Question

16．如圖1為最新型的智能穿戴設備谷歌眼鏡（Google Project Glass）．它的外觀類似一個環(huán)繞式眼鏡，其中一個鏡片具有微型顯示屏的功能．眼鏡可將信息傳送至鏡片，并且允許穿戴用戶通過聲音控制．Google眼鏡包含了很多高科技，包括藍牙，Wi-Fi，骨傳導耳機，照相機，麥克風，揚聲器，觸摸盤以及幫助你探測傾斜度的重力感應和陀螺儀
（1）下列關于谷歌眼鏡說法錯誤的是C
A．谷歌眼鏡的耳機系統(tǒng)采用骨傳導是因為固體能夠傳聲
B．wifi無線信號是通過電磁波來傳遞信息的
C．谷歌眼鏡是通過音調(diào)來辨別聲音是否由使用者發(fā)出
D．揚聲器是將電信號轉(zhuǎn)化成聲信號的裝置
（2）谷歌眼鏡使用時要盯著眼前12mm處的鏡片屏幕，上網(wǎng)閱讀、觀看視頻等．它的推出讓人驚嘆科技的進步，但也帶來諸如電磁輻射等負面影響，長期使用會導致近視，近視眼看遠處物體時像成在視網(wǎng)膜的前方（選填“前方”或“后方”），需要配戴凹透鏡（選填“凸透鏡”或“凹透鏡”）來矯正．
（3）谷歌眼鏡內(nèi)置一塊3.6V 容量為600mAh的電池，高負荷使用僅可以堅持6個小時．并且在使用中因為電流熱效應會有明顯的發(fā)熱，給使用者帶來不適．試計算谷歌眼鏡在高負荷使用中的平均功率為多大？
（4）重力感應裝置可以偵測到眼鏡佩戴者頭部的傾斜程度．如圖2為一種重力感應裝置的部分結(jié)構(gòu)．其中A為高2mm重0.1g的柱形金屬重物，固定在長1cm的輕質(zhì)金屬桿中央，桿的兩頭桿粘連在BC兩個壓電感應器上．當裝置水平放置，若以B為支點，壓點感應器C所受壓力為5×10^-4N．若壓電感應器上產(chǎn)生的電壓與壓力成正比，試計算該裝置左端向下傾斜45°度如圖3時，bc兩個壓電感應器產(chǎn)生的電壓之比為？

Answer 1

分析 （1）A、聲音的傳播需要介質(zhì)；
B、無線信號是通過電磁波來傳遞信息的；
C、不同的聲音，有不同的音色；
D、麥克風是將聲信號轉(zhuǎn)化成電信號的裝置，揚聲器是將電信號轉(zhuǎn)化成聲信號的裝置；
（2）近視眼能看清近處的物體，不能看清遠處的物體是因為晶狀體太厚或眼球太長，使像成在視網(wǎng)膜的前方．
近視眼戴凹透鏡使光線發(fā)散一些，使像成在視網(wǎng)膜上．
（3）電流通過用電器發(fā)熱的現(xiàn)象叫電流的熱效應；根據(jù)W=UIt=UQ以及P=$\frac{W}{t}$即可求出谷歌眼鏡在高負荷使用中的平均功率；
（4）根據(jù)杠桿平衡的條件即可求出壓點感應器C所受壓力；
根據(jù)幾何知識和杠桿平衡的條件分別表示出BC兩點的壓力，然后根據(jù)壓電感應器上產(chǎn)生的電壓與壓力成正比即可求出電壓之比．

解答 解：（1）A．固體可以傳聲，因此谷歌眼鏡的耳機系統(tǒng)采用骨傳導是因為固體能夠傳聲，故A正確；
B．wifi無線信號是通過電磁波來傳遞信息的，說法正確；
C．因為不同聲音的音色不同，因此谷歌眼鏡是通過音色來辨別聲音是否由使用者發(fā)出，故C錯誤；
D．麥克風是將聲信號轉(zhuǎn)化成電信號的裝置，揚聲器是將電信號轉(zhuǎn)化成聲信號的裝置，故D正確；
（2）近視眼看不清楚遠處的物體，原因是遠處物體的像成在視網(wǎng)膜的前方，但是我們可用發(fā)散作用的凹透鏡矯正，使光線會聚能力減弱，能使像成在視網(wǎng)膜上，能看清物體；
（3）谷歌眼鏡在使用中，由于電流的熱效應會有明顯的發(fā)熱現(xiàn)象；
已知Q=600mAh=0.6Ah，則
谷歌眼鏡在高負荷使用中平均功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{UQ}{t}$=$\frac{36V×0.6Ah}{6h}$=0.36W；
（4）由F₁L₁=F₂L₂可得，F(xiàn)_C×BC=G_A×$\frac{1}{2}$BC
即壓點感應器C所受壓力：F_壓力=F_C=$\frac{1}{2}$G_A=$\frac{1}{2}$m_Ag=$\frac{1}{2}$×0.1×10^-3kg×10N/kg=5×10^-4N；
分別以B、C為支點，求出對應壓力F_C、F_B；以B為支點，如圖所示：

其中AO=1mm，BO=$\frac{1}{2}$×10mm，由幾何知識可得OE=1mm，BE=5mm-1mm=4mm
所以重力的力臂為BD=BE•cos45°=4mm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=2$\sqrt{2}$mm；
根據(jù)杠桿平衡條件G×BD=F_C×BC可得，F(xiàn)_C′=$\frac{G×BD}{BC}$=$\frac{G×2\sqrt{2}mm}{10mm}$=$\frac{\sqrt{2}}{5}$G-----①
以C為支點，杠桿受重力G、B點垂直杠桿向上的支持力，如圖所示：

由幾何知識可得CE=10mm-4mm=6mm
所以重力的力臂為CF=CE•cos45°=6mm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=3$\sqrt{2}$mm；
根據(jù)杠桿平衡條件G×CF=F_B×BC可得，F(xiàn)_B=$\frac{G×CF}{BC}$=$\frac{G×3\sqrt{2}mm}{10mm}$=$\frac{3\sqrt{2}}{10}$G-----②
由題意可得，$\frac{{U}_{B}}{{U}_{C}}$=$\frac{{F}_{B}}{{F}_{C}^{′}}$=$\frac{\frac{3\sqrt{2}}{10}G}{\frac{\sqrt{2}}{5}G}$=$\frac{3}{2}$．
故答案為：（1）C；
（2）前方；凹透鏡；（3）電流熱效應；在高負荷使用中的平均功率為0.36W；
（4）5×10^-4；bc兩個壓電感應器產(chǎn)生的電壓之比為2：3．

點評 本題綜合考查了聲、光、電、力等知識點，關鍵是熟練應用杠桿平衡的條件、對杠桿進行受力分析，綜合性強，有一定的難度．