巧量鐵絲的長度

小明的爸爸在××大廈建筑工地工作。今年3月的一天，小明爸爸從五金店買回一卷細鐵絲，已知鐵絲密度為ρ，質量為M㎏，可是不知道有多長。小明靈機一動，只用了一把刻度尺和一支圓珠筆就幫爸爸解決了問題。你知道小明是如何解決的？

1.寫出有關操作步驟；

2.給出小明的計算公式（用有關量的字母表示）；

3.請你幫小明想一想，為了減小誤差應該注意哪些問題。（至少兩點，合理即可）

（此題為2012年“金鑰匙”科技競賽初中個人初賽動手實踐題）

答案解析：

1.求鐵絲直徑：

①量取1米鐵絲，將它緊密地繞在圓珠筆上，記下繞的圈數n；

②用刻度尺測出n圈鐵絲圈的長為L1，設鐵絲直徑為d，則：

2.設整卷鐵絲的總長度為L：

3.本題的解題思路是，先求出一段已知長度（本題用1米）鐵絲的質量，然后用總質量除以已知長度鐵絲的質量，得出整卷鐵絲長度。因此，準確求出鐵絲的直徑是關鍵，為減少誤差，可采用下列措施：

①在測量鐵絲直徑時，要增加圈數，并多次測量，取平均值；

②在測量鐵絲直徑時，刻度尺應與鉛筆長度的方向保持一致；

③在繞鐵絲時，每圈之間應緊密地貼在一起等。

Q：“PM2.5口罩”靠譜嗎？

——北京市第十四中學 仝 婳

A：進入1月份以來，全國很多地區都被霧霾籠罩著，各地的PM2.5數值更是頻頻“爆表”。一些商家趁機推出大量的“PM2.5口罩”。但其實它們中的大多數都對付不了PM2.5。換言之，在霧霾天戴上這些口罩出門，不過是給自己一個心理安慰而已。PM2.5過于微小，在我們吸氣時幾乎可以毫無阻擋地穿透這些孔眼粗大的口罩，進入肺部。

真正能防護PM2.5的，要數醫用防護口罩。在現行的《醫用防護口罩技術要求（GB190830-2010）》里，對口罩的過濾效率劃分出了明確的標準：對于0.3微米左右顆粒（這是最難被過濾的顆粒直徑，更大或更小的顆粒都相對容易被濾除，粒徑更大的PM2.5顆粒更不在話下），1級防護口罩要大于等于95%，2級要大于等于99%，3級要大于等于99.97%。實際上，它沿用了美國國家職業安全衛生研究所（NI OSH）提出的“N系列”相關標準。粗略地說，我國的1級醫用防護口罩，對應美國NI OSH的N95，2級對應N99，3級對應N100。

在N系列中，符合N95標準的口罩相對是最便宜的，N99和N100則貴得多。除非有特殊需求，符合N95標準的口罩，即可滿足我們日常外出的防護需求了。

Q：使用話筒時，為什么有時會發出短促而又刺耳的聲音？

——江蘇省鹽城市建湖高級中學 羅 欣

A：在電子學中，一般將這種情況稱為“嘯叫”，它既讓人不舒服，又容易損壞音箱。

按照振蕩形成的原理，一個系統只有在滿足振幅平衡條件和相位平衡條件時才能形成振蕩。所謂相位平衡條件，就是從揚聲器（音箱）發出來的聲音又從其他途徑返回到傳聲器（話筒），并且與輸入傳聲器的原聲波同相位。只要這些滿足相位平衡條件的頻率，同時又滿足振幅平衡條件，那么振蕩就會開始形成。

話筒將滿足振蕩條件的聲音頻率成分轉變電信號，再經過調音臺到功率放大器等設備的放大，然后經過揚聲器系統變成聲信號發射出來。如果這個聲信號經過某個途徑又重新回到傳聲器，那么經過一個新的循環后，信號的幅度就會變大一些。如此不斷循環，信號幅度越來越大，就形成了所謂的“嘯叫”。簡單地說，就是當音箱產生的聲音再次被話筒拾取并進入擴聲系統被放大，又和初始音相位相同，則兩個聲音會產生疊加加強，并再次被話筒拾取后放大加強，如此周而復始，便產生了刺耳的嘯叫。

在了解了嘯叫產生的原因后，就可以找到消除它的辦法。比如，可以在建筑聲學上采取必要的措施，正確布置揚聲器系統和傳聲器的位置，使傳聲器盡可能地不處于揚聲器的直達聲場內。簡單地說，就是不要把話筒對著音箱或放在音箱附近。在此基礎上，為了進一步抑制嘯叫，還可以采用移頻器、移相器、反饋抑制器來抑制振蕩的形成，避免嘯叫。

Q：染發劑為什么會讓頭發變色？

——江蘇省江陰市青陽中學 劉佳慧

A：染色劑有化學染色劑和天然染發劑兩種，現在一般使用化學染色劑。化學染色劑中含有染料、雙氧水、氨水和一些堿性成分的物質。當涂上染發劑后，雙氧水和氨水會將頭發本來的顏色褪去（如果是白發，那就沒有退色的過程了），然后氨水和堿性物質使頭發絲上出現微小的孔洞，染料小分子和氧化劑會從這些孔洞中滲入頭發絲里，這時會發生氧化縮合反應，使染料被氧化成大分子化合物，并留在頭發中，這樣就使頭發的顏色變成了想要染的顏色了。但是，這種方法對頭發來說是一種傷害。

Q：吃酸的，牙齒為什么會“倒” ？

——浙江省杭州市學軍中學 萬麗娟

A：牙齒是人體中最堅硬的器官，它分為牙冠、牙頸和牙根三個部分。牙體也可分為牙釉質、牙本質和牙骨質。牙釉質覆蓋于牙冠表面，呈半透明、乳白色，其顏色與牙釉質的鈣化程度有關，是人體中最堅硬的物質。牙本質是構成牙齒的主體，位于牙釉質和牙骨質的內層，也是牙髓腔及根管的側壁，硬度低于牙釉質。若用顯微鏡觀察，可見到牙本質內有許多排列規則的細管，稱為牙本質小管，管內有神經纖維。當牙本質暴露后，能感受外界冷、熱、酸、甜等刺激，而引起疼痛感。

在醫學上，把“倒牙”叫做“牙本質過敏”，主要是指牙釉質遭到破壞，牙本質暴露部分受到溫度（冷、熱）、化學的（酸、咸）和機械的（刷牙、咬硬物）刺激時，所引起的異常酸痛的感覺。如果長期食用酸性食物且不及時進行口腔清潔，牙釉質會因酸化而受到損壞。同時，食用過硬的東西有時也有可能損傷牙釉質。如果牙釉質有損傷，吃酸的東西時牙本質感受到酸的刺激，就會引起異常酸痛的感覺，導致不敢咀嚼。

并不是所有牙本質暴露的人都會有“倒牙”癥狀，它通常與牙本質暴露時間和暴露的程度有關。