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2012年10月15日，奥地利著名极限运动员鲍姆加特纳乘坐热气球从距地面高度约39km的高空跳下，并成功着陆．如图所示．该热气球由太空舱，绳索和气囊三部分组成．气囊与太空舱之间利用绳索连接．在加热过程中气囊中气体受热膨胀．密度变小，一部分气体逸出，当热气球总重力小于浮力时便开始上升．

假定鲍姆加特纳是在竖直方向上运动的，并经历了以下几个运动阶段：他首先乘坐热气球从地面开始加速上升到离地高h1=1km处，此阶段绳索对太空舱向上的总拉力恒为F1=3002.5N；接着再匀速上升到离地面高h2=38km处，此阶段绳索对太空舱向上的总拉力恒为F2=3000N；然后再减速上升到离地高h3=39km处，此阶段绳索对太空舱向上的总拉力恒为F3=2997.5N；他在上升过程中共用时t1=1×104s，在离地高39km处立即跳下．自由下落t2=4min后速度已超过音速，最后打开降落伞，又用时t3=16min又安全到达地面．忽略髙度对g的影响，取g=10N/kg．求：

①从离开地面到安全返回地面的整个过程中，运动员的平均速度是多少？（结果取整数）

②在热气球上升过程中．绳索对太空舱向上的总拉力做功的平均功率是多少？

③当热气球上升到离地高20km处．若热气球总质量（含气囊里面气体）m=7.18×104kg，整个热气球的体积V=8×105m3，整个热气球受到的空气阻力f=2×103N，不考虑气流（或风） 对热气球的影响．则此高度处的空气密度是多少？

①7m/s；②1.17×104W；③0.09kg/m3． 【解析】试题分析：①从离开地面到安全返回地面的过程中，运动员的总路程为s=2h3=2×39km=78km=7.8×104m； 从离开地面到安全返回地面的过程中，运动员的总时间t=t1+t2+t3=1×104s+4×60s+16×60s=1.12×104s； 从离开地面到安全返回地面的过程中，运动员的平均速度为v==7m/s...
练习册系列答案
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光纤通信

激光具有很高的亮度，一台大功率激光器发出的激光，亮度可达太阳亮度的107～1014倍．

激光通信与无线电通信类似，即先将声音和图象信号调制到激光束上，然后把载有声音和图象信号的激光发送出去，最后用接收装置把声音和图象信号检出来．科学家们研究利用激光进行光纤通信，并取得了很大的成功，光纤是一种非常细的玻璃丝，比人的头发丝还要细，直径只有十分之几毫米，光纤由内芯和包层两部分组成，内芯由光速较小的物质做成，包层由光速较大的物质做成，光在内芯中传播，不断被子包层反射回来，曲折前进，如如图所示，这样，带有信号的激光就沿着光纤向前传播，容量大，不受外界条件的干扰，使激光通信能传播很远，并且能提高通信质量．

完成以下填空：

(1)激光通信的原理是，先将声音和图象信号调制到_______ 上，然后把载有声音和图象信号的______ 发送出去，最后用________ 把声音和图象信号检出来．

(2)光纤是一种非常细的玻璃丝，它由________ 和________ 两部分组成，光在________ 中传播时，不断被________ 反射，曲折前进．

(3)激光的光纤通信具有________ 大，通信________ 高，不受外界________ 等优点．

激光束 激光束 接收装置 内芯 包层 内芯 包层 容量 质量 干扰 【解析】 (1)激光通信先将声音和图象信号调制到激光束上，然后把载有声音和图象信号的激光发送出去，最后用接收装置把声音和图象信号检出来。(2)光纤是一种非常细的玻璃丝，比人的头发丝还要细，直径只有十分之几毫米，光纤由内芯和包层两部分组成，内芯由光速较小的物质做成，包层由光速较大的物质做成，光在内芯中传播，不断被子包层反射回来...

如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，杠杆长0.2米，在它的中点B处挂一重30牛的物体G。若在杠杆上A端施加最小的力F，使杠杆在水平位置平衡，则力F的方向应竖直______，大小为多少牛________________ ？

向上 15N 【解析】如图，为使拉力最小，动力臂要最长，拉力F的方向应该垂直杠杆向上，即竖直向上，动力臂为OA最长，∵杠杆在水平位置平衡，∴F1L1＝F2L2，F10.2m＝30N0.1m，F1＝15N.

