2018年平昌冬奥会的成功举办是非常值得称赞的，平昌冬季奥运会闭幕式主会场—平昌奥林匹克体育场上演了由张艺谋指导的名为“2022，相约北京”的文艺表演，此次表演加入新技术等创意元素，突出个性化、情感化和技术化，引世界赞扬。在此次表演的黑科技背后，其实蕴含了很多的物理知识，而作为中考生的你，能从出发掘出什么物理知识点呢？如果中考考到你会做吗？

好题速递：（2018年陕西省宝鸡市渭滨区九年级质量检测试卷（二）第26题）

答案：填“2×104”、“变大”、“电磁波”。

考点详析：

此题涉及两个知识点：固体压强和电磁波。

A、固体压强：

概念：单位面积上受到的压力叫做固体压强。

定义：垂直作用在物体表面并指向表面的力叫压力。

在物理学中，物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。

公式：P=F/S

单位：力的单位是牛（N），面积的单位是平方米（m²），压强的单位则是牛每平方米（N/m²），它有一个专用名称叫作帕斯卡（pascal)，简称帕（Pa)。

常用单位：千帕：KPa 1KPa=1000Pa ，兆帕：MPa 1MPa=  Pa

推导公式：F=PS，S=F/P，

P=F/S=G/S=mg/S=ρvg/S=ρgh

增大压强的方法有：在受力面积不变的情况下增加压力或在压力不变的情况下减小受力面积。

减小压强的方法有：在受力面积不变的情况下减小压力或在压力不变的情况下增大受力面积。

液体对容器内部的侧壁和底部都有压强，压强随液体深度增加而增大。

液体内部压强的特点是：液体由内部向各个方向都有压强；压强随深度的增加而增加；在同一深度，液体向各个方向的压强相等；液体压强还跟液体的密度有关，液体密度越大，压强也越大。液体内部压强的大小可以用压强计来测量。

B、电磁波：

电磁波，是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场，具有波粒二象性。

电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，电磁波不依靠介质传播，其传播方向垂直于电场种电磁波在真空中速率固定，在真空中的传播速度等同于光速。

真空中电磁波传播的速度c—大约30万千米每秒，是宇宙间物质运动的最快速度。c是物理学中一个十分重要的常数，目前公认的数值是：

c=299792.458km/s≈3×108m/s

单位：电磁波频率的单位也是赫兹（Hz）。

常用单位：千赫（KHz）和兆赫（MHz）。

电磁辐射由低频率到高频率，主要分为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。人眼可接收到的电磁波，称为可见光（波长380~780nm）。

公式：c=λf（真空中电磁波的波速为c，它等于波长λ和频率f的乘积）

c：波速(光速是一个常量，真空中约等于3×108m/s) 单位：m/s

f：频率（单位：Hz）

（1MHz=1000kHz=1×106Hz）

λ：波长（单位：m）

电磁波发现历程：

1864年，英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁波理论。

他断定电磁波的存在，推导出电磁波与光具有同样的传播速度。麦克斯韦推论光波也是电磁波。

1887年，德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。

1898年，马可尼又进行了许多实验，不仅证明光是一种电磁波，而且发现了更多形式的电磁波，它们的本质完全相同，只是波长和频率有很大的差别。

电磁波的应用：

无线电波：用于通信等

微波：用于微波炉、卫星通信等

红外线：用于遥控、热成像仪、红外制导导弹等

可见光：是所有生物用来观察事物的基础

紫外线：用于医用消毒，验证假钞，测量距离，工程上的探伤等

X射线：用于CT照相

伽玛射线：用于治疗,使原子发生跃迁从而产生新的射线等

直击热点：

2018年2月25日21时18分（平昌时间）起之后的8分钟，在2018年平昌冬季奥运会闭幕式主会场—平昌奥林匹克体育场，由张艺谋指导，名为“2022，相约北京”的文艺表演。

