３Ｄ大片的物理情节

陈金刚

素材观察

《地心游记》是第一部以数字3D技术完整制作的动作冒险电影。主人公特雷弗是一位年轻的地质学家，在大学讲授大陆漂移课程。他同样研究地质科学的哥哥马克斯，从事火山裂缝理论预测研究，并在学院建立了研究实验室，马克斯在1997年进行的一次野外勘探中意外失踪，哥哥失踪后，特雷弗继续哥哥的研究。由于地质学研究的周期长，该实验室10年来研究成果甚微，学院决定关闭实验室，但特雷弗坚信该理论的正确性，据理力争，要求不要关闭实验室，恰逢此时，嫂子带着侄子肖恩到访，并带来马克斯的部分遗物，特雷弗在清理哥哥遗物时，发现哥哥在失踪前记录在凡尔纳科幻小说《地心游戏》中的科学研究数据，在侄子灵感的帮助下，终于破译了哥哥是在去冰岛勘探时失踪的。因此，特雷弗决定前往冰岛追踪哥哥的踪迹。

特雷弗带着侄子来到冰岛，找到同样坚信《地心游戏》正确性的科学家sinurbjon Asgeirsson开办的革新火山学校时，却发现sinurbjon Asgeirsson已于三年前逝世，接待他们的是sinurbjon Asgeirsson之女汉娜，特雷弗聘请她作为登山向导，前往火山口检查安装在那里的地震传感器。在检查地震传感器时却险遇雷击，因躲避雷击，他们三人躲进一个废弃的煤矿，雷击引起的山体滑坡，堵住了煤矿入口。为寻找出口，他们来到煤矿之中，发现多年前的煤矿轨道车还能使用，于是决定坐轨道车返回地面，由于轨道的损毁，轨道车出现意外，他们闯进了火山管中，并从火山管跌入地球的中心。

他们在地球中心，发现了地球表面已灭绝150多万年的生物，并发现了马克斯遗留在此的水壶和日记。根据马克斯的记述，他们所处的位置是地震活动激烈期间火山熔岩所包围的一个巨型气囊，若不赶快离开，温度将很快升高，以致有生命危险。为返回地面，他们按《地心游戏》所述，寻找间歇性喷泉，利用喷泉的动力返回地面。在寻找喷泉的过程中，他们又经历了食人鱼的攻击、食人植物的偷袭、恐龙的追食等一幕幕惊险和刺激，历尽千辛万苦后，他们终于找到了间歇性喷泉，却发现喷泉正处于间歇期，并没有泉水涌向地面，绝望之余却意外发现管壁富含单质镁，于是特雷弗大胆设想用照明棒点燃镁，利用燃烧产生热空气的冲力返回地面，在经历一连串的悬念后，终于成功点燃了镁，并从意大利维苏威火山口喷出，返回地面。聪明的肖恩在途中并没有只顾逃命，他在火山管中采集了一袋钻石样品，此举让特雷弗受益匪浅，他利用这一意外财富，建立起属于他自己的实验室，继续他被学院撤消的科学研究。

原创试题

1. 影片中，特雷弗在检查地震传感器时险些遭到雷击，他虽奋力躲避，躲过了雷击，但雷击却造成山体滑坡，将他们三人困在废弃多年的煤矿中，从而导致后来离奇的经历。下列关于雷击的说法中不正确的是（）

A. 雷击现象实际上是一种云层对大地或建筑物的一种放电现象

B. 雷击对人的危害，主要是电流流经人体时，能致人死亡

C. 雷击造成的山体滑坡，是由于发生雷击时，电能迅速转化为其他形式能量，并在瞬间释放出来造成的破坏

D. 科技发展到今天，雷击完全可以防范，雷击灾害也完全可以避免

2. 为防止雷击灾难，高大的建筑物顶部都装有竖直的避雷针。当带电的云层接近建筑物时，在建筑物上感应出异种电荷，此时建筑物上若装有避雷针，则可通过避雷针的尖端向空中发射电荷，逐渐中和云层所带电荷，从而使云层和建筑物间的电势差降低，避免云层对建筑物的直接放电，防止建筑物发生雷击灾害，当避雷针向空中发射电荷时，避雷针中（）

A. 不会形成电流

B. 会形成电流，方向向上

C. 会形成电流，方向向下

D. 会形成电流，方向不定

3. 下面是影片中出现的几个场景，其中对避免雷击不利的做法是（）

A. 汉娜带着肖恩躲到山洞中

B. 特雷弗举着地震传感器在旷野中奔跑

C. 特雷弗抛掉地震传感器

D. 特雷弗跑到山洞中

4. 野外探险可利用到很多物理知识，如影片中特雷弗用到自由落体的知识估测矿井的深度：将一根闪光弹自由释放，记录它从井口落入井底的时间，即可估测出矿井的深度。片中测得闪光弹落入井底的时间接近3 s，而特雷弗估算矿井深为200英尺，1 m=3.280 839 9英尺，试通过自己的估算，判断特雷弗的估算是否合理？

