生活中的物理题，有解释越多越好

【专家解说】：一. 医药卫生类 1. 在诊断中，有一项血液检查叫“血沉”。设血液是由红血球和血浆组成的悬浮液，将它放进竖直放置的血沉管内，红血球就会在血浆中匀速下沉，其下沉的速率就叫血沉。某人的血沉值为v=10mm/h。把红血球看作是半径为R的小球，它在血浆中下沉时所受的粘滞阻力为f=6πηRv，其中η=1.8×10-3PaS，血浆的密度为ρ1=1.0×103kg/m3,红血球的密度为ρ2=1.3×103kg/m3，试估算红血球半径的大小。 分析：红血球在血浆中匀速下沉时的受力图如右：F1为血浆对红血球的浮力，F2为红血球的重力，f为粘滞阻力。这三个力的合力为零，可求R。 解答：F2=F1+f，F1=ρ1Vg，F2=ρ2Vg，V=4πR3/3，f=6πηRv,代入数据计算后可得R=2.7×10-6m。 2.利用放射性同位素可以做医学检测。比如将1mL含有放射性同位素钠24的溶液注射入人体内，注射前测得该溶液每秒放出2000个射线粒子。经7.5个小时后，抽取该人体内1mL血液，测得这1mL血液每秒放出0.24个射线粒子。已知钠24的半衰期是15小时，求该人体内的血液总量。 分析：钠24进入人体内后经过7.5小时可认为已经均匀分布在全部血液中。而每毫升液体每秒钟放出的射线粒子数和其中所含的钠24的原子核的个数是成正比的。先计算经过半个半衰期后注入人体内还剩余的全部钠24 每秒钟应放出的射线粒子数，再用比例求出血液总量。 解答：7.5小时后，剩余钠24每秒放出粒子 个而抽出的1mL每秒只放出N=0.24个，因为钠24已均匀混合在血液中，所以有： ，即血液总量为5.9×103mL=5.9L。 二. 交通安全类 3.为了安全，在高速公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离。已知某高速公路的最高限速为v=120km/h。假设前方车辆突然停止运动，后面汽车的司机从眼睛发现这一情况，经过大脑反应，指挥手、脚操纵汽车刹车，到汽车真正开始减速，所经历的时间需要0.50s（即反应时间），刹车时汽车所受阻力是车重的0.40倍，为了避免发生追尾事故，在该高速公路上行驶的汽车之间至少应保留多大的距离？ 分析：在反应时间内，汽车仍保持原速匀速运动；开始刹车后，做匀减速运动。两段距离之和就是两车间的最小距离。 解答：先把单位换算好，v=120km/h=33.3m/s,匀减速过程的加速度大小为a=kmg/m=4m/s2。匀速阶段的位移s1=vt1=16.7m,减速阶段的位移s2=v2/2a=139m，所以两车至少相距s=s1+s2=156m。 4.太阳能汽车是利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能，再利用电动机驱动汽车的一种新型汽车，目前正处在实验阶段。实验车的形状都比较怪，有一个几乎布满全部车身的太阳能电池板，还有流线型的外形，仅有的一位乘员（驾驶员）拥有的空间也极为有限。今后随着太阳能电池板效率的提高和轻型高强度的车体材料的出现，实用型的太阳能汽车必将会出现在我们的生活中。某辆实验车，太阳能电池板的总面积为S=8m2，电池组提供的电压为U=120V，提供给电动机的工作电流为I=10A，电动机内阻为R=2Ω，太阳光照射到电池板上单位面积上的辐射功率为P0=1KW/m2，已知电动机的效率为η=90%，在水平路面行驶时车受的阻力为f=150N那么这辆实验车在该路面上行驶的最大速度是多大？它所用的太阳能电池板的效率η/是多少？ 分析：由电压、电流、内阻，可以求出电池组的输出功率P1，再由电动机效率求出汽车的机械功率P2，最大速度行驶时牵引力等于阻力，由P2=Fvm可求该最大速度。 解答：P1=UI-I2R=1000W，P2=P1η=900W，∴Vm=P2/f=6m/s。 η/=UI/P0S=15% 5.铁路上列车的运行速度很大，车轮与铁轨间的动摩擦因数又不大，所以飞驰的列车在发生险情紧急刹车到完全停下的制动距离是很大的。据实际测定，车速为80km/h时，这个制动距离为800m。我国铁路经过三次提速，在一些路段，一些车次上，行车速度已达到140km/h。