题目列表(包括答案和解析)
一天，小明上学时，一辆冒着黑烟的摩托车从他身边飞驰而过，引起了他的思考，他想：自从17世纪，人类创造了热机以来，经过几个世纪的改进与更新，使得现代社会在交通、航天、电力工业等很多方面都离不开热机，它的发展与应用推动了社会的快速发展，但热机在能的转化过程中不可避免地要损失一部分能量，并且会对环境造成一定程度的污染．因此，他想知道下列有关问题，请你帮他一一解答：
(1)热机工作过程中的能量转化形式是怎样的？
(2)热机工作过程中存在哪些形式的能量损失？
(3)为了保护环境节约能源，请你列举出提高燃料利用率的几点措施．
(4)摩托车为何冒黑烟？
一天，小明上学时，一辆冒着黑烟的摩托车从他身边飞驰而过，引起了他的思考，他想：自从17世纪，人类创造了热机以来，经过几个世纪的改进与更新，使得现代社会在交通、航天、电力工业等很多方面都离不开热机，它的发展与应用推动了社会的快速发展，但热机在能的转化过程中不可避免地要损失一部分能量，并且会对环境造成一定程度的污染．因此，他想知道下列有关问题，请你帮他一一解答：
(1)热机工作过程中的能量转化形式是怎样的？
(2)热机工作过程中存在哪些形式的能量损失？
(3)为了保护环境节约能源，请你列举出提高燃料利用率的几点措施．
(4)摩托车为何冒黑烟？
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秦山核电站
秦山核电站位于东海之滨美丽富饶的杭州湾畔，是中国第一座依靠自己的力量设计、建造和运营管理的30万千瓦压水堆核电站。1985年3月浇灌第一罐核岛底板混凝土，1991年12月首次并网发电，1994年4月设入商业运行，1995年7月通过国家验收。它的建成投产结束了祖国大陆无，核电的历史，是我国和平利用核能的光辉典范，同时也使我国成为继美、英、法、前苏联、加拿大、瑞典之后世界上第七个能够自行设计、建造核电站的国家。
秦山核电站始终坚持自力更生，自主进行研究设计，同时也十分重视吸收国外先进经验。在建设中。尽量利用国内技术和条件，同时引进了一些国内一时难以解决的关键设备和材料； 设备按台件统计，国产占95％，进口占5％；按资金统计，国产占70％，进口占30％。这种建设模式被证明是成功的，对我国以后的核电发展具有重要的深远意义，增强了我们走自主发展核电道路的决心。秦山核电站投入运行10年来，运行业绩良好，截至2002年4月， 已累计发电175亿千瓦时，平均负荷因子为65.51％。 实现销售收入近50亿元，上缴各种税费近8亿元，创造了良好的社会效益和经济效益。10年来，我们依靠自己的力量，不断地探索和总结经验，不仅逐步建立起较完善的安全质量管理体系，而且通过一系列的材料状态整治和技术改造，确保了电站安全、可靠、经济地运行。2001年是电站并网发电10周年，机组连续功率运行331天，创10年运行的最好成绩，为推广核电国产化新形象作出了贡献。10年的安全稳定运行充分说明：我国有能力设计制造核电站，也能运行管理好核电站。秦山核电站无愧于“国之光荣”的称号。
安全是核电站的生命，核电站的安全可靠运行离不开行之有效的管理。根据国家核安全法规及有关国际核安全导则等文件的要求，秦山核电站确立了一套能够有效运作的组织机制，建立了较完善的质量保证体系。为保证电站的安全生产，制定了质保、核安全、辐射防护、环境监测、应急：住备、培训、维修、在役检查、废物管理等领域的管理大纲。每个管理大纲都明确规定管理目标、原则、内容方法、要求程序、组织和指挥体系、职责分工等。编制了与之相适应的各种管理制度、细则、规程、程序等各类管理文件。经过10年的发展和完善，电站现有13类165个生产管理制度，14类61个行政管理制度，22类 203份运行规程，8类22份运行图，5类19份运行手册，11类150份试验规程，23类 428份维修规程，2类7份维修图册。完善的管理制度使电站运行做到了有章可循，有法可依，保证了核电站的安全运行。
