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题型:科普阅读题 难度:0.65 引用次数:1084 题号:14020175
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“天路”上的热棒技术


被称为“天路”的青藏铁路,在修建时遇到的最大问题就是多年冻土对路基的影响,青藏高原多年冻土的年平均气温约为-3.5°C~-2°C,夏天气温上升,冻土层中的冰就要熔化,使路基硬度减弱,火车的重压会使路基及铁轨严重变形,而冬天温度降低,冻土层的水结冰,上面的路基和钢轨就会鼓起来,冻土层反复冻融及冬季不完全冻结,严重危及铁路路基,火车极易脱轨.因此,为了使冻土层保持稳定,工程建设者们有许多发明创造,其中有项技术叫“热棒”。
在冻土区,路基两旁插有一排排碗口粗细、看上去像护栏的金属棒,如图甲所示,这就是“热棒”。它们的间隔为2m,高出路面2m,插入路基下5m。棒体是封闭中空的,里面灌有液态的氨,外表顶端有散热片。图乙是热棒的工作原理图。我们知道,酒精比水更容易变成气体,而液态氨变成气体比酒精还要容易。当棒的下方一端受热时,里面的液态氮会吸热而变成气态氨,在管内压力差的作用下,蒸气上升至冷凝段,与较冷的冷凝器管壁接触,放出热量,再通过冷凝器的散热片将热量传递到空气中,同时蒸气物质遇冷冷凝成液体,在重力的作用下,液体沿管壁回流到下方一端,再蒸发,如此循环往复。正是液态氨在“热棒”中默默无闻地工作,使它成了保持路基冻土的“冰箱”。

(1)当它的下方一端受热时,里面的液态氨会变成气态氨,气态氨跑到上方一端时会变成液体需要______ (选填“吸热”、“放热”);
(2)“热棒”能够保持路基冻土,是因为液态氨具有______的特性;
A.沸点高                  B.沸点低               
(3)下列说法正确的是______
A.热棒工作时,氨从气态到液态是通过压缩体积的方法实现的
B.散热片的作用是提高气态氨的吸热效果
C.热棒工作时,上端发生的物态变化是液化
D.冻土中的水结冰时体积要收缩
(4)热棒工作时,地面空气温度______(低于/等于/高于)冻土的温度;
(5)热棒具有独特的单向传热性能:热量只能______(向上/向下)传输,反向不能传热。

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科普阅读题 | 适中 (0.65)
解题方法
【推荐1】阅读短文,回答问题
全碳气凝胶
“全碳气凝胶”是浙江大学的科学家发明的一种新型材料,它是将石墨烯和碳纳米管两种材料加入水中,在低温下冻干后再除去水分,保留“骨架”,研制出的一种超轻材料.
“全碳气凝胶”构造类似于海绵,具有良好的导电性,是世界上最轻的材料之一,密度仅为0.16mg/cm3.一个杯子大小的气凝胶静止在叶尖上,叶子只发生了微小弯曲,如图所示.它还可吸收相当于自身质量900倍的油,有望在海上漏油、净水、净化空气等污染领域发挥重要作用.

(1)密度仅为0.16mg/cm3,“0.16mg/cm3”表示的物理含义是_______________________ ; 体积是1m3的全碳气凝胶质量为____g.
(2)让100cm3大小的“气凝胶”“踩”在狗尾巴草上,纤细的草须一点都没有被压弯,如图所示.若将其压缩至很小体积之后也能迅速复原,则可判断,“全碳气凝胶”材料至少具有_____
_________好的特点.
(3)下列“全碳气凝胶”实际应用中,不可能实现的是(     )
A.清洗厨房的油烟机
B.吸除冰箱内的异味
C.做打桩机的重锤
D.做电影场景中倒塌的“墙壁”
(4)1dm3的“全碳气凝胶”最多能吸收的有机溶剂重力为___N.(g取10N/kg)
(5)航天飞机的总质量为2×106kg,航天飞机的材料密度约为4.0×103kg/m3,若采用气凝胶制造一架同样大小的飞机,则需“气凝胶”质量___kg.
2016-12-07更新 | 334次组卷
科普阅读题 | 适中 (0.65)
【推荐2】根据所学物理知识,结合给予信息,回答问题。
我国航天事业取得了瞩目成就,北京时间2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射成功。飞船入轨后,将按照预定程序与空间站组合体进行自主快速交会对接,神舟十七号航天员乘组将与神舟十六号航天员乘组进行在轨轮换。在空间站工作生活期间,神舟十七号航天员乘组将进行多次出舱活动,大量空间科学实(试)验,完成舱内外设备安装、调试、维护维修等各项任务。
(1)“神舟十七号”发射升空时,火箭点火向下喷出气体,使火箭获得上升的推力,这是因为物体间________
(2)为了防止火箭与空气剧烈摩擦产生的热量烧蚀火箭表面,在制作火箭的外层应选用________(选填“密度小”、“耐高温”或“导电性”)的材料。
(3)已知一个成年人一天需要消耗氧气的约为580L,氧气密度为,则“神舟十七号”的三名航天员一天总共需要消耗________kg氧气(保留两位小数)。
(4)航天员进行出舱活动一段时间后,所携带的氧气瓶内氧气体积将________,密度将________(均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
2024-04-23更新 | 58次组卷
科普阅读题 | 适中 (0.65)
【推荐3】请阅读《编钟》并回答问题。

编钟

编钟是中国古代一种青铜打击乐器,规模庞大,制作复杂,科技含量高,被称为“中国古代乐器之王”。
编钟在铸造时,将青铜熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里,经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸的钟体。铸造时不仅考虑钟的美观,还要考虑它的声学特点。铸造时在铜中要加入适量的锡和铅,各种金属成分微妙的比例变化,对编钟的声学性能、机械性能有重大影响。青铜中加锡,能提高青铜的硬度。但含量过高,青铜就会变脆,不耐敲击。青铜中加铅,可降低熔点,增加青铜熔铸时的流动性。还可以减弱因加锡导致的脆性,使所铸的钟耐敲击,如果含铅量过高,钟的音色又会干涩无韵。
编钟体现了古代工匠对于音乐艺术所付出的努力和智慧,也证明了古代中国在铜器制作方面所取得的成就。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)铸造编钟钟体过程中,青铜由固态到液态再到成型的钟体,经历的物态变化是先____________________
(2)铸造编钟的过程中加入适量锡和铅,可以提升编钟的___________________和机械性能;
(3)现有某一编钟钟体的1∶1仿制品一件,经测量该仿制品的质量为0.3kg,密度为1.1×103kg/m3,编钟的质量为2.4kg,此编钟密度为_____________kg/m3
2024-04-27更新 | 163次组卷
共计 平均难度:一般