平昌当地时间2018年2月25日21时16分，国际奥委会主席巴赫将奥运会会旗交到北京市市长、北京冬奥组委执行主席陈吉宁手中。五环旗帜在空中飘扬，亿万中国人民邀请世界朋友2022相约北京！随后，中华人民共和国国歌在体育场响起，透过舞台上的电子显示屏，56个民族的兄弟姐妹共唱国歌。随后，上演历时8分钟的“2022，相约北京”。

张艺谋：“北京8分钟”表演将加入新技术等创意元素，表演内容不求全，不求大，关键在于求精，注重科技内容，突出大内容。不会再走“恢弘壮阔”“千人擂鼓”等大场面人海战术，而要突出个性化、情感化和技术化。 

演出中的黑科技

1、2.35米熊猫木偶仅重20斤

表演中贯穿始终的两只滑冰熊猫木偶让人印象深刻。熊猫木偶高达2.35米，重量仅有20斤，比初期版本轻了几十斤。为了达到预期效果，制作团队在原有的工艺基础上不断改良和创新。他们在选材上先后尝试了人造纸藤、天然白藤、竹篾条、铝合金丝、碳纤维条、PVC仿真藤条等多种材料，反复对比，进行了上百次测试，才最终确定了用铝合金管材和碳纤维条相结合，配合LED灯的制作工艺。舞台上，演员要穿着国内最大尺寸的熊猫木偶进行轮滑表演，所以重量需要控制到非常轻。 

【解读】

这两只“大熊猫”，是我们剧院创作过的最高的熊猫木偶，同时也是最轻的。我们初选的（熊猫木偶）材料做出来的有七八十斤，远达不到标准，后来不断地尝试新材料，才把大木偶的体重慢慢降了下来。此外，为了克服四川和平昌的“水土不服”，我们一次次地调试、升级，争分夺秒地改良工艺、制作道具，确保万无一失。——四川南充大木偶剧院院长唐国良 

2、智能机器人与演员共舞

位于“冰屏”底部的机器人与轮滑舞者互动，他们携手从平昌穿越到2022年的北京。这是中国新一代智能机器人第一次在国际赛事上表演高难度舞蹈动作，机器人不但要完成动作编排，更要与演员、地面投影联动表演，同样实现了技术领域的升级创新。

【解读】

我们主要实现了技术方面两点突破。首先是机器人导航更加精准，演员和机器人之间有频繁的穿梭互动，演出场地内的灯光干扰多，这就要求机器人要看得远、看得清，同时用最短的时间做出判断，并迅速做出适应和调整。其次，相比常用的工业机器人，此次的演员机器人动作更复杂灵活，包括完成行进中旋转、摆动，配合演员做出花哨的动作等。——机器人研发团队负责人张雷 

3、打造“冰屏”细致到微米

机器人身上装载的大屏幕使表演十分炫酷，移动的机器人，流动的画面形成多层次，递进式现场效果。为了体现冰雪主题，24块大屏幕打造成了像冰雪一样效果的“冰屏”（雪花洁白、冰花透明），实现透明图像显示，效果更逼真，更灵动。每块“冰屏”长3米，中间没有横梁，背后卡槽与屏幕之间的距离，可以用微米计算。此外，所有屏幕经过了风洞和冷库测试，达到风速每秒15米的要求。 

【解读】

单屏幕尺寸达到1.5米的跨度，两块屏长3米，如果中间没有支柱，很难稳定。此外，LED屏越长，颜色的一致性越不好，到后面的灯颜色就不一样了。我们团队进行技术攻关，不仅生产出了规格更高、工艺更完善的产品，也同步实现了工艺的升级更新。当前的“冰屏”技术，我们处于世界领先水平。——“冰屏”研发团队负责人黄庆生 

4、石墨烯智能发热服帮演员抗寒

“北京8分钟”北京时间2月25日20时19分进行，现场气温为-3℃。为了做好72名演员的防寒保暖工作，主创团队采用了石墨烯智能发热服饰，来确保他们在穿着较薄的演出服时不会被冻伤，还可以保证动作舒展。石墨烯是一种超级新型纳米材料，具有超高强度、超高导热系数，被业界誉为“新材料之王”。利用石墨烯的特性，我国科研人员研制出了超薄透明的石墨烯电热薄膜技术，用于智能装备制造，并在国外申请了专利保护。 

