Question

今年1月中旬以來，我國湖南、湖北、貴州、廣西、江蘇等地區遭遇了罕見的冰凍雨雪天氣，雪災給我國造成了巨大的損失，引起了社會各界的關注．
（1）下列關于雪的說法中錯誤的是

A

A．雪能夠吸收所有的光線，所以看上去是白色．
B．積雪能吸收聲波，從而減少噪音產生的環境污染．
C．尚未開始融化的積雪對被覆蓋物具有一定的保溫作用．
D．積雪雖沒有熔化，也會由于升華而使積雪變薄．
（2）積雪對公路行車的危害主要表現在路況的改變．路面積雪經車輛壓實后，車輪與路面的摩擦力

減小

，汽車易左右滑擺．同時，汽車在緊急剎車后滑行的距離將比路面沒有冰雪時

長

．一旦車速過快、轉彎太急，都可能發生交通事故．專家研究表明，氣溫不同，積雪的厚薄不同，對汽車的危害也不一樣．當積雪厚度在5～5cm，氣溫在0℃左右時，汽車最容易發生事故．因為在這種條件下，路面上的冰雪常會呈“夜凍晝化”狀態．此時，護路工人常在路面上撒大量的鹽，以避免“夜凍晝化”現象，即在相同氣溫條件下，熔化了的冰雪不再結冰，從而減少交通事故的發生．在相同氣溫條件下，為什么水不再結冰了？
請你提出一個合理猜想：

水中雜質越多，水的凝固點越低或混合物的凝固點降低

；
除了在路面上撒鹽外，還有什么常用的辦法，可以避免減少交通事故．方法：

在車輪上裝防滑鏈

道理：

接觸面越粗糙，摩擦力越大

（3）由于大雪小明未能上學，在家里小明發現了水平地面上放著的三個高度相同的實心鐵塊（如圖），愛思考的小明想“三鐵塊哪一塊對地面的壓強最大呢？”，他根據自己所學過的知識提出了以下三種猜想：
猜想一：由于正方體鐵塊最重，所以它對地面的壓強最大．
猜想二：由于長方體鐵塊的面積最小，所以它對地面的壓強最大．
猜想三：由于三鐵塊高度相同，所以三鐵塊對地面的壓強一樣大．
①以圖中的圓柱體A為研究對象，請你幫小明推導它對地面的壓強大小的表達式（設鐵的密度為ρ，圓柱體鐵塊的高度為h，底面積為S）．根據表達式判斷上述哪一個猜想是正確的．

②利用雪地設計一個實驗粗略驗證這種猜想的正確性（簡要寫出實驗步驟及判斷方法）．
③積雪會造成簡易廠房和集貿市場屋頂坍塌事故．小明通過查資料獲悉新下的積雪密度約為0.1g/cm³，并測量出了夜積雪厚度為20cm，則平頂廠房屋頂受到雪的壓強為

200

Pa．（g取10N/kg）

Answer 1

分析：要解答本題需掌握：①晶體的熔點也會由于雜質的存在或外界壓強的變化而變化．②研究晶體的熔點是否與雜質有關的實驗時候，應用了控制變量的方法；
相對于普通路面，結冰的路面更光滑，從影響摩擦力大小的決定因素可以確定輪胎與地面的摩擦力會如何變化．
剎車時，地面對輪胎的摩擦力是車停下來的阻力，阻力的大小直接決定了汽車滑行的距離的長短．
根據壓強的計算公式P=

F

s

，設長方形的鐵塊密度為ρ，高度為h，底面積為s，可進一步推導C對桌面的壓強為P=ρhg，由此可判定三種猜想哪個正確．

解答：解：（1）由于冰雪對各種顏色的光的反射系數幾乎都是相同的，而反射光和入射光又是完全同質的，因此在白天，雪花就是白色的，故A選項說法錯誤；
（2）路面上有冰雪時，路面變得更加光滑，路面對輪胎的摩擦力將會變小．
汽車停下來是由于輪胎受到了地面對它的摩擦力，由于地面上結冰導致了地面對輪胎的摩擦力的減小，所以此時剎車時，汽車滑行的距離會更長．
猜想：水中雜質越多，水的凝固點越低或混合物的凝固點降低．
理由：護路工人常在路面上撒大量的鹽，以避免“夜凍晝化”現象，即在相同氣溫條件下，融化了的冰雪不再結冰；
撒灰渣、車輪帶防滑鏈，目的在于增大接觸面的粗糙程度，接觸面越粗糙，摩擦力越大．
（3）①解：設長方形的鐵塊密度為ρ，高度為h，底面積為S．
則F=mg=ρVg=ρshg，
可得P=

F

s

=

ρsgh

s

=ρhg，
由此可知：質量分布均勻的實心柱體對桌面的壓強與其重量和底面積無關，只與高度和密度有關，所以猜想三正確．②簡要的實驗步驟、判斷方法：
把三個物體輕輕放在雪上面；
觀察物體在雪中陷入的深度，
如果在雪中陷入的深度相同，說明它們對雪的壓強相同，即壓力的作用效果相同，從而證明猜想三正確．
③已知積雪密度ρ=0.1g/cm³=100kg/m³，h=20cm=0.2m；
由①可知放在地面上的物體對地面的壓強P=

F

s

=

ρsgh

s

=ρhg=100kg/m³×0.2m=200Pa．

點評：本題結合雪災考查物理知識的應用，體現了物理與實際生活密切聯系的思想；
主要考查學生對晶體熔點與雜質是否有關的了解，以及設計實驗進行驗證的能力；
考查學生對壓強公式的理解和掌握，但又涉及到重力公式和圓柱體的體積公式，要注意引導學生聯系所學知識解決新問題，做到溫故而知新．