初中物理科普阅读——9、新闻事件

九、新闻事件
北京8分钟
（2019年怀柔一模）
2018年平昌冬奥会闭幕式上，“北京8分钟”表演惊艳全世界，同时宣告冬奥会进入北京时间。

短短8分钟
的表演却蕴涵着大量的“中国智慧”和“中国制造”闭幕式上，演员穿着目前国内最大尺寸的熊猫木偶道具进行轮滑表演，给人留下了深刻印象。

为达到最佳表演效果，需要严格控制道具的制作团队在原有工艺的基础上不断改良和创新，经过反复对比和测试，最终确定用铝合金管材和碳纤维条作为制作材料。

最终
版的熊猫木偶道具质量仅为10kg 装载着大屏幕的机器人与轮滑舞者进行了互动表演，
为体现冰雪主题，大屏幕也使用了新技术，让它们看起来像是用冰雪制成的“冰屏”，
每块“冰屏”长3m 。

为保证“冰屏”具有较强的抗风能力，“冰屏”的整个结构非常
精密，卡槽与屏之间的距离达到微米级，经过风洞测试，每块“冰屏”都能承受15m/s
的风速，目前我国的“冰屏”技术已处于世界领先水平。

舞台上要求演员衣服轻薄，动作舒展流畅，由于现场气温低至﹣3℃，为做好演员
的保暖工作，超薄保暖服采用了超级新型纳米材料——石墨烯发热膜。

演员上场前，需先对服饰内的电池进行充电。

充电完成后，石墨烯发热膜保暖服可在﹣20℃的环境中工作4小时，确保了演员穿着舒适和演出成功。

（1）熊猫木偶道具选用铝合金管材和碳纤维条作为制作材料，除了考虑材料的强度和韧性外，还因为这些材料__ 较小；
（2）在对“冰屏”进行抗风能力的风洞测试中，让屏幕正对风的方向，若增大风速，风对屏幕产生的作用力__ （选填“变小”、“变大”或“不变”）；
（3）在给保暖服内的电池充电时，电能转化为__ ___能；
（4）演员在地面上做曲线运动时，受到的力是___ ____（选填“平衡力”或“非平衡力”）。

【参考答案】（1）密度；（2）变大；（3）化学；（4）非平衡力。

“人群农场”为火车站供电
（2017-2018年海淀期末） 一说到农场，很多人一定会想到奶牛场或庄稼农场，可是两名麻省理工学院的研究生正在欧洲进行一项火车站
设计工程，他们最近有了个奇怪的想法——把人的运动的机械能转化为电能。

他们的“人群农场”将会利用人们走动时对地板的作用来产生电。

他们设想：在车站广场等人流密集的地方的地板下安装一种“压电”
设备，把人流踩踏地板时的冲击能量接收下来并转化为电能进行照明或其
它用途。

他们在一个车站里安放了一只如图30所示的“压电”小凳进修
试验，人坐上去后，通过压力作用而产生电能，让四只发光二极管亮起来。

他们的设计利用了物理学中的压电效应。

压电效应就是某些物质在沿
一定方向上受到外力的作用而形变时，它的两个相对表面上就会带电，两
端形成一定的电压，压力越大，产生的电压往往越高，这种压电效应也叫
正压电效应。

反之，当给这种物质两端加上电压时，它们就会发生形变，
这种现象叫逆压电效应。

材料两端所加电压越大，它的形变就越大。

能产
生压电效应的材料叫压电材料。

压电效应在生活中有广泛的应用，某些打火机和煤气灶的点火开关、炮弹触发引线、压电地震仪等都应用了压
电效应。

某些声音的记录和再现中也应用了压电效应。

使用某种装有压电材料膜片的话筒时，声源的振动会使压电材料两端电极上产生电压，电压的大小随着声音的变化而变化。

这种压电材料上电压的变化，再通过电子装置，变成无线电波传到遥远的地方。

这些无线电波为收音机所接收，安放在收音机喇叭上的压电材料膜片由于两端加有与
声音相关的变化的电压而振动发出声音。

话筒中的压电材料膜片能“听得见”声音，而喇叭上的压电材料膜片则会“说话”。

图22 图30
请根据上述材料，回答下列问题：
下列说法中正确的是 。

（选填选项前的字母，符合题意的选项多于一个）
A ．正压电效应过程的能量转化是电能转化为机械能
B ．逆压电效应过程的能量转化是电能转化为机械能
C ．“人群农场”为火车站供电利用的是正压电效应
D ．安装在喇叭上的压电材料膜片振动发声利用的是正压电效应
请你利用压电材料设计一个发电童鞋，为鞋底的发光二极管供电。