【解读】

演员的服装要求轻薄，能让他们灵活地做动作，同时，无论是排练场地还是平昌闭幕式现场，天气都很寒冷，石墨烯服饰可以起到很好的保温、发热效果。最初对我们的设计要求是在-5℃的环境中，持续发热8分钟，后来考虑到候场等因素，调整到在-20℃的条件下，发热4小时。——石墨烯团队负责人李月秋 

5、视觉仿真系统成导演“眼睛”

在整个排练过程中，有两套视觉仿真系统充当导演的“眼睛”和“指挥棒”。这是由北京理工大学与北京电影学院组建的虚拟视觉团队设计的“OpenGL表演辅助训练系统”和“北京8分钟文艺表演预演系统”。 

两套系统可以根据导演的创意方案将文艺表演过程全部仿真，以可视化的界面和图纸、视频等多种形式展现演员的运动轨迹、位置信息、队形变化、运动速度等，帮助导演把控、决策及完善表演方案。

真题实训：

1、（2017四川成都）北京和张家将在 2022 年联合举办冬奥会。冰壶比赛项目之一，冰壶比赛，冰壶的最上面覆盖着一层特制的微小颗粒。如图 8 所示，一名队员将冰壶掷出后，另外两名队员用冰刷刷冰面。目的是为了       冰壶与冰面之间的摩擦，       冰壶滑行的距离。（两空都选填“增大”或“减小。”）

2、（2017湖北武汉）今年举行的武汉马拉松吸引了两万多名国内外选手参赛．如图为选手们通过建成通车60周年的武汉长江大桥时的情景．半程马拉松距离约21km，排名第一的选手用时约70min，这名选手跑完半程马拉松的平均速度为　     　m/s．赛前气象部门实施人工降雨，有效减轻了赛事当天降雨量．人工降雨的方式之一是将干冰投撒到云层中，干冰　      　时从周围吸收大量的热，使空气中的水蒸气　  　成小水滴或　 　成小冰晶，下落而形成雨．

3、（2017湖北黄石）湖北省第十四届中学生运动会于5月17至27日在秀美山水宜居名城湖北•黄石成功举行．在百米赛跑比赛中，黄石籍男运动员小磊同学赛出了个人最佳成绩．经过计算，他的百米赛跑平均速度约等于（　　）

A．2.5 m/s  B．3.3 m/s 

C．7.0 m/s  D．11.1m/s

4、（2017西工大附中）在温哥华冬奥会上，来自黑龙江省的选手李妮娜在自由式滑雪比赛中获得银牌。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示，如果不计空气阻力，则从a点向b点运动过程中，她的重力势能　 　，动能　 　（以上两空均选填“增大”、“减小”或“不变”）；在a点和c点她的速度都为零，她在a点处的机械能　 　她在c点处的机械能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 

5、在我校的秋季运动会上，观察铅球比赛时，小佳发现有的同学掷得很远，便对“铅球的投掷距离与什么因素有关？”这一问题产生了兴趣，做出以下猜想：

猜想一：可能与铅球掷出的速度有关

猜想二：可能与铅球掷出的角度有关

（1）请你就这一问题大胆提出不同于小佳的猜想：还可能与　　　　有关．

（2）为了检验自己的猜想是否正确，小佳制作了一个小球弹射器，如图所示．它固定在铁架台的一定高度处，能使小球以大小不同的速度和方向射出，小球射出的方向的夹角θ可由固定在铁架台上的量角器读出．通过实验得到如下数据：

①在研究小球射出的水平距离与射出速度大小的关系时，应保持　　　　不变；应比较实验序号为1和　　　　；

②通过比较实验序号为1、　　　　和　　　　的实验数据，可以验证猜想2是正确的；

③通过分析实验数据，可以初步得出：在射出速度相同的情况下，射出方向与水平方向夹角为　　　　时，射出的水平距离最大．

（3）请你再举出一个应用该实验的实例：　　　　．