目前，泰山核电站三道屏障完整，三废排放控制有效。放射性物质年排放总量低于国家规定的排放限值，达到国际同类核电站的先进水平。环境监测结果表明，秦山核电站是安全、清洁的，未对其周围辐射环境产生任何可察觉的影响。2001年被评为国家；级环保企业。
10年的安全运行积累了大量的宝贵经验，为中国核电的后续发展培养和锻炼了一批优秀的管理人才和运行、维修技术人才，达到了原先设想“掌握技术、培养队伍、积累经验，为中国进一步发展核电打好基础”的目的。
秦山核电站从建设之初，就备受党和国家领导的关怀和重视，不少中央领导同志都先后视察过秦山核电站，对秦山核电站的建设给予了充分的肯定。
中国核电从秦山起步，秦山核电站将继续秉承中国核工业的光荣传统，坚持“安全第一、质量第一、科学至上”的原则，展中国核电国产化能力，树核能安全环保形象，为核工业发展再创辉煌。
（1）秦山核电站的核心部分是什么?它是利用什么形式获取核能的？
（2）谈谈你对核能利用的认识。
摘要：本文分析了如何挖掘物理题中隐含条件的途径和方法。并对物理学试题题型进行归类、例举和解析。学生要解好物理题，必须要有扎实的物理知识和相关学科的知识，综合分析和解决问题的能力。因此，在物理教学过程中要注重提高学生的解题能力，加强对解题方法的教学。 关键词：隐含条件 物理学 解题能力 学习在解物理习题时，经常会遇到这种情况，有些解题的必要条件，题中并为明确给出，而是隐含在字里行间。充分挖掘隐含条件，明确题目要求，采用合适方法，选择正确答案，是解好这类题的关键。本文就如何挖掘试题中的隐含条件，提高解题能力作一例析。 一、从关键词中挖掘隐含条件 在物理题中，常见的关键用语有：表现为极值条件的用语，如“最大”、“最小”、“至少”、“刚好”等，它们均隐含着某些物理量可取特殊值；表现为理想化模型的用语，如“理想滑轮”、“轻质杠杆”、“光滑水平面”等，扣住关键用语，挖掘隐含条件，能使解题灵感顿生。 例1 一个物体在平衡力的作用下，在光滑水平面上做匀速直线运动，当这对平衡力突然消失，则物体将（ ） A．立刻停止运动 B．运动速度越来越快 C．速度减慢，最后停止 D．仍作匀速直线运动 解析：题中“光滑水平面”为关键词。光滑水平面意味着物体不受摩擦力的作用。题目中的物体待平衡力消失后，将不再受力的作用，因此仍要保持匀速直线运动（牛顿第一定律）。 答案：D 二、从物理学常识中找隐含条件 有些题目几乎没有条件，但仔细研究就会发现条件其实全部隐含于物理常识中，这就要求学生根据题意进行发散性思维，努力挖掘相关知识，在条件不足的情况下，根据常识假设适当的条件和数据以弥补题中明确给出的已知条件的不足。 例2 一个中学生对地面的压强大约是（ ） A．10Pa B．100Pa C．1000Pa D．10000Pa 解析：此题隐含条件有两个，一是中学生的体重约为50kg，二是中学生双脚底面积约为5dm2，而这两个条件都非常隐蔽，属于物理学常识，只要明确了这两点，不难得出正确答案D。 三、从物理学发展史中寻找隐含条件 这类试题一般涉及对物理学研究有贡献的科学家、科研成果和历史进程等，增加了学生的爱国情感，有利于培养学生的高尚情操，激起学生学习生物学知识的远大理想。 例3 发电机和电动机的发明使人类步入电气化时代，制造发电机的主要依据是电磁感应现象，首先发现电磁感应现象的是（ ） A．爱因斯坦 B．帕斯卡 C．奥斯特 D．法拉第 解析：知道这些科学家的研究成果和对社会的巨大贡献，很快就能准确地选出正确答案D。 