15道原创题：走进2022年北京冬奥会开幕式中的物理
原创题编写/张虎岗
二十四节气倒计时
北京2022年冬奥会开幕日恰逢我国“二十四节气”的“立春”。“二十四节气”代表着一年的时光轮回，也代表人与自然和世界相处的方式。用“二十四节气”来倒计时，体现中国人对时间的理解。
题1 北京冬奥会采用了二十四节气来进行倒计时，配合着古诗文或谚语、俗语，华夏大地的魅力风光和冰雪健儿的运动场景交相辉映。请你说出一个节气，并简述其中蕴含的与物态变化有关的知识。
示例：节气名称：霜降物理知识：霜的形成是凝华现象。
节气名称：__________ 物理知识：______________________
参考答案1：大雪（或小雪）；雪的形成是凝华现象
参考答案2：雨水（谷雨）；雨的形成是液化现象
参考答案3：白露（寒露）：露的形成是液化现象
蒲公英散作满天焰火
开幕式第一个节目是《立春》，400名演员手持发光杆进行表演。每个发光杆发出的绿光如新草萌芽、随风轻舞，彰显着勃勃生机。随后，绿草变幻成一朵白色的蒲公英。一个小男孩的剪影出现在场地一侧，他轻轻吹出一口气，蒲公英飞上了鸟巢的上空，散作漫天银白色的烟火——焰火打出“立春”和英语春天“SPRING”字样，带给人们春的希望。
题2 《立春》中的“小草”并不小，是一根根近10米的长杆。为了表现小草随风摆动的柔美，制作长杆的材料应具有较好的（ ）
A．磁性 B．弹性 C．导电性 D．导热性
参考答案：B
题3 在2022北京冬奥会开幕式上，400名演员挥动发光杆，发光杆一会发出绿光代表绿草，随后又发出白光组成蒲公英。据悉，杆上有两个开关：一个是总开关，另一个用来控制发出白光和绿光。下面哪个电路设计最能实现这一效果（）
参考答案：D
题4 发光杆中的光源是LED，它发出的白光其实是由绿、_____、______三种光混合而成的。LED是___________材料（选填 “半导体”或“超导体”）。
参考答案：红；蓝；半导体（或蓝；红；半导体）
题5 “一个小男孩轻轻吹出一口气，蒲公英飞上了鸟巢的上空”。联系相关物理知识，下面说法正确的是 （ ）
A．物体不受力时静止，受力才能运动，力是维持物体运动的原因
B．物体由静止变为运动是因为受到了力的作用，力是改变物体运动状态的原因
C．物体由到力的作用由静止变运动，物体在运动过程中受到惯性力的作用
D．物体在静止时有惯性，运动时没有惯性
参考答案：B
人民和国旗的近距离接触
当“蒲公英”的种子飘散，一面五星红旗在12位小朋友手中徐徐展开。随后，他们将国旗传递给176名代表。经由一双双炽热的手，鲜艳的国旗被郑重地交给国旗班……传递国旗的代表中既有祁发宝、景海鹏、郭万刚、许振超、买买提江·吾买尔、盛阿伟6位英模，也有来自中央民族大学、代表56个民族的大学生，还有医务工作者、人民警察、快递和外卖小哥等各行各业的代表。
题6 五星红旗经过全国各民族、各行业的176名代表的传递被郑重地交给国旗班……。国旗在传递过程中，以国旗为参照物，站在地面不动的传旗手是________的。（选填“静止”或“运动”）
参考答案：运动
小号吹响《我和我的祖国》
在国旗传递的同时，一名小男孩站在旗杆下，用小号吹响嘹亮深情的《我和我的祖国》。这个小男孩名叫朱德恩，他是从三位小朋友中脱颖而出的。为了确保开幕式的万无一失，刘浩然和梁桐两名备选也在当天准时来到鸟巢做各种准备。
题7 在国旗传递时，小男孩用小号吹响嘹亮深情的《我和我的祖国》响彻全场。小号是空气柱______发声的，小号与其他乐器发出声音的______不同。“嘹亮”主是用来描述声音的_______。
参考答案：振动；音色；响度
五环破冰
一滴墨从空中滴落，随后化成滚滚而来的黄河之水，完美再现了“黄河之水天上来”的诗句。随后，黄河之水凝结成一方冰，在这方冰面上，激光雕刻的历届冬奥会标识和举办地点一一出现。最后，这块冰被激光雕刻五环，五环从冰雪中拔地而起。