求：⑴紧急刹车时列车的加速度大小是多大？⑵当车速提到140km/h时，制动距离变为多少？ 解答：⑴v1=80km/h =22.2m/s，a=v12/2s=0.309m/s2 ⑵v2=140km/h=38.9m/s，s=v22/2a=2.45×103m 三. 生活与家电. 6.如果家用热水瓶中的热水没有灌满而被盖紧瓶塞，而且瓶塞的密封程度又很好的话，经过一段时间后再打开瓶塞时可能会比较困难。设灌开水时水温为970C，再次想打开瓶塞时水温为570C，瓶口的横截面积为S=10cm2，大气压为标准值（取P0=105Pa），手指与瓶塞间的摩擦因数为μ=0.5，试估算再次打开瓶塞时手指至少要用多大的压力捏住瓶塞？ 分析：以被封闭在瓶内的空气为研究对象（不考虑水汽的影响），用查理定律，求出末压强，根据内外压力差求出打开瓶塞所须向上的力。这个力是静摩擦力，再根据摩擦力F=μFN求出压力。 解答：把瓶塞近似看作圆柱体形，其受力图如右。两个手指跟瓶塞间的摩擦力为F，压力为FN，则2F+PS=P0S，F=μFN，P/P0=T/T0，其中T0=370K，T=330K，代入数据可得：FN=11N。 7.高压锅的锅盖密封良好，盖上有一个排气孔，上面倒扣一个限压阀，利用其重力将排气孔压住。加热后，当锅内气压达到一定程度时，气体就会把限压阀顶起来，使高压气排出，这样就使锅内能保持一个较高的稳定的压强。设限压阀的质量为m=0.1kg,横截面直径为D=2cm，排气孔直径为d=0.3cm，大气压为标准值（取P0=105Pa），则锅内气压最大可达多少Pa？若压强每增加3.6kPa，水的沸点相应升高10C，那么高压锅内的水温最高能达到多高？ 分析：由刚好把限压阀顶起时的受力图可求当时锅内的压强P，再由压强差求沸点。 解答：高压气刚好把限压阀顶起时，由图知P=P0+mg/S,其中S是排气孔的横截面积（不是限压阀的横截面积，因为只有排气孔面积内的内外气压不同），得P=2.4×105Pa。每增加3.6kPa沸点升高10C，现在压强比标准大气压增加1.4×105Pa，所以沸点升高1.4×105÷3.6×103=390C，因此锅内水温最高可达1390C。 8.微波炉是一种新型家用电器。用它加热含水分较多的食品效果很好。它的加热原理是利用磁控管发出频率为2450MHZ的微波，微波经炉顶的波导传输到加热室。水分子是极性分子，它的正负电荷的中心是不重合的。因此当有微波通过时，水分子将随着微波引起的振荡电场的变化而快速振动起来。又因为该微波的频率和水分子振动的固有频率相同，因此能使水分子发生共振，分子动能迅速增大，使食物的内能增大，温度升高。如果水以冰的形式存在，由于固体分子间的结合得较紧密，吸收微波的能力就很低，加热时会很不均匀。根据以上说明，微波炉能加热含水分较多的食品的原因是由于它们具有以下特点：①____②____③_____。可以推出水分子振动的固有频率为_______HZ。 解答：①水分子是极性分子；②水是液态；③水分子的固有频率和微波炉发出的微波的频率相同。水分子的固有频率为2.45×109HZ。 9.电视机显象管里，电子以E=1.8×104ev的动能打在电视屏上。求：①电子打在屏上时的速度大小v ②已知电子连续不断地打到电视屏上的等效电流的大小为I=20mA 并设电子全部被屏吸收，那么电子流对电视屏的平均冲击力F为多大？（基本电荷e=1.6×10-19C,电子质量为m=9×10-31kg） 分析：①只要将电子伏特变为焦耳就可以了。②设时间t内打到屏上的电子数为n，以这些电子为研究对象用动量定理，每个电子的动量变化是mv有Ft=nmv；再根据电流的定义：I=Q/t=ne/t两式结合可求F。 解答：① ② 。 10.设节日礼花炮的爆炸高度为80m，从炮筒中射出后到爆炸前一直做竖直上抛运动，且在最高点爆炸。则⑴花炮从炮筒中射出的初速度为________m/s。⑵已知花炮在炮筒中经历的时间为t=0.02s，则火药对花炮的平均推力大小F=________N，发射花炮的炮筒长至少为L=_______m。⑶假设花炮在最高点爆炸后向各个方向飞去的每个碎片的初速度大小都相同，那么每个碎片在空中运动的轨迹是_________，在同一时刻这些碎片处于空中同一个________面上。 