四大措施解决千年冻土问题

　　2006年7月1日，青藏铁路实现了全线贯通，打破了美国的火车旅行家保罗·泰鲁“有昆仑山脉在，铁路就永远进不了拉萨”的断言，大长了中国人的志气．

　　在修建青藏铁路时，需要解决两大难题：一是铁路要穿越“千年冻土”区，需要保证路基的稳定性；二是高原气压低、氧气含量低，需要保证施工人员及乘客的安全性．我国科技工作者在解决两大难题上做出了许多创新和发明．

　　四大措施解决千年冻土问题

　　①热棒：天然“制冷机”

　　进入两大滩冻土区，路基两旁插有一排排碗口粗细、高约2 m的铁棒(如图1)．铁棒间隔2 m，一直向前延伸，我们称它热棒．热棒在路基下还有5 m，整个棒体是中空的，里面灌有液氨，棒的顶端是散热片，这样棒体就相当于一个天然“制冷机”．

　　②抛石路基：廉价“土空调”

　　在青藏铁路路基内部，还有一种廉价而有效的“土空调”，在土层路基中间，填筑了一定厚度的碎石，保证了冻土层的温度不随外界气温的变化而变化，从而保护了冻土的完好性．

　　③遮阳板：隔热“外衣”

　　遮阳板路基是在路基的边坡和坡石上架设一层用于遮挡太阳辐射的板材，完全消除太阳对路基的辐射加热作用．

　　④以桥代路：“最后绝招”(如图2)

　　增氧机解决高原气压低、氧气含量低的问题

　　在沿途建立氧气制造站、列车配有完整的供氧系统等，确保了施工人员的安全和旅客的乘车的舒适度．

(1)通过阅读材料，谈谈青藏铁路蕴含的物理知识(至少举出两点)．

(2)试分析说明，天然“制冷机”(或廉价“土空凋”)的工作原理．

背景知识：观察月球的照片，月面上最明显的特征是有许多环形山(如图所示)．环形山(crater)，希腊文的意思是“碗”，通常指碗状凹坑结构，所以环形山也叫做“月坑”．其中大的直径可超过l00 km，小的不过是些凹坑,月坑是如何形成的呢？天文学家告诉我们，受月球的吸引，流星在太空中运行时会靠近月球，到一定距离时会与月球发生碰撞，从而形成坑洞．你能对有关月亮坑洞的问题进行探究吗?

想想看，有哪些因素(变量)可能会影响坑的尺寸？

现在一个同学进行月坑探究的模拟实验：如图所示，找一只铝制的盘子，里面铺上面粉，几只不同形状和质量的玻璃球．每次使一只玻璃球在盘子的上方某一高度竖直下落，再尝试使玻璃球在不同高度下落，观察现象．如果你的假设是“玻璃球质量越大，坑就越深越宽”，那么需要测量的是________、________、________．

记录两个相关物理量之间发生的对应关系，总可以在直角坐标系里描出一条图线，可以直观地看出这两个物理量之间的关系及发展趋势．

图甲是根据“月亮坑”实验的实验数据所绘成的曲线图．

观察图甲，你能得出的结论是：________．

在科技小组活动中，小明同学自行设计了一个电子秤，其原理如图所示，他试图用电压表的示数来反映物体质量的大小，设电压恒为U伏，定值电阻为R₀，滑动变阻器的总电阻为R、总长度为L，滑动触头固定在安装托盘的轻质弹簧上，开始时位于变阻器最上端，并能随轻弹簧一起上下自由滑动．巳知滑动变阻器的电阻与其接入电路的长度成正比，且对托盘每施加压力为F时，弹簧的长度就会缩短l．

⑴求出电压表的示数U与待测物体质量m之间的关系式；

⑵有同学建议小明将原理图改为下图所示，你认为这样改动好不好？请你分析一下，简要说明理由．(说出一点即可)

如图所示是自动测定油箱内油量的装置图，其中是一个定值电阻，R是滑动变阻器，它的金属滑片P是杠杆的一端，A是油量表(实际是电流表)，电源电压不变．当油面达到最高和最低位置时，变阻器的滑片P恰好滑至变阻器的两个端点处．

(1)你认为定值电阻可以去掉吗？简述你的理由．

(2)该装置有这样的缺陷：当油量增大时，油量表的示数却减小．请至少设计二种改进方案，使油量增大时，油量表的示数也增大．

要求：可利用原装置不增加任何部件改装，也可以把油量表(电流表)用其它电表来代替改装．请把你改进的装置简图画在下面的方框中

小明发现在建筑施工中，在使用水泥、黄沙、土石等材料时，有时采用不同的计量方法，如水泥用质量(t)计量，而黄沙、土石等常用体积(m³)计量，联想到他每天淘米时，当淘米水渐渐没过大米时，大米的体积似乎看不出什么变化，于是他想知道，黄沙、土石等受潮时体积是否改变？他去实验室找来一支均匀的平底试管，在管壁上贴一张有刻度的纸，然后到学校操场沙坑旁，从沙坑下层取出潮湿的沙子装入平底试管，摇晃试管使表面平整并使沙子均匀分布，如图所示，回到实验室，他测出了它们的总质量m₁和沙子的体积V₁，问：

(1)小明接下来的实验该做什么？________

(2)他将怎样根据实验数据分析得出结论？________