请简述设计方案以及发电方法。

【参考答案】31．BC 。

32．示例：压电材料制成的发电装置和发光二极管相连。

压电材料制成的发电装置装配在童鞋鞋底内部，行走时脚对压电材料产生压力，基于压电效应转换为电能，这些电能直接用于发光二极管发光。

超级蓝血月
（2018年西城二模）
北京时间2018年1月31日晚，夜空中上演了天文奇观——“超级蓝血月”，如图29所示。

这是152年来超级月亮、蓝月亮和月全食首次同时出现。

由于月球绕转地球运行的轨道是一个椭圆形，月亮在这个椭圆形的轨道上运行，有时会靠
近地球，有时会远离地球，当月亮位于近地点时，我们看到的月亮便是“超级月亮”。

一般来说，
“超级月亮”发生时，比远地点的月亮大14%，也要更亮30%左右。

“蓝月亮”并不是说月亮会变成蓝色，而是一个天文术语，由英语“blue moon ”直译而来，
英语中用“Once in a blue moon ”来形容事情的罕见。

“蓝月亮”有两个定义，一个是指季度
里的第四次满月称为蓝月亮，即季度蓝月亮。

也有天文爱好者认为，蓝月亮是指一个月中的第
二次满月，即月份蓝月亮，这种说法也得到天文界的认可。

月全食是月食的一种，即当太阳、地球和月球处在一条直线上时，处在中间的地球挡住了太阳直接照射到月球上的光，整个月球落在地球的影子里，月亮的亮度变暗。

月全食的时候，穿过大气层的阳光中波长较短的蓝绿色光都被地球的大气层所吸收或散射，射抵月球上的光就主要以波长较长的红色和橙色光线为主，从而使月球表面呈现出橘红色，被称为“红月亮”或“血月”。

“蓝月亮”并不稀有，但如果“蓝月亮”是一颗“超级月亮”，又同时发生月全食，那就是十分罕见的天象。

【参考答案】（1）近 （2）B （3）长，小
极光
（2015-2016年东城期末）
美丽的极光一般呈带状、弧状、幕状或放射状，这些形状有时稳定有时作连续性变化。

它们有着五颜六色的光辉，像飘舞的彩带，又像万里长虹。

在大约离磁极25°～30°的范围内会常出现极光，这个区域被称为极光区或者极光椭圆带。

其实极光是地球周围的一种大规模放电的过程，极光产生的条件有三个：大气、磁场、高能带电粒子。

这三者缺一不可。

极光不只在地球上出现，太阳系内的其他一些具有磁场
的行星上也有极光。

一种理论认为极光是太阳与大气层合作表演出来的作品。

在太阳创造的
诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为“太阳风”。

太阳风是太阳喷
射出的带电粒子，是一束可以覆盖地球的高能带电粒子流，属于等离子态。

太
阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场。

地
球磁场形如漏斗，尖端对着地球的南北两个磁极，由于地磁场的作用，太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个“漏斗”沉降，进入地球的两极地区。

两极的高层大气，受到太阳风的轰击后会发出光芒，形成极光。

在南极地区形成的叫
图29
南极光，在北极地区形成的叫北极光。

人们看到的极光，主要是带电粒子流中的电子造成的。

而且，极光的颜色和强度也取决于沉降的带电粒子的能量和数量。

用一个形象比喻，可以说极光活动就像磁层（地磁场分布在地球周围，被太阳风包裹着，形成一个棒槌状的胶体，它的科学名称叫做磁层。

）活动的实况电视画面。

沉降带电粒子为电视机的电子束，地球大气为电视屏幕，地球磁场为电子束的导向磁场。

科学家从这个天然大电视中得到磁层以及日地空间电磁活动的大量信息。

在极光发生时，极光的显示和运动是由于带电粒子流受到磁层中电场和磁场变化的调制造成的。

根据以上短文，请回答以下问题：
（1）没有高能带电粒子，人们 （选填“能”或“不能”）看到极光现象。

（2） 在地球的两极地区轰击高层大气从而形成了五颜六色的极光。

（3）依据短文中的信息，你认为地球上的极光 （选填“容易”或 “很难”）在赤道附近出现，其主要理由是 。

【参考答案】（
1）不能（2）太阳风（或高能带电粒子）（3） 很难 地球赤道处的磁场太弱
像鸟一样飞翔----无动力三角翼飞行第一人
（2017-2018年东城期末）
无动力飞行大师杨龙飞用两分钟的时间，依靠无动力三角翼从湘江东岸滑翔至西岸。