四、从物理现象的出现条件中寻找隐含条件 一定的物理现象的出现，是以具备一定的条件为前提的，当知道什么条件具备时可出现什么现象后，一旦题目给出某种现象，马上可以找出相应的隐含条件。 例4 我国“远望号”卫星测控船从江阴出发执行任务，由长江进入海洋。下列有关测控船所受浮力的说法正确的是（ ） A．由于海水的密度大，所以船在海洋力受到的浮力大 B．由于船排开海水的体积小，所以它在海洋里受到的浮力小 C．由于船排开的海水的体积大，所以它在海洋力受到的浮力大 D．由于船始终漂浮在水面上，所以它受到的浮力不变 解析：“一个物体漂浮在液面上……”，出现这种现象的条件是物体所受浮力等于物重，所以隐含条件是物体受到的浮力等于重力。 答案：D 例5 放在水平常木板上重10N的木块，受到水平向右，大小为5N的拉力作用，沿水平方向做匀速直线运动，这时木板水平方向受的合力为_______N。当拉力增大到8N时，木块受到的合力为_______N。 解析：“一个物体匀速运动……”要出现这种现象，前提条件是物体必须不受力或受平衡力作用，所以隐含条件为：物体不受力或受平衡力作用。 答案：0；3 五、从物理概念、物理原理中寻找隐含条件 有些物理学问题、现象、判断等条件隐含于相关的概念和原理中，或是命题时有意混淆概念，偷换概念，要求学生对概念掌握准确，理解要透彻。 例6 晴天，几位大学生在森林中迷路了，下面四种利用风向引导他们走出森林的说法中，正确的是_______（图中虚线为空气流动形成风的路径示意图）
A．森林吸热，温度升高慢，空气温度低、密度大，地面空气从森林流向外界，应顺风走 B．土地吸热，温度升高快，空气温度高、密度小，地面空气从外界流向森林，应顺风走 C．森林吸热，温度升高慢，空气温度低、密度大，地面空气从森林流向外界，应迎风走 D．土地吸热，温度升高快，空气温度高、密度小，地面空气从外界流向森林，应迎风走 解析：本题中隐含了比热容的概念。物体的比热容越大，吸收热量后温度变化越小。 土地的比热容大，吸热后温度升高较快，空气温度高。热空气因密度小而向上升，地面空气从森林流向外界，应顺风走。 答案：A 六、数学关系之中寻找隐含条件 正确的示意图不仅能帮助我们理解题意、启发思路，而且还能通过数学关系找出题中的隐含条件。这种方法不仅在几何光学中有较多的应用，而且在其它物理问题中也经常应用。 例7 有一均匀正方体对水平地面的压力是F，压强是P，如下图所示。若切去阴影部分，则剩余部分对地面的压力是原来的_______倍，压强是原来的_______倍。
解析：该题的条件隐含在数学关系之中，解题的关键要建立物理模型的空间想象力。切去部分的正方体边长为a/2，体积为V/8。切去阴影部分后，其质量为7/8m，底部受力面积为3/4S，剩余部分压强为P’＝m/S＝7/6P，压力为F’＝Ps＝7/8F。 答案：7/8；7/6 七、从图形、图表与曲线关系中寻找隐含条件 图示是贮存和传递科学文化知识比较便捷的一条途径，它能够高度浓缩物理学的基本概念及原理，使之更加形象、直观。试题图文并茂，生动活泼，但图表曲线中隐含了相当多的没有叙述和未提及的条件，解题时结合题设条件分析图形，从图形中挖掘隐含条件，才能正确作答，较好地培养学生的观察和分析问题的能力。 例8 在如图所示的各图中，关于磁场的描述和小磁针表示正确的是（ ）
解析：这是一道集概念、实验和理论于一体的图形选择题，要求学生明确磁场的概念、磁场方向及磁场方向的规定等情况，这样才可选出正确答案为B。 八、从实验的器材、操作过程或结果中寻找隐含条件 在理论试题中，也有相当多的题干条件看似不足，其实隐含在实验器材、操作步骤和实验结果之中，要求学生根据已有知识，挖掘这些隐含条件，从而得出正确答案，这有利于考查学生的实验操作技能，有利于培养学生的创新精神和实践能力。 例9 如图所示电路，图中1、2、3表示电流表或电压表，请填上各表电路符号．并标出正、负接线柱的位置。
