跟着新闻学物理

在我们的生活中，每时每刻都有新闻发生，你能从中发现物理的身影吗？下面华老师将为同学们展示如何在新闻中“寻找”物理。

【新闻1】夏季出门，撑遮阳伞还是戴防晒帽成了不少女性的一个选择“难题”。到底是遮阳伞的防晒效果好，还是防晒帽的防晒能力更强呢？为一验究竟，近日，新京报记者购买了4种遮阳伞样品和2种太阳帽样品。

根据对实验结果的分析，北京市计量院光学专家也提醒大伙儿，目前市面上的遮阳帽，由于形状和材质都不同，其防晒效果也没法同一而论。防晒帽的防晒面积有限，选购防晒帽时最好选择正规品牌材质较好的帽子。（新京报 2016年8月15日）

【题目】（1）有资料表明：将皮肤晒黑甚至晒伤的罪魁祸首是太阳光中的长波紫外线。雄鹰物理实验小组在老师的协助下通过检测若干衣服的防晒效果，为爱美人士提供选择防晒衣服的科学依据。检测方法：先用光纤探头和计算机测算出阳光中长波紫外线的强度，再把衣服挡在光纤探头上，测算出透射到光纤探头上的长波紫外线强度。利用前后两次测得的长波紫外线的强度计算出长波紫外线的透过率。实验数据如下表所示：

分析表中数据，回答下列问题：

①该实验验证衣服的防晒效果好坏是通过_____比较。

②条件相同时，比较实验得到的结论是__________。

③根据测量结果，请向你的朋友提出一条夏季户外活动时着装的建议。

（2）①天然紫外线的最重要来源是_____。

②阳光中的紫外线大部分被_____吸收。

A. 大气层 B. 臭氧层 C. 地面 D. 地表的动植物

③形成臭氧层空洞的主要原因是__________。

【解析】（1）①根据题干中的检测方法可知，该实验是通过比较长波紫外线透过率来分析衣服的防晒效果。

②比较实验1、2或3、4可知，衣服的材质和颜色不变，长波紫外线透过率随衣服布料层数的增加而降低，即防晒效果好；故可得结论：其它条件相同时，防晒效果与衣服的层数（厚度）有关。

③夏季紫外线照射强，为防止紫外线可穿全棉长袖T恤；穿颜色较深的衣服；穿较厚的衣服等（合理即可）。

（2）①在太阳光谱上，位于红光外侧的是红外线，位于紫光外侧的是紫外线，它们都属于不可见光，地球上的天然紫外线主要来源于太阳光；

②适当的紫外线照射对地球上的生物没有太大的伤害，但过量的紫外线会使人体皮肤变得粗糙，甚至患上皮肤癌.正是由于大气层中的臭氧层能够吸收大部分的紫外线，才得以保护地球上的生物受到紫外线的伤害；

A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程

（2）汽油机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时气体的温度和内能的变化情况是（ ）

A. 温度降低，内能增大 B. 温度不变，内能不变

C. 温度升高，内能增大 D. 温度降低，内能减小

（3）右图为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。

①发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将_____能转化为_____能。

②有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（既冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。

a. 该发动机在1s内做功_____J，单缸排量V=_____L。

b. 在每个做功冲程里，发动机做功W=_____J。

③在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，式中p表示燃气对活塞的压强，则p=_____Pa。（1L=10-3 m3）

（4）小汽车的百公里油耗是衡量汽车性能的一个重要的理论指标，某品牌小汽车百公里耗油量为8L，已知汽油的热值为4.6×107J/kg，汽油的密度为0.75×103kg/m3。汽车发动机的效率为30%。请计算：

①8L汽油完全燃烧放出的热量；

②汽车行驶过程中受到的阻力。

（5）右图是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时，消耗汽油1.5L。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，（已知：汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg），那么，在这段运动过程中：

①该汽车发动机做的有用功是多少？汽车受到的阻力有多大？

②该汽车的输出功率为多少？

【解析】（1）在做功冲程中，两个气门关闭，活塞下行带动曲轴转动做功，气体的内能转化為机械能；

（2）汽油机在做功冲程中，汽油机内部的高温气体迅速膨胀对外做功时，内能转化为机械能，故气体的内能会减小，气体的温度会降低。

（3）①在做功冲程里，高温、高压的燃气膨胀做功，将内能转化为机械能；

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