jī)從西往東飛U1U2B若飛機(jī)從東往西飛U2U1C若飛機(jī)從南往北飛,U1U2D若飛機(jī)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(jī)巡航飛行實(shí)質(zhì)就相當(dāng)于一導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,根據(jù)右手定則可判斷左方的電勢高,故正確答案為選項(xiàng)C.五、例 關(guān)于日食和月食,下列說法中正確的是 C在月球進(jìn)入地球的半影區(qū)時(shí),

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(dòng)能將,機(jī)械能將(填增大或減小或不變”將生物隨飛船帶入太空,可進(jìn)行多項(xiàng)科學(xué)研究,如植物種子經(jīng)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(jīng)太空中的輻射后,其發(fā)生變異現(xiàn)一般把這種育種稱為試舉出這種育種方式的一個(gè)優(yōu)點(diǎn):D在月球全部進(jìn)入地球的本影區(qū)時(shí),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(qū),太陽光線均不能射入,故可以看到日全食;在月球的半影區(qū)里,有部分光線射入,可以看到日偏當(dāng)月亮進(jìn)入地球的半影區(qū)時(shí),由于仍有部分光射到整個(gè)月球,月球仍是亮的,只不過是比在半影區(qū)外稍暗一點(diǎn),故此時(shí)看不到月食只有當(dāng)月球的一部分進(jìn)入地球的本影區(qū)時(shí),才看到日偏食當(dāng)月球全部進(jìn)入地球,可看到月全食綜上所述,正確答案為選項(xiàng)ABD.12太陽與月球的直徑分別是1.39×106和3.5×103km.設(shè)日全食時(shí)太陽到地面的距離為1.50×109km,38×105km計(jì)算地面上能見到日全食區(qū)域的面積(可把該地區(qū)地解析 觀察到日全食的地方在月球的本影區(qū)內(nèi).設(shè)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(fā)展該飛船的成功發(fā)射顯示我國的增強(qiáng).解析衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn),可近似認(rèn)為繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其向心力由衛(wèi)星所受地球的萬有引力即重力充當(dāng),結(jié)合向心力公式,很易判斷出各項(xiàng)答案為:9089DNA高基因突變頻率,可以加快選育優(yōu)良品種.例14如圖5(a)所示是人造地球衛(wèi)星的兩條軌道示意圖,a是地球同步衛(wèi)星的軌道,b是極地衛(wèi)若已知地球的質(zhì)量和半徑分別為MR地球的自轉(zhuǎn)周期為T引力常量為G則地球同步衛(wèi)星距地球表面的距離為.200141日美國一架軍用偵察機(jī)在我國空域偵察飛行時(shí),將我一架戰(zhàn)斗機(jī)撞毀,導(dǎo)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(jī)場美軍飛機(jī)的情形,假如此照片是圖(a)中的兩種衛(wèi)星之一拍攝的,則拍攝此照片的衛(wèi)星是你判斷的理由:. r0h 0

hR度為300km的圓軌道運(yùn)行度為300km的圓軌道運(yùn)行,軌道半徑為 六、例13 2003年10月15日,我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射“神舟”5號(hào)載人試驗(yàn)飛船飛船繞地球14圈后,地面控制中心發(fā)出返回指令,飛船啟動(dòng)制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、調(diào)整姿態(tài)后,在內(nèi)蒙古中部地區(qū)平安降落.7.72×103ms 33卷第02004年0實(shí)驗(yàn)研究

PhyscsTeachngnMddle

Vol.33Oc安徽師范大學(xué)物理系蕪湖摩擦力是一種重要性質(zhì)的力在學(xué)習(xí)摩擦力知識(shí)及分析摩擦力方向的練習(xí)中多數(shù)學(xué)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(gè)方便操作的摩擦力演示裝置,能夠?qū)⒛Σ亮Φ拇笮『头较蛑庇^地顯示出來,將有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)和正確的思維形成筆者通過反復(fù)研究發(fā)現(xiàn),利用帶滾輪的演示小車和輕質(zhì)彈簧配合,經(jīng)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(xiàn)象明顯,適用于靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的演示現(xiàn)將該、如圖1所示,摩擦力演示裝置結(jié)構(gòu)分上下兩個(gè)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?shù)倪B接,使得上下兩部分構(gòu)成的一個(gè)整體墊板質(zhì)量

較小,整個(gè)裝置質(zhì)量近似等于小車質(zhì)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(dòng),其所受的摩擦力很小,可以忽略不計(jì)當(dāng)外力作用在裝置(小車)上時(shí),整個(gè)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(dòng)或相對滑動(dòng)趨勢,小車會(huì)在墊板上表面移動(dòng),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(dòng)摩擦力或靜摩擦力的大小和方向. 二、

力下鐵熔點(diǎn)的變化情況,研究人員最終估算認(rèn)為,地核的實(shí)際溫度可能在5500℃左右.h,

GMT(1)若地核的體積約為整個(gè)地球體積的GMT該照片是極地衛(wèi)星拍攝的,理由是地球同步衛(wèi)星不可能出現(xiàn)在海南島上空,而只有極地衛(wèi)星才有可能經(jīng)過海南島的上空.七、例15地球內(nèi)部是一種層狀結(jié)構(gòu),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(xì)分為液態(tài)外核和固態(tài)內(nèi)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(xué)家們提出,如果能估算出地核主要成分e元素的熔點(diǎn),特別是固態(tài)內(nèi)核和液態(tài)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(huán)境中