超级跑车与你 期末一起超越

李长军

题源：保时捷91IGT3的基础上推出的限量版跑车，该车属于赛车，为了更好地减轻车体质量，车子采用碳纤维和凯夫拉纤维打造外壳，该车最高时速达414 km/h.从静止加速到100 km/h只需2.9 s.

请根据以上信息，思考、梳理并计算完成以下问题：

1.当这辆保时捷在向东的赛道上超越布加迪威龙时，保时捷上的赛车手和布加迪威龙上的赛车手分别看到对方是向哪个方向运动的？他们各自选择的参照物是什么？

2保时捷从静止加速到100 km/h的加速时间是2.9 s，行驶的路程大约为85.6 m.请你计算它在这段加速路程中的平均速度是多少？

3.站在赛道旁的观众只要听声音就知道哪辆车是保时捷，哪辆车是布加迪威龙.观众判断的依据是什么？在城市中的主干道，如何减小噪声对附近居民的影响？

4.现在的汽车大灯的灯泡前面很多都装有一个透镜，这个透镜有什么作用？透镜和灯泡的位置有什么关系？汽车大灯位置都安装得相对比较低，这是什么物理原理？汽车的前挡风玻璃是倾斜的，从光学角度分析有什么好处？

5.冠霆同学发现汽车中应用了很多光学的原理，于是就进行了下面（图2）的研究，请你和他一起来完成吧.

（l）如图2甲，将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将

（填“向左移动”“向右移动”或“不动”），这说明光从空气斜射入水中时，传播方向

（填“会”或“不会”）发生偏折，实验中，光在空气中的传播路径并不清晰，为了解决此问题.他在水面上方喷了一些

.

（2）如图2乙，冠霆同学继续探究光从空气射入水中时的折射特点，他使用可折转的光屏是为了研究折射光线、入射光线和法线是否

，如图2丙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出.调整激光笔，使入射光逐渐偏向法线，折射光也逐渐偏向法线，说明光从空气斜射入水中时.入射角减小，折射角随之

（填“增大”“减小”或“不变”）.当光沿着NO方向射入时，会沿ON方向射出，此时折射角为____.

6.冠霆同学在这辆保时捷的后备箱里发现一个备用零件，于是萌发了想测量该零件密度的想法，下面是他的测量步骤.

（1）将天平放在水平桌面上，并将游码移至零刻度线处，分度盘的指针如图3甲所示，此时应将平衡螺母向

一（填“左”或“右”）调节，使天平横梁平衡.

（2）测量零件质量时，将最小为5g的砝码放入托盘天平的右盘后.分度盘的指针如图3乙所示，他接下来的操作是将____，直至天平横梁平衡.

（3）天平平衡时，所用砝码和游码在称量标尺上的位置如图3丙所示，该零件的质量是____g.

（4）如图3丁所示，零件的体积是___ cm3.

（5）由以上数据可知，该零件的密度为___g/CI113.

【分析与解答】

1.保时捷上的赛车手选择自己驾驶的保时捷作为参照物，所以看布加迪威龙上的赛车手是向后退，即向西运动;布加迪威龙上的赛车手同样也是以自己驾驶的车为参照物，因为保时捷在超越自己，所以他看保时捷上赛车手运动的方向是向前，即向东运动.

2.根据平均速度的定义可知v=s/t=85.6m/2.9s≈29.5 m/s.

3.每种汽车的发动机和消声器的结构不同，发出的声音的音色不同，所以观众是依据音色判断的.在城市中的主干道周边，减弱噪声的途径有三个：一是从声源处减弱，即城市中禁止鸣笛可以减弱噪声：二是在传播过程中减弱.比如在居民区安装隔音墙、植树造林、关闭窗户都可以减弱噪声;三是在入耳处减弱噪声，如戴上耳塞，这种方式一般用于工厂之中.居民区中的居民并不常用.

4.汽车大灯前的透镜是为了更好聚光;灯泡所在的位置应处在透镜的焦点上.这样经过透镜折射后的光才更接近平行光：汽车大灯的位置安装得相对比较低是利用了光沿直线传播的原理，如果前方地面凹凸不平，照射时就会出现阴影，有利于安全驾驶;汽车的前挡风玻璃倾斜安装会将车内物体在玻璃上成的像成在挡风玻璃的斜上方，可以避免像成在正前方时对司机的视野产生干扰而带来危险.

5.（1）冠霆向水槽内注水的过程中，光线在水面处发生折射，折射角小于入射角，光斑向左移;实验中，光在空气中的传播路径并不清晰，为了解决此问题，可以在水面上方喷一些烟雾.

（2）使用可折转的光屏是为了研究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内，入射光线和法线的夹角是入射角，折射光线和法线的夹角是折射角.入射光线靠拢法线，说明入射角减小，折射光线靠拢法线，说明折射角也减小.当光沿着NO方向射入时会沿ON方向射出，此时光线垂直入射，不改变传播方向，入射角和折射角都等于0.

6.（1）指针偏左，应将平衡螺母向右调节.使横梁平衡.

（2）测量质量时加入最小的59砝码后，指针偏向右侧，说明砝码的总质量较大，接下来的操作是：取下5 g砝码并向右移动游码，直至天平平衡.

（3）图3丙中天平标尺的分度值为0.2 g，零件的质量m=50 g+4 g=54 g.

（4）由图3丁知，量筒中水的体积V水=50 mL=50 CI113.零件和水的总体积V总-70 mL=70 cm3，故零件的体积V=V总-V水=70 cm3 -50 cm3 =20 cm3.

（5）該零件的密度p=m/V= 54g/20cm=2.7 g/cm3.

责任编辑 蔡华杰