题8 假如“五环破冰”是真实的，则“水凝结成冰”中的“凝结”实质是________（选填一种物态变化名称）现象；冰被雕刻过程中，冰的______（选填“质量”或“密度”）一定不变；五环拔地而起的过程中，五环的___________（选填“动能”或“重力势能”）一定增大。
参考答案：凝固；密度；重力势能
题9 在开幕式上，破冰的奥运五环经过43s，被稳稳升至13m高，则它上升的平均速度为大约是人正常步行速度的（）
A．二分之一 B．四分之一 C．2倍D．4倍
参考答案：B
题10 （多选）开幕式上升起的奥运五环长达19米，高8.75米，厚度却仅有35厘米，依靠鸟巢上空的威亚系统提升并悬挂在半空，最终又缓缓沉入舞台之下。考虑到威亚系统的承重能力，五环要不断“减重”以降低负荷，还要保证如此巨大尺寸的奥运五环在悬挂中不会变形。则制作奥运五环的材料应具有下面哪些特性（ ）
A．密度小 B．密度大 C．强度高 D．弹性好
参考答案：AC
题11 奥运五环的总重约3t。这里的“重”指的是_______（选填“质量”或“重力”），3t等于________kg。
参考答案：质量；3000
题12 经过43s，质量为3t的奥运五环被升至13m高。则拉力对奥运五环所做的功是______J，做功的功率是______W。（g取10N/kg，结果保留整数）
参考答案：39000；907
雪花如影随形
开幕式现场“和平鸽”的表演中，依赖新的技术手段，在超过一万平方米的场地上，对将近700个演员，进行实时捕捉和实时效果的跟踪和呈现，这种尝试在大规模的文艺演出的开闭幕式场合下，是世界首创。演员随意走动，脚下屏幕的效果就会随他互动起来，而这种所谓“如影随形”的效果离不开两个系统的完美配合：一个是基于人工智能的运动员运动分析的实时捕捉技术，一个是实现实时渲染的交互引擎。
题13 开幕式上，小演员们双手举着“和平鸽”，随着脚步的移动，脚下盛开出一朵朵晶莹洁白的雪花如影随形，这一创意来自于冰面倒影。从物理学来看，关于“如影随形”和“冰面倒影”的中“影”，下面说法正确的是（ ）
A．都是光的直线传播形成的
B．都是光的反射形成的是
C．前者是光的直线传播形成的，后者是光的反射形成的
D．前者是光的反射形成的，后者是光的直线传播形成的
参考答案：C
题14 冬奥会开幕式上，小演员们双手举着“和平鸽”，随着脚步的移动，脚下盛开出一朵朵晶莹洁白的雪花。实现这一效果需要两个系统的完美配合：一个是基于人工智能的实时捕捉技术，一个是实现实时渲染的交互引擎。前者通过视频摄像机实时捕捉场上演员所在的位置和形状姿态，将_____信号转换为_____信号；识别完后，相关信息被传递给交互引擎系统。交互系统获得信息后，根据需求生成雪花的绽放的效果并实时地显现在演员脚下。在这一过程中，______信号又被转换为_____信号。
参考答案：光；电；电；光
用“微火” 传达环保理念
2022年北京冬奥会开幕式最出人意料的是点火方式，谁也没有想到最后一棒火炬竟然就是主火炬。这个主光炬可是百年奥运史上从未有过的“微火”。总导演张艺谋说，无论你喜欢它不喜欢它，火炬是“全世界”，点火是“低碳环保”，传递的理念如此清晰，会成为奥运史上的经典瞬间。
题15 2022年北京冬奥会主火炬采用“微火”，小小火苗传达了低碳环保的理念。在日常生活中，你认为哪些实际行动能够践行低碳环保这一理念，请举出一例：____________________。
参考答案：绿色出行；节水节电；不使用一次性物品；垃圾科学分类；植树造林等。
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