解析：判断电表的类型，需了解器材的使用规则。电流表要串联接入电路，电压表要并联接入电路。判断时，可假设将改表处断开，凡对电路结构有影响的是电流表，没有影响的是电压表。答案如上图。 九、选择合适的方法 确定解题思路，根据题型特点，充分理解题意。采用合适方法，能很好地提高解题能力，常用的物理方法有控制变量法、等效法、转换法、数据归纳法等。 例10 下表列出由实验测定的几种物质的比热容。认真阅读，你一定会有所发现，请填出任意三条：
（1）________________________________________； （2）________________________________________； （3）________________________________________。 解析：给表找规律时一般采用比较分析，综合分析的方法，即可找一般规律如某种变大或变小的趋势，共性等，也可找特殊规律。此表中12种物质除煤油和冰比热相同外，其他不同。说明不同物质得比热一般不同，这是共性。但冰和煤油不同物质比热相同这是特殊性质。水、冰同种物质，状态不同，比热容也不同。且可将物质分为金属、非金属进行比较。还可找比热容最大的、最小的。 例11 用实验研究决定电阻大小的因素，供选择的导体规格如下表:
①要比较电阻与长度的关系应选择导线：_______________________； ②要比较电阻与横截面积的关系应选择导线：_______________________； ③要比较电阻与材料的关系应选择导线：_______________________。 解析：本题中导体的电阻与导体的长度、材料、横截面积三个物理量有关，要探究它们之间的关系，要采用“控制变量法”。要验证猜想一，就要取不同的长度，相同材料和横截面积的导线，所以应选序号1、2，同理可选出另两个猜想的序号。 答案：（1）1、2；（2）3、4；（3）1、3 |
阅读与思考．
21世纪——核能时代21世纪，能源问题是首先要解决的问题之一，随着人口的增加和经济的发展，能源的消耗量飞快地增长．从目前的消耗量计算，石油还能采50年，煤最多能采100多年．若全世界均按美国和加拿大的耗能水平(人均耗煤8.4吨/年)计算，即使人口增长率为零，地球上的煤也只能维持30多年，而石油和天然气只能维持10几年．
虽然地球上还有其他形式的能源，如太阳能、风能、地热能、水能等，但与煤和石油相比微不足道，不能满足人类的需要．相比之下，核能是解决能源危机的一个最有效的途径．核能是地球上储量最丰富的能源．又是高度密集的能源．它的效率是惊人的，1 kg核燃料所释放的能量相当于2 500 t煤或2 000 t石油．而且，核裂变发电技术已经成熟，它有其无法取代的优点．首先，是地球上核燃料资源储量丰富，已探明的矿至少有460万吨，可供人类使用200多年；其次，核能发电比较经济，总的算起来，核电厂的发电成本要比火电厂低15％～50％；第三，核电是清洁的能源，有利于保护环境．
所以，21世纪是核能发电的大发展时期．氢是一种很有前途的新的“二次能源”．液态氢已被用来作为人造卫星和宇宙飞船中的能源，但困难是不能大量制取．其原因是目前制取氢的办法是以消耗其他能源为代价的．若利用核聚变反应则非常有希望解决这一问题．因为海水中含有大量氢及其同位素氘和氚(据计算，一桶海水中能提取的氘的能量相当于300桶汽油)．若将海水中所有的氘的核能都释放出来，它所产生的能量足以提供人类使用数百亿年．
然而，实现持续的可控核聚变，难度非常大．核聚变反应的温度大约需要几十亿度，在这样的高温下，氘、氚混合燃料形成高温等离子态．这里有许多问题需要解决，如怎样加热到如此高的温度？怎样盛装如此高温度的等离子体？这就是如何约束的问题．