分析：花炮在炮筒中的运动也可看作是匀加速运动，合外力是F-mg，用动量定理或牛顿第二定律都能求出平均推力的大小（该计算过程中也可以将重力可以忽略不计）。碎片飞出的初速度相同，把抛物运动分解为沿初速度方向的匀速运动和沿竖直方向的自由落体运动，我们可以想象爆炸中心点做自由落体运动，则所有碎片在竖直方向的运动和中心点的运动是完全相同的，它们相对于中心点的运动是向不同方向的速率相同的匀速直线运动，因此在同一时刻，它们都处在同一个球面上（这个球的半径不断增大，球心做自由落体运动）。 解答：⑴ ⑵花炮在炮筒中加速过程用动量定理： 炮筒长 ⑶每个碎片的运动轨迹都是抛物线，同一时刻这些碎片处于空中同一个球面上。 四. 生态与能源 11.风能是一种环保型能源。目前全球风力发电的总功率已达7000MW，我国约为100MW。据勘测我国的风力资源至少有2.53×105MW。所以风力发电是很有前途的一种能源。⑴风力发电是将风的动能转化为电能。设空气的密度为ρ，水平风速为v，风力发电机每个叶片长为L，风能转化为电能的效率为η，那么该风力发电机发出的电功率P是多大？⑵某地平均风速为v=9m/s,所用风力发电机的叶片长L=3m，空气密度ρ=1.3kg/m3，效率为η=25%，每天平均发电20小时，每户居民平均每天用电1.5度，那么这台风力发电机能供多少户居民日常用电？ 分析：叶片旋转所形成的圆的面积为S=πL2，t秒内流过该面积的空气的质量为m=ρSvt，动能为 解答：将数据代入上式，得发出的电功率为P=3.35×103W=3.35KW。每天发电E=Pt=3.35×20=67KWh=67度。可供67÷1.5=45户居民使用。 12.臭氧在大气中含量甚微，其浓度分布因海拔高度而异。浓度的峰值在离地面24km左右的高空。在从地面到高空的竖直气柱中，臭氧的总含量相当于压强为1atm，温度为00C时厚0.30cm的一个气体薄层。已知从地面每上升1km，大气压大约减小4kPa。设臭氧都集中在离地面24km的高空，且该高度处温度为-500C，试估计臭氧层的厚度。 分析：以单位面积上的竖直气柱中的臭氧为研究对象，先计算出在24km高空的气压，再用一定质量理想气体的的状态方程可得。 解答：在24km高空，气压约为P=105-24×（4×103）Pa=0.04×105Pa，温度为T=223K，而P0=1atm=105Pa，T0=273K时，体积V0=0.30S，由 ，得V=6.1S，即该处臭氧层厚度约为6.1cm。 五. 体育 13. 蹦床运动是一种新兴的体育运动项目。运动员在一张水平放置的弹性网上上下蹦跳，同时做出各种优美的姿势。将运动员视为质量为50kg的质点，在竖直方向上蹦跳的周期为3s，离弹簧网的最大高度为5m，则运动员与弹簧网接触期间弹簧网对运动员的平均弹力大小为＿＿＿N。（取g=10m/s2） 分析：全过程分为上升和下降两个阶段，两个阶段是完全对称的。所以从最高点到最底点所用的时间是t/=1.5s。在这1.5s内用动量定理，外力的冲量就是重力的冲量和弹力的冲量的矢量和，而初、末动量都为零，所以动量变化为零，于是重力冲量和弹力冲量大小必然相等，可求平均弹力的大小。 解答：以人为对象，下降全过程用动量定理：mg(t1+t2)-Ft2=0,其中t1是自由下落的时间为1s，t2=t/-t1=0.5s，∴F=3mg=1500N。 六. 电力 14.甲乙两地相距50km，其间有两条相同的电话线，有一条因绝缘皮被老鼠咬破触地而发生故障。为了确定触地点到甲地的距离，甲地的检修人员先让乙地的工作人员把两条电话线短接，然后调节电阻箱的阻值R，使通过电流表G的电流为零（R1、R2两只定值电阻的阻值相同），这时电阻箱的阻值为360Ω，已知每1km电话线的阻值为6Ω，则触地点到甲地的距离为＿＿＿km。（注意：图中D、E两点都接地，相当于在B、D间接了一个电源） 分析：相当于一个电桥电路。G的读数为零，说明AD间和CD间电阻相等。 解答：设D点离甲地xkm，则有：（2×50-X）×6=6X+360，∴X=20。 希望对你有帮助 ↖(^ω^)↗