5. 影片中肖恩将爸爸遗留下来的指南针，带到地球中心，用以指引方向，下列关于地球中心磁场说法正确的是（）

A. 地球中心没有磁场，所以指南针不能指引方向

B. 地球中心有磁场但极性与地球表面极性相反，所以指南针指引的方向与地面相反

C. 地球中心的磁场比地球表面弱

D. 地球中心的磁场比地球表面强

6. 目前世界上常用的有三种温标：华氏温标、热力学温标、摄氏温标，这三种温标的温度分别记为F、T、t，这三种温标温度值间的换算关系为：F=9/5t+32，T=273＋t，而影片中有这样一个情节：根据马克斯遗留下来的笔记所述，他们所处的地球中心实际上是地震活动激烈期间火山熔岩所包围的一个巨型气囊，若不赶快离开，温度将很快上升，当温度达到135度时，人将无法生存。此处的135度指的是哪一种温标的温度？（）

A. 华氏温标B. 热力学温标

C. 摄氏温标D. 其他温标

7. 影片中肖恩经历了一处悬浮在空中的岩石，片中称之为“电磁岩”，肖恩从悬浮在空中的电磁岩上爬到对岸，在经过一块电磁岩时，险些掉了下去，肖恩紧紧抱住岩石，和那块岩石一起翻滚了360°，如下图，最后终于顺利到达目的地，下列对电磁岩现象成因解释可能和影片中现象相吻合的是（）

A. 电磁岩是有磁性的磁石，当同名磁极相对时，由于磁力的作用致使岩石悬浮在空中

B. 电磁岩中含有单一的磁单极子S极子或者N极子，它与下方的同名磁极相斥而悬浮在空中

C. 电磁岩中含有一种高温超导材料，由于超导磁悬浮而使电磁岩悬浮

D. 电磁岩中含有铁磁性物质，由于下方磁场的磁化而受到斥力作用而悬浮在空中

8. 片中三人在踩破很薄的白云母岩层后，从火山管中跌入地球中心，如下图是白云母岩层破裂前瞬间的情景，某同学在看完该片后，通过如下实验来估测白云母岩层所能承受的最大压强：在一张白纸上画上每一小格边长均为2 cm的坐标纸，并在坐标纸上描下自己的一只球鞋的轮廓线，如图所示，测量出鞋底的面积（测量时，超过半格的计为一格，没超过半格的不计），则白云母岩层所能承受的最大压强约为（）

A. 1.8×10⁴PaB. 3.6×10⁴ Pa

C. 1.8×10³ PaD. 3.6×10³ Pa

9. 追求惊险和刺激历来是好莱坞电影最大的看点和卖点，此片也不例外，惊险叠出，刺激丛生，但编剧在情节编排时，也不能为惊险而惊险，也要使故事情节发展合理，所以他有时会利用物理知识来安排故事情节，使故事情节合情合理，如：三人在跌落地球中心时，其运动可分为三个阶段：自由下落阶段，水汽阻尼减速阶段，落入水中后的减速阶段，只有安排合理的减速阶段才可使三人不致摔死，才能使故事情节合理向前发展。

（1）根据片中所述，在自由下落阶段，三人下落数百英里甚至上千英里，对此阶段的运动，下列叙述正确的是（）

A． 此阶段做自由落体运动

B． 此阶段做加速运动，但加速度越来越小

C． 由于地球对他们的引力越来越小，所以加速度越来越小

D． 地球对他们的引力越来越小，所以他们先做加速运动，后做减速运动

（2）设气体对运动物体的阻力与物体运动速度的平方成正比，即：f=kv2，则下列关于水汽阻尼减速阶段运动的说法正确的是（）

A． 人在水汽中做匀减速运动

B． 人在水汽中运动所受阻力越来越小

C． 人在水汽中一直做减速运动直至速度减为零

D． 人在水汽中运动所受阻力恒定不变

（3）三人落至水中后，先向下运动至最低点，然后向上运动浮至水面，对他们在水中的运动描述正确的是（）

A. 在水中向下运动时，只有浮力阻碍人的运动

B. 在水中向下运动时，浮力和水的阻力都阻碍人的运动

C. 人在水中运动的全过程中，浮力始终阻碍人的运动

D. 人在水中运动的全过程中，水的阻力始终阻碍人的运动

10. 影片最后，特雷弗点燃火山管壁的镁，炽热的燃气将三人从意大利维苏威火山口喷了出来，但片中情节安排却是三人落到倾斜的山坡上，而不是平坦的地面上，下列关于此情节的说法正确的是（）

A. 落到倾斜的山坡上比落到平坦的地面更有利于安全着陆，使影片情节安排更为合理

B. 落到平坦的地面比落到倾斜的山坡上，更有利于安全着陆，使影片情节安排更为合理

C. 落点的山坡适度徒一些，更有利于安全着陆

D. 落点是山坡还是平地，与着陆的安全性无关