目前，世界各国已建造多种类型的试验装置200多台．近年来，设在英国牛津附近的核聚变装置完成了一项可控核聚变试验．在圆形圈内，在2亿摄氏度下，氘、氚气体相遇成功爆炸，产生了200 kW的能量，试验持续了几分钟．虽然这距实际应用还有相当大的距离，技术上也还有许多难题需要解决．但已露出胜利的曙光．预计到21世纪50年代前后能实现原型示范的可控聚变反应．
可见，下世纪一旦核聚变能被利用起来，将会使人类彻底摆脱能源危机．我们设想，到那时，廉价的能源将使21世纪成为一个能量富足的时代，可生产出更丰富更新型的产品，而成本更为低廉．例如，可以从海洋中提取更多有用的元素，像金和铂，到那时，其价值不再是金钱的象征．那么利用金和铂耐腐蚀的优良特性，来制造耐腐蚀的储槽、阀门、管道等，可延长其使用寿命而不用频繁更换．
此外，从海水中提取矿物质的“核”工厂生产过程中的副产品——蒸馏水，也非常有用，可以通过管道将它们输送到水源短缺的地方，实施庞大的灌溉计划，改造农田，生产过程中产生的热量还可以送入城市，用于取暖或作为热源．核能除了发电之外，还可以用于炼钢、推动动力机械、海水淡化处理、建筑物供热采暖、空调制冷及热水供应等．
低温核供热反应堆是一种既清洁、经济又安全的理想新热源．建设一座20万千瓦的供热堆，每年消耗核燃料二氧化铀仅1 t，它可以为500万立方米的建筑物供暖．利用核能还可以对海水进行淡化处理，以解决缺水问题．
法国已设计了一种轻小型反应堆，功率为10～20万千瓦，只有10个大气压的运行压力，比较安全．利用堆芯产生的热量将海水加热蒸馏，每天可生产8万立方米淡水，可供15万人饮用．
中子照相已成为一种新的无损检验方法，它可以弥补X射线和γ射线照相的不足之处，进行一些它们鞭长莫及的工作．如可以检验手机、航天器、火箭等装置内部零件的结构状况和质量，进行考古文物内部的无损检验等．
可以预计，21世纪是核能与核技术在医学中广泛应用并取得重大发展的时代．除了现有的核医学诊断治疗技术之外，中子治疗癌症是比较有前途的方法之一．这是因为许多癌组织对硼有较好的吸收效果，同时硼又有吸收中子的能力，当它被癌组织吸收后，经中子辐照，硼－10变成锂－7，并放出α粒子，α粒子的射线能量较高，可以更有效地杀死癌细胞．
例如，日本有一脑癌患者就是利用这种方法治疗后，不仅痊愈了，而且还能驾驶卡车，简直不可思议．在交通运输领域，核能的利用将使其产生革命性的变革．核能舰船组成的远洋舰队可以在水上游弋几十年而不用补充燃料．如果将反应堆做得足够小，并解决防护问题，到那时，就能生产出核能汽车、核能坦克、核能火车、核能飞机．
核能还可作为宇宙飞船的动力，到那时，人们可以到其他星系去旅游．21世纪，人们可以对“老天爷”——天气发号施令．人类将充分利用核能与大自然抗衡．到那时，不会因气候和天气情况影响飞机的起降，没有飞机会因机场封冻而不能着陆，因为我们可设法在飞机水泥跑道下面安装蒸气管道．
不难预料，未来的世纪将是科学技术日新月异的时代，是人类学会和自然和谐相处的时代，是经济和文明继续高速发展的时代，也是核能与核技术全方位应用的新时代．未来的核能时代将成为人类历史上最光彩夺目、最美好的时代．
(李士 中国科学院核分析开放实验室)
(1)21世纪存在什么样的能源危机？为什么说核能是解决能源危机的一个最有效的途径？
(2)21世纪，核能除了发电之外，还有哪些方面的应用？
(3)人类社会现在所应用的能源很多来自千百万年前埋在地下的植物经过漫长的地质年代形成的化石能源(例如：石油、煤)，如果有一天化石燃料枯竭了，你能否想出一些能替代这些化石能源的清洁能源．(至少写出三种)
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