激光的应用
1958年,人类在实验室里激发出一种自然界中没有的光,这就是激光(如图),在传播很远的距离后仍能保持一定的强度。激光的这个特点使它可以用来进行精确的测距。对准目标发出一个极短的激光脉冲,测量发射脉冲和接收反射脉冲的时间间隔,激光测距雷达诞生后在精密领域替代了传统的“声呐”测距。由于平行度好,激光可以会聚到很小的一点上,让这一点照射到光盘上,经处理后还原成声音和图像,由于会聚点很小
激光还有一个特点是亮度高,也就是说,它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量,可以使物体被照的部分迅速上升到极高的温度,最难熔化的物质在一瞬间也要“消失”了。因此可以利用激光束来切割各种物质、焊接金属以及在硬质材料上打孔。医学上可以用激光作“光刀”来切割皮肤,还可以用激光“焊接”脱落的视网膜。
(1)激光在真空中的传播速度为
(2)在传播很远的距离后仍能保持一定的强度,是因为激光束的
(3)激光测距与初中物理学到的
(4)用激光作“光刀”来切割皮肤、切除肿瘤、“焊接”脱落的视网膜,是利用激光
“天丹一号”与“天官二号”成功对接
我国自主研制的“天宫二号”空间实验室已于2016年9月15日发射成功,“天宫二号”在距地面高度380km圆形轨道上绕地球匀速运行,绕地球一圈的运行时间是90分钟,“天升一号”货运飞船干2017年4月20日由长征七号火箭成功发射升空,并于2017年4月22日与“天宫二号”首次自动交会对播成功,如图甲所示,为我国建立自己的空间站迈出了坚实的一步。(圆周=3)(1)当火箭升空时,火箭相对地球处于(2)如图乙所示,设施球半径为6370km,“天宫二号”空间实验室在阴形轨道上正常运行,此时天宫二号所做的运动
超声波指纹识别技术
传统指纹识别技术(TouchID)已成为智能手机的标配。随着黑科技超声波指纹识别技术(SenseID)的出现,屏下指纹的全面屏手机(如图所示)变得越来越普及,与传统指纹识别技术不同,超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹,并根据接收到的反射超声波分析得出指纹的信息,进行比对解锁,超声波是频率超过人类听觉上限的声波,具有穿透力强的特点,能够穿透玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石和塑料等物质。此外,超声波扫描能够不受手指上可能存在的污物影响,例如汗水、护手霜或凝露等,从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。(1)超声波是指频率高于(2)SenseID系统能置于手机内部,是因为超声波具有
(3)以下超声波的应用中用到的原理与超声波指纹识别的原理不同的是
A.倒车雷达 B.渔船声呐系统 C.超声碎石
(4)某手机利用SenseID系统,从发出超声波到接收到指纹反射的超声波用时,由此可知SenseID系统到手机屏幕表面的距离为
(5)用手指触摸手机屏幕时,ScnseID系统向手指上若干个位置发射超声波,系统检测到被手指反射的信号时,所需的时间随位置变化的情况如图1所示,由图2可知手指上指纹的大致形状最可能是
(2)发射火箭时,为了保护发射台的铁架不被火箭向下喷射的高温火焰所熔化,工作人员在台底建造了一个大水池,当高温火焰喷到水中时,产生了迅速扩展的庞大的白色“气团”,白色“气团”是
(3)火箭从地面加速上升时,载人飞船与运载火箭是相对
(4)宇航员在空间站内能直接对话,在空间站外却不能,原因
牛顿发现,颜色不是物体固有的特性,而是光经过物体表面吸收和反射之后,我们看到反射的光。比如,红色不是苹果本身带有的,而是苹果表面将其它颜色的光吸收,反射的光的颜色被我们的眼睛所接收,大脑识别是红色的,所以我们看到的苹果是红色的。光在传播过程中可能被反射,也可能被散射。红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光中红光波长最长,紫光波长最短。光在空气中传播时,会遇到大气分子、水蒸气微粒以及尘埃微粒等障碍物,障碍物会将光的一部分能量散射出去,而另一部分能量穿过障碍物继续向前传播。散射出去的能量占多大比例与光的波长有关,波长越短,被散射出去的能量越多,穿过的能量越少。
在相同条件下,红、橙光被散射出去的能量少,而穿过的能量多,可以传到越远的地方,因此用红灯表示停止和危险的信号,可以使车辆和行人在远处就能发现,及早做好准备。雾天行车,车上要开黄色雾灯,也是这个道理。太阳光中蓝光被微小尘埃散射要比红光强十倍以上,因此天空呈浅蓝色,是大气散射太阳光的结果。
(1)如图所示为白光通过三棱镜后发生的光的星辰之上的中国超级“净化器”
