为保证行车安全,我国高速公路的最高限速为120km/h。同时在道路上行驶的车辆还应保持足够的车距。当车辆在高速路上超速行驶,或是车距过小时,发生事故的机率就会大大增加。某型号轿车的最短刹车距离s制动(从开始刹车到车辆静止)跟车辆行驶速度v的关系为s制动=k(v2,公式中系数k=s2/m,轿车行驶速度v的单位为m/s,刹车距离s制动的单位为m。某人驾驶该型号轿车在高速路上以144km/h的速度行驶时,发现道路前方90m处有危险情况发生,若此人的反应时间(从发现问题到做出反应动作)为0.5s,请通过计算判断,他能否在90m内把车停住。
如图所示,是某种“电子测重仪”的原理图。其中电源两端电压U恒为3V,A为托盘,P为金属滑片且固定在托盘下的弹簧上,并能随弹簧上下滑动。开关S闭合,当托盘中不放物体时,P位于R的最上端,R0的电功率为P1;当称量物体质量达到最大值时,滑片P位于R的最下端,R0的电功率为P2,且P1︰P2=1︰9。求:电子测重仪正常工作过程中,电压表示数的范围。(请画出相关电路的等效电路图。)
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超导材料
1911年,荷兰科学家昂内斯(Onnes)用液氦冷却水银时发现,当温度下降到4.2K(-268.98℃时)时,水银的电阻完全消失。1913年昂内斯在诺贝尔领奖演说中指出:低温下金属电阻的消失“不是逐渐的,而是突然的”,水银在4.2K进入了一种新状态,由于它的特殊导电性能,可以称为超导态。后来他发现许多金属和合金都具有与上述水银相类似的低温下失去电阻的特性,这种现象称为超导电性,达到超导时的温度称为临界温度,具有超导电性的材料称为超导材料或超导体。
1933年,迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现,如果把超导体放在磁场中冷却,则在材料电阻消失的同时,外加磁场也无法进入超导体内,形象地来说,就是磁感线将从超导体中被排出,不能通过超导体,这种抗磁性现象称为“迈斯纳效应”。
根据临界温度的不同,超导材料可以被分为:高温超导材料和低温超导材料。但这里所说的“高温”只是相对的,其实仍然远低于冰点0℃,对常温来说应是极低的温度。20世纪80年代是超导电性探索与研究的黄金年代。1981年合成了有机超导体,1986年缪勒和柏诺兹发现了一种成分为钡(Ba)、镧(La)、铜(Cu)、氧(O)的陶瓷性金属氧化物,其临界温度提高到了35K。由于陶瓷性金属氧化物通常是绝缘物质,因此这个发现的意义非常重大,缪勒和柏诺兹因此而荣获了1987年度诺贝尔物理学奖。后来包括中国在内的世界上部分国家又陆续发现临界温度100K以上的高温超导材料。
高温超导材料的用途非常广阔,由于其具有零电阻和抗磁性,用途大致可分为三类:大电流应用(强电应用)、电子学应用(弱电应用)和抗磁性应用。大电流应用即前述的超导发电、输电和储能;电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等;抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。
请回答下列问题:
(1)许多金属和合金具有在低温下会失去电阻的特性,这种现象称为超导电性,达到超导时的温度称为 温度。
(2)超导体 (选填“可以”或“不可以”)用来制作电炉子的炉丝。
(3)如图所示,在甲、乙两图中能表示“迈斯纳效应”的是 图。
(4)高温超导材料的超导电性可以应用于 。
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无叶电风扇
如图所示是一款新型无叶电风扇,与传统有叶风扇相比具有易清洁、气流稳、安全等特点。无叶电风扇开始工作时,其底座中的电动机将空气从进风口吸入,吸入的空气经压缩后进入圆环空腔,再从圆环空腔上的细缝中高速吹出,夹带着周边空气一起向前流动,导致后方更多的空气流入风扇的出风口,风量被显著放大。无叶风扇的细缝结构是根据“康达效应”设计的。“康达效应”亦称“附壁作用”,是指当流体(水流或气流)顺着物体的凸出表面流动时,有向物体吸附的趋向,并沿物体的表面继续向前。
请回答下列问题:
(1)无叶电风扇比传统有叶电风扇更加安全,是因为 。
(2)风扇正常运行时,相同时间内从出风口通过的空气质量 (选填:“小于”、“等于”或“大于”)进风口流进的空气质量。
(3)下列实例中与无叶电风扇的细缝结构设计原理类似的是 。
A.载重汽车装有许多车轮
B.飞机飞行时机翼获得升力
C.游艇能够漂浮在海面上
D.轮船经船闸从上游驶往下游
(4)在相同的时间内,无叶电风扇出风口输出能量比进风口输入能量要大,这是因为 。
实验桌上备有如下器材:如图所示的已知底面积为S的金属圆柱体(其侧面带有间距均匀的刻线),已调零的弹簧测力计、三个相同的烧杯分别装有足量的盐水、水和酒精(已知:(盐水>(水>(酒精)。请你利用上述器材设计一个实验证明:“在深度相同时,液体的密度越大,液体产生的压强越大”。要求:
(1)写出实验步骤。
(2)画出实验数据记录表。
小萱了解到:纸的着火点为183℃,酒精灯的火焰温度约为400~500℃。于是小萱认为:“用酒精灯的火焰对纸接触加热,纸一定会燃烧”。实验桌上备有光滑的厚纸一张,带支架的铁架台、酒精灯各一个,火柴一盒。请你选用上述实验器材,并补充必要的辅助器材,设计一个实验证明:用酒精灯的火焰对纸接触加热,纸不一定燃烧。要求:写出补充的实验器材,实验步骤,并简要说明原因。