杨龙飞的起飞点在湘江边某高楼 50层楼楼顶，只见杨龙飞带着一副无动力三角翼，通过一阵急促的助跑动作后，从起飞平台一跃而起，于是他整个人向前跨出楼顶平台。

刚开始，我们看到杨龙飞在空中快速下坠，好惊险！说
时迟，那时快，只见杨龙飞迅速调整姿态和角度，3秒后，就像鸟儿一样在天空滑翔起
来，他感觉风呼呼的从脸庞刮过，倍感凉爽，美丽的城市景色从眼下快速掠过，人们一
片欢呼，挑战成功！
专家分析，三角翼本身没有动力，在空气中永远是在下降的。

高飞是依靠飞行员找
到上升气流，当上升气流的上升速度超过翼本身的下降速度时三角翼就会上升。

上升高
度取决于热气流顶部的高度，一般这个高度也就是云的高度。

如果技术够好一般可以飞
到云底。

云底高度在各个地方和天气略不相同，通常会在相对地面2000到4000米左右。

三角翼不同于飞机的飞行原理，飞机主要是依靠机翼的弧形利用流体流速大压强小的原理产生升力。

而三角翼主要是依靠大面积机翼，利用迎角和上升气流产生的升力而向上飞行，迎角又称攻角，是翼弦与迎面而来气流的夹角。

翼型的弧度只起到辅助升力作用。

如果挑战者不能快速精准寻找气流支撑，以保持一定高度滑翔，就极有可能一头栽下直至坠毁。

阅读上面的新闻报道，回答下列问题。

（1）杨龙飞需通过助跑，才从起飞平台一跃而起，请你用所学过的物理知识解释他需要助跑的原因，并举一个生活中利用这个道理的实例；
（2）通过阅读，请你分析下列说法中正确的是（ ）
A 、三角翼的飞行原理主要是利用了流速大压强小的原理使三角翼获得了升力
B 、运动员在利用三角翼飞行过程中，机械能不守恒
C 、运动员在利用三角翼飞行过程中，可以向小鸟一样轻易改变飞行方向，是因为运动员的惯性变小了
D 、利用三角翼飞行可以上升到2000--4000米的高空是因为飞行时浮力大于重力
（3）如何改造可以让三角翼飞的更高更远，请你给出一条合理的建议。

【参考答案】（1）助跑是为了利用惯性，使起飞时具有一定的速度 跳远、跳高之前助跑（答案合理即可）
（2）B （3）①选用强度相同密度更小的材料制作三角翼②增大三角翼的机翼面积（答案合理即可）
无针注射器
（2017年海淀二模）
“无针注射器”就是在注射药物时不借助针头，应用高压射流原理，使药液形成较细的液体流，瞬间穿透皮肤到达皮下的一种注射装置。

图31甲所示是某种弹簧机械式无针注射器，使用时通过注射器内的弹簧产生强大的动力，快速推动内部的活
图24
塞，推动注射器前端瓶内的药液，使其通过瓶前端的微孔，以“液体针”的形式瞬间穿过表皮细胞，渗透入皮下组织，完成注射。

图31乙所示是另一种电动式无针注射器。

其内部有磁体和金属线圈，线圈与存放药物的瓶内活塞相连。

通电时，电流的磁场与永磁体的磁场相互作用，产生强大助推力，推动活塞前进，在高压下，以接近空气中声音的传播速度完成注射。

科研工作者还设计了其他类型的无针注射器。

无针注射技术可以称为“医用注射技术的一次革命”，它能消除被注射者对针头的恐惧，减缓疼痛，并且环保无污染。

目前，我国已经成为国际上为数不多的可以生产无针注射器的国家。

请根据上述材料，回答下列问题：
（1）弹簧机械式无针注射器内的弹簧产生强大的动力，这个过程中发生的能量转化主要是由弹性势能转化为 。

（2）电动式无针注射器是依靠磁场对 有力的作用，推动活塞工作的。

（3）无针注射器与传统注射器相比，其优点是 。

（写出一点即可）
【参考答案】（1）动能 （2）通电导体 （3）消除恐惧、减缓疼痛、环保无污染（写出一点即可）
图
31 甲
乙。