四大措施解決千年凍土問題

　　2006年7月1日，青藏鐵路實(shí)現(xiàn)了全線貫通，打破了美國的火車旅行家保羅·泰魯“有昆侖山脈在，鐵路就永遠(yuǎn)進(jìn)不了拉薩”的斷言，大長了中國人的志氣．

　　在修建青藏鐵路時，需要解決兩大難題：一是鐵路要穿越“千年凍土”區(qū)，需要保證路基的穩(wěn)定性；二是高原氣壓低、氧氣含量低，需要保證施工人員及乘客的安全性．我國科技工作者在解決兩大難題上做出了許多創(chuàng)新和發(fā)明．

　　四大措施解決千年凍土問題

　　①熱棒：天然“制冷機(jī)”

　　進(jìn)入兩大灘凍土區(qū)，路基兩旁插有一排排碗口粗細(xì)、高約2 m的鐵棒(如圖1)．鐵棒間隔2 m，一直向前延伸，我們稱它熱棒．熱棒在路基下還有5 m，整個棒體是中空的，里面灌有液氨，棒的頂端是散熱片，這樣棒體就相當(dāng)于一個天然“制冷機(jī)”．

　�、趻伿�路基：廉價“土空調(diào)”

　　在青藏鐵路路基內(nèi)部，還有一種廉價而有效的“土空調(diào)”，在土層路基中間，填筑了一定厚度的碎石，保證了凍土層的溫度不隨外界氣溫的變化而變化，從而保護(hù)了凍土的完好性．

　　③遮陽板：隔熱“外衣”

　　遮陽板路基是在路基的邊坡和坡石上架設(shè)一層用于遮擋太陽輻射的板材，完全消除太陽對路基的輻射加熱作用．

　�、芤詷虼�路：“最后絕招”(如圖2)

　　增氧機(jī)解決高原氣壓低、氧氣含量低的問題

　　在沿途建立氧氣制造站、列車配有完整的供氧系統(tǒng)等，確保了施工人員的安全和旅客的乘車的舒適度．

(1)通過閱讀材料，談?wù)勄嗖罔F路蘊(yùn)含的物理知識(至少舉出兩點(diǎn))．

(2)試分析說明，天然“制冷機(jī)”(或廉價“土空凋”)的工作原理．

背景知識：觀察月球的照片，月面上最明顯的特征是有許多環(huán)形山(如圖所示)．環(huán)形山(crater)，希臘文的意思是“碗”，通常指碗狀凹坑結(jié)構(gòu)，所以環(huán)形山也叫做“月坑”．其中大的直徑可超過l00 km，小的不過是些凹坑,月坑是如何形成的呢？天文學(xué)家告訴我們，受月球的吸引，流星在太空中運(yùn)行時會靠近月球，到一定距離時會與月球發(fā)生碰撞，從而形成坑洞．你能對有關(guān)月亮坑洞的問題進(jìn)行探究嗎?

想想看，有哪些因素(變量)可能會影響坑的尺寸？

現(xiàn)在一個同學(xué)進(jìn)行月坑探究的模擬實(shí)驗(yàn)：如圖所示，找一只鋁制的盤子，里面鋪上面粉，幾只不同形狀和質(zhì)量的玻璃球．每次使一只玻璃球在盤子的上方某一高度豎直下落，再嘗試使玻璃球在不同高度下落，觀察現(xiàn)象．如果你的假設(shè)是“玻璃球質(zhì)量越大，坑就越深越寬”，那么需要測量的是________、________、________．

記錄兩個相關(guān)物理量之間發(fā)生的對應(yīng)關(guān)系，總可以在直角坐標(biāo)系里描出一條圖線，可以直觀地看出這兩個物理量之間的關(guān)系及發(fā)展趨勢．

圖甲是根據(jù)“月亮坑”實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所繪成的曲線圖．

觀察圖甲，你能得出的結(jié)論是：________．

在科技小組活動中，小明同學(xué)自行設(shè)計(jì)了一個電子秤，其原理如圖所示，他試圖用電壓表的示數(shù)來反映物體質(zhì)量的大小，設(shè)電壓恒為U伏，定值電阻為R₀，滑動變阻器的總電阻為R、總長度為L，滑動觸頭固定在安裝托盤的輕質(zhì)彈簧上，開始時位于變阻器最上端，并能隨輕彈簧一起上下自由滑動．巳知滑動變阻器的電阻與其接入電路的長度成正比，且對托盤每施加壓力為F時，彈簧的長度就會縮短l．

⑴求出電壓表的示數(shù)U與待測物體質(zhì)量m之間的關(guān)系式；

⑵有同學(xué)建議小明將原理圖改為下圖所示，你認(rèn)為這樣改動好不好？請你分析一下，簡要說明理由．(說出一點(diǎn)即可)

如圖所示是自動測定油箱內(nèi)油量的裝置圖，其中是一個定值電阻，R是滑動變阻器，它的金屬滑片P是杠桿的一端，A是油量表(實(shí)際是電流表)，電源電壓不變．當(dāng)油面達(dá)到最高和最低位置時，變阻器的滑片P恰好滑至變阻器的兩個端點(diǎn)處．

(1)你認(rèn)為定值電阻可以去掉嗎？簡述你的理由．

(2)該裝置有這樣的缺陷：當(dāng)油量增大時，油量表的示數(shù)卻減�。�請至少設(shè)計(jì)二種改進(jìn)方案，使油量增大時，油量表的示數(shù)也增大．

要求：可利用原裝置不增加任何部件改裝，也可以把油量表(電流表)用其它電表來代替改裝．請把你改進(jìn)的裝置簡圖畫在下面的方框中

小明發(fā)現(xiàn)在建筑施工中，在使用水泥、黃沙、土石等材料時，有時采用不同的計(jì)量方法，如水泥用質(zhì)量(t)計(jì)量，而黃沙、土石等常用體積(m³)計(jì)量，聯(lián)想到他每天淘米時，當(dāng)淘米水漸漸沒過大米時，大米的體積似乎看不出什么變化，于是他想知道，黃沙、土石等受潮時體積是否改變？他去實(shí)驗(yàn)室找來一支均勻的平底試管，在管壁上貼一張有刻度的紙，然后到學(xué)校操場沙坑旁，從沙坑下層取出潮濕的沙子裝入平底試管，搖晃試管使表面平整并使沙子均勻分布，如圖所示，回到實(shí)驗(yàn)室，他測出了它們的總質(zhì)量m₁和沙子的體積V₁，問：

(1)小明接下來的實(shí)驗(yàn)該做什么？________

(2)他將怎樣根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論？________