Question

9．去年暑假小明参加学校的生存夏令营，学到了许多野外生存的知识与技能．
（1）如何获得饮用水．如图1，用大塑料袋套在一段树叶浓密的嫩枝上，袋口扎紧，随着植物中水的不断汽化和液化，经过一段时间，你就能获取可食用的水了；
（2）用影子辨别方向．如图2，中午前后，用描点的方法在地面上画出竖直杆阴影顶端的运行轨迹，找出其中距O最近的点A，则OA就指示南北（南北/东西）方向，这一技能应用的光学知识是：光在同种均匀介质中沿直线传播；
（3）野外常用对讲机进行联络，小明将对讲机的频率设定为4.5×10⁸Hz，则对讲机发出的电磁波的波长为0.67m；当他和6km外的小华通话时，小华经过2×10^-5 s才会收到信息．
（4）为抗风，搭帐篷时要用“地钉”（类似于长铁钉）将帐篷固定在地面上，小明发现地面越松软，地钉插入越容易，固定效果越差，原因主要是周围地面对铁钉的压力越小，摩擦力越小．小明用200N的压力将重15N的地钉竖直缓缓地插入地面，则地钉与地之间的摩擦力为105N；若要将地钉拔出，则至少需110N的拉力．

Answer 1

分析 （1）根据汽化和液化的形成过程可做出分析；
（2）影子的形成运用了光沿直线传播的原理，据此可运用题干中的方法判断方向；
（3）电磁波波速的公式c=λf，结合题中数据可做出计算；根据速度的公式变形可计算小华听到声音的时间；
（4）根据影响摩擦力的因素和对物体的受力分析，可判断其在平衡状态时的受力大小．

解答 解：（1）蒸发是液体在任何温度下都发生的，因此用大塑料袋套在一段树叶浓密的嫩枝上，植物中的水分不断蒸发．由于塑料袋内的水蒸汽温度高，外面的温度低，水蒸气遇冷不断液化成水，就可以得到使用水了．
（2）中午前后，太阳在南方，影子最短，由于光在同种均匀介质中沿直线传播，影子在杆的后面，指示南北方向；
（3）由公式c=λf可得电磁波的波长：
λ=$\frac{c}{f}$=$\frac{3×1{0}^{8}m/s}{4.5×1{0}^{8}Hz}$≈0.67m，
由公式v=$\frac{s}{t}$得：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{6000m}{3×1{0}^{8}m/s}$=2×10^-5s．
（4）摩擦力的大小与压力大小和受力面积有关，受力面积达一定时，压力越小，摩擦力就越小．因此地面越松软，固定效果越差．
向下压铁钉时，受力分析如图甲，摩擦力f=G+F=100N+5N=105N，此时摩擦力为滑动摩擦力．
拔铁钉时受力分析如图乙所示，拉力F=G+f=5N+105N=110N．

故答案为：（1）汽化；液化；
（2）南北；光在同种均匀介质中沿直线传播；
（3）0.67；1×10^-5．
（4）周围地面对铁钉的压力越小，摩擦力越小； 105； 110．

点评 这是一道综合性的题目，考查了学生对物态变化、光沿直线传播、力的合成、波长波速和频率的关系等知识点的理解，利用物理知识解决实际问题的能力．