图中四个机械属于费力机械的是

A. 动滑轮 B. 订书机 C. 灭火器手柄 D. 镊子

D 【解析】A、动滑轮是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，是省力机械，故A不符合题意；B、订书机在使用时动力臂大于阻力臂，是省力机械，故B不符合题意；C、灭火器手柄在使用时动力臂大于阻力臂，是省力机械，故C不符合题意；D、镊子在使用时不省力，是费力机械，故D符合题意；故选D．

阿基米德原理：浸在液体中的物体所受浮力的大小_____________被排开的液体所受的_____________。这便是著名的阿基米德原理。用公式表示便是：F 浮 =_____________=_____________。

等于 重力 G 排 ρ 液 gV 排 【解析】浸在液体的物体所受的浮力，大小等于它排开液体受到的重力，这就是著名的阿基米德原理。公式为：F浮＝G排.根据G＝mg、ρ＝可得：F浮＝G排＝ρ液V排g.

桌面上甲、乙两个圆柱形容器中分别装有水和酒精，实心木球和实心铁球的体积相等，如图所示。水、酒精、木球和铁球的密度分别为ρ水、ρ酒精、ρ木和ρ铁。将木球放入水中、铁球放入酒精中，静止时木球和铁球所受浮力的大小分别为F1和F2。下列判断中正确的是( )

A. 若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铁，则F1＞F2

B. 若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铁，则F1＜F2

C. 若ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ铁，则F1＝F2

D. 若ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ铁，则F1＜F2

B 【解析】将木球放入水中，木球漂浮在水面上，静止时木球所受浮力：F1＝G木＝m木g＝ρ木gV木……①；铁球放入酒精中将下沉，则铁球所受浮力：F2＝ρ酒精gV铁……②；比较①和②，实心木球和实心铁球的体积相等，即V木＝V铁，g相同，若ρ木＜ρ酒精，则F1＜F2；若ρ酒精＜ρ木，则F1＞F2，故A、C、D错误，只有选项B正确．

一列火车以90 km/h的速度通过一座1 300 m的大桥，测得列车全部通过大桥所用时间刚好是1 min，若火车以相同的速度通过一隧道，测得整列火车完全在隧道中的时间是40s.求:

(1)此火车的长度?

(2)隧道的长度为多少?

(1) 200 m； (2)1 200 m 【解析】解答：（1）火车行驶的速度：v＝90km/h＝25m/s，由v＝可得，火车通过大桥行驶的路程：s＝vt＝25m/s×60s＝1500m，火车的长度：s车＝s-s桥＝1500m-1300m＝200m； （2）火车完全在隧道中行驶的路程：s′＝vt′＝25m/s×40s＝1000m，隧道的长度：s隧道＝s′+s车＝1000m+200m＝1...

如图甲所示的(a)、(b)分别表示两位同学测同一物体长度时的不同用尺方法，其中用尺不太合理的是_____[选填“(a)”或“(b)”]，这一物体的长度应为_____cm.如图乙所示的秒表所示时间为____min_____s.

甲 乙

(b) 1.90 2 38.5 【解析】解答：从图a、b中可知两同学使用的刻度尺都已磨损，而b图同学另选的“零刻线”不是整刻度，是不合理的。对a图物体长度为4.90cm－3.00cm＝1.90cm． (2)在秒表的中间表盘上，1min中间有两个小格，所以一个小格代表0.5min，指针在“2”和“3”之间，偏向“3”一侧，所以分针指示的时间为2min；在秒表的大表盘上，1s之间有2个小格...

今年是农历猴年，张家界市2016“猴年拍猴”主题摄影活动正在进行中，某摄影爱好者看到如图所示温情一幕，立即举起照相机进行了抓拍，那么在底片上所成像是( )

A. B. C. D.

C 【解析】解答：照相机是利用凸透镜成像的原理制成的，即u＞2f，成倒立、缩小的实像，据图可知，只有C符合题意。 故选C。

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