2021年10月16日,神舟十三号乘组成功进驻天宫空间站,开启了新的旅程,他们将在轨生活6个月。图甲是航天员在空间站起床后洗漱的情形。在空间站长期工作,航天员喝的水从哪里来?据专家介绍,我国空间站的水资源主要来自三部分:其一,航天员(货运飞船)上行时携带的少量的水。另外的两部分水,自来空间站的“环控生保系统”——其工作原理图如图乙所示。“环控生保系统”启动后,冷凝水系统会把收集起来的水蒸气凝结成水,经净化系统净化后,存入饮水储水箱,供航天员饮用。尿处理系统采用蒸汽压缩蒸馏技术,从“尿”中取得“蒸馏水”,这些水经电解系统电解后得到氢气(),氢气()在“萨巴蒂尔反应器”中发生化学反应,生成的水——再生水,再生水经净化系统深度净化后,也存入饮水储水箱。尿处理系统能够从6升尿液中提取出5升蒸馏水。萨巴蒂尔反应器最大产水速度为2.5升每小时。净化后的水,可以满足在空间站中长期作业的航天员饮用、清洁和制氧等用途。(1)以地球为参照物,天宫空间站是
(2)冷凝水系统中将水蒸气凝结成水,这是一种
(3)若萨巴蒂尔反应器以最大产水速度产水,3小时可生产出
新能源智能汽车
目前,新能源智能汽车进入许多家庭,随着科技发展,具备产业深度融合,已成为汽车产业发展战略方向,车顶覆盖薄膜式太阳能电板,车窗采用“智能玻璃”(透过玻璃的光照度与入射光照度之比),还具有单向透光功能,可以从车内看到车外景象;车身配有多个雷达,充分提高了行车的安全性。(1)汽车挡风玻璃是倾斜的,目的是使车内物体通过挡风玻璃所成的像位于
(2)汽车雷达启动后发出
(3)薄膜式太阳能电板应设计成
热膨胀
大多数物质在温度升高时,其体积增大,温度降低时体积缩小,物体因温度改变而发生的膨胀现象叫热膨胀。物体的热膨胀性质反映了材料本身的属性,不同物质的热膨胀程度不同。单位体积的某种物质,温度升高时体积的变化量叫做这种物质的热膨胀系数,可以用来表示。
测量材料的热膨胀系数,不仅对新材料的研制具有重要意义,也是选用材料的重要指标之一。在工程机构设计、机械和仪表制造、材料的加工和焊接等过程中都必须考虑材料的热膨胀属性。材料的热膨胀属性也有许多有利的应用,如液体温度计、喷墨打印机等。
下表是在压强不变时,某些固体、液体在时的热膨胀系数。
物质 | 铝 | 钢 | 铜 | 乙醇 | 甘油 | 水银 |
熔点/ | 660 | 1300~1400 | 1083 | 17.8 |
(2)一个物体在温度为时的体积是,当温度升高到时体积变为,请你根据热膨胀系数的定义写出热膨胀系数的表达式
(3)双金属片由两种金属制成,上层为铜,下层为钢,当温度升高到某一值时,双金属片将向
如图所示,人眼的晶状体相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,它到晶状体的距离是固定的,正常的人眼能看清远近不同的物体,都是依靠调节晶状体的平凸程度,使视网膜上都能获得清晰的像。近视眼是由于晶状体过凸,在观察远景时,像不能落在视网膜上、远视眼是由于晶状体过扁,在观察近景时,像不能落在视网膜上、由眼睛的调节作用所能看清楚的最远点,叫远点,正常眼的远点在极远处。眼睛所能看清楚的最近点,叫近点,正常眼的近点约距眼睛10cm。
(1)人眼所看到的像是
(2)正常人看远景或近景都能在视网膜上成清晰的像,这是通过改变
(3)下图中能表示近视眼的成因的是
(4)根据上文,你认为人的正常眼的观察范围是
A.0~10cm B.10~25cm C.从10cm到极远处 D.0~25cm
10 . 阅读短文,回答问题。
菲涅尔透镜
甲图中图1是平凸透镜的截面图,由光学知识可知,平行光由平凸透镜左侧垂直入射,在透镜中传播方向不变,只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折,并会聚于焦点。若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉,保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜平面处,即为图3,这样的透镜叫做菲涅尔透镜(又称螺纹透镜)。菲涅尔透镜与平凸透镜一样,都能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。与平凸透镜相比,菲涅尔透镜减少了光在透镜中直线传播的部分,只保留透镜发生折射的曲面,在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。菲涅尔透镜有着广泛的应用,如图乙为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜,从上方俯视,它由数个同心圆纹路的玻璃组成。大型菲涅尔透镜是聚光太阳能系统中重要的光学部件之一,它能提高太阳能板上单位面积获得的光能,如图丙所示,从上方垂直菲涅尔透镜的光束,在一半焦距处面积只有原来的四分之一,请回答:
(1)菲涅尔透镜与平凸透镜对光都有
(2)下面关于菲涅尔透镜的说法,正确的是
A.使用菲涅尔透镜的手机,闪光灯部分可以做得更厚
B.与相同直径的平凸透镜相比,所用材料减少
C.菲涅尔透镜是由一圈圈凸透镜和凹透镜组成
D.与相同直径的平凸透镜相比,要损失更多的光能
(3)不考虑光传播过程中的能量损失,如题中图丙所示,一太阳能板置于菲涅尔透镜下方的一半焦距处,则与不放置菲涅尔透镜相比,太阳能板受光部分单位面积上的光能提高约为原来的
(4)将菲涅尔透镜放置在阳光下从而将光集中在太阳能板上,为保证最佳的聚光效果,图中,正确的放置方法是
A. B.
C. D.