自然科学基础作业
引 言 不断创新的自然科学
(1) 试述你所知道的科学家的名字和工作(不少于3位)。
答：哥白尼是一位波兰天文学家，在1543年出版了著作—《天体运行》，这本著作事他科学思考、实际观测和数学计算的杰作，使对神学和宗教迷信的第一次庄严挑战，是近代自然科学诞生的先声。
达尔文是一位英国科学家，于1859年出版了《物种起源》一书，建立了进化论，书中不但提出了生物的“自然选择学说”，而且彻底粉碎了物种不变论和上帝创造万物论。
牛顿是一位英国科学家，在1687年出版的划时代的伟大著作— 《自然哲学的数学原理》一书，及他所建立的力学理论是人类认识自然历史上第一次理论大综合，为天文学、力学、机械工程学、建筑学等工程技术的发展奠定了基础。 (2)从元素周期表可知道哪些信息?
答：元素周期表是元素周期律的具体表现，它的直行叫做族，共有16族，主族为A，副族为B；横列叫做周期，目前有7个周期；行与列的交界处叫做位。在位（也叫格）中列出了一种元素的主要信息：原子序数，元素符号，元素名称，外围电子的构型，原子量（相对原子质量）；同时也提示该元素所在的族和周期。
第一章 物体的运动和力
(3)什么是参考系？什么是质点？
参考系，又称参照物，物理学名词，指研究物体运动时所选定的参照物体或彼此不作相对运动的物体系。根据牛顿力学定律在参考系中是否成立这一点，可把参考系分为惯性系和非惯性系两类。
质点就是有质量但不存在体积与形状的点。通常情况下如果物体大小相对研究对象较小或影响不大，可以把物体看做质点。 （4）什么是速度？什么是速率？ ①位移和时间的比值，叫做匀速直线运动的速度。速度在数值上等于单位时间内的位移大小。速度是矢量，其方向就是物体位移的方向。②在某些情况下，只需要考虑运动的快慢，就用物体在单位时间(例如1 s)内通过的路程来表示，并把这个物理量叫做速率。它是一个表示物体运动快慢程度的标量。
（5）什么叫力的三要素？怎样对力进行图示？
是力对物体的作用效果取决于力的大小、方向与作用点，此性质称为力的三要素。根据力的三要素，我们可以用作图的方法把“力”形象地表示出来，这叫做力的图示。具体的作法是：从力的作用点起，沿力的方向画一条线段，在线段的末端标上箭头。线段的长度表示力的大小，箭头的方向表示力的方向，线段的起点是力的作用点。 （6）什么叫牛顿第一定律？什么叫惯性？
①牛顿第一定律：切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
②惯性：物体这种保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。.牛顿第一定律又叫惯性定律。
（7）质量和重量有什么联系和区别？
通过牛顿第二定律，一个物体的质量m和它的重量G建立起G=mg的密切联系。由于在地球上同一地点所有物体的重力加速度g的值都相同，故不同的物体的重量与它们的质量成正比，因而可以通过比较物体的重量来比较它们的质量。
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等臂天平利用等臂杠杆原理，从标在砝码上的质量数，直接读出被称物体的质量数。用天平不能直接测出物体的重量，因为物理学中，重量的含义是力，是物体所受重力的大小，是矢量。然而在市场商务活动及化学或生物的科学实验中，使用重量一词明显是指质量，因为此时涉及的是物品，而不是重力。
第二章 分子运动和物态变化
（8）分子动理论的三个要点？ 分子动理论的三个要点：（1）物质是由大量分子组成的。分子能保持物质原来的性质，分子体积小个数多。（2）分子在永不停息的做无规则的运动。某种物质逐渐进入另一种物质中的现象叫扩散现象。（3）分子间存在着相互作用的引力和斥力。分子间存在着这样的相互作用使分子间存在分子势能。
（9）能量的转化与守恒定律？能量既不能凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移过程中其总量不变，这就是能量守恒定律。
（10）热力学第一定律？热力学第二定律？
热力学第一定律是对能量守恒和转换定律的一种表述方式。热力系内物质的能量可以传递，其形式可以转换，在转换和传递过程中各种形式能源的总量保持不变。 热力学第二定律，热力学基本定律之一，内容为不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。
第三章 声和光
（1）光从空气射入一种玻璃，当入射角是60°时折射角正好是30°，求这种玻璃的折射率。
折射率是=sinr/sinβ=sin60°/sin30°=1.732 r是入射角 β是折射角 （2）声音的三要素是什么？为何二胡和小提琴的音色不同？
声音的三要素：音量、音调、音色。音量，即声音的大小程度。音的强弱是由发音时发音体振动幅度（简称振幅）的大小决定的，两者成正比关系，振幅越大则音越\强\，反之则越\弱\。音调，即声音的高低程度，音的高低是由发音时发音体振动频率的快慢决定的，振动频率：一秒钟振动次数。越快音调越高，越慢音调越低。音色，音色指声音的感觉特性。不同的发声体由于材料、结构不同，发出声音的音色也就不同，这样我们就可以通过音色的不同去分辨不同的发声体音色是声音的特色，根据不同的音色，即使。在同一音量音调，也能区分出是不同乐器或不同人发出的。 二胡和小提琴的材料结构不同，所以音色不同。 （3）照度和亮度的概念有何不同？照度，对于被照面而言，常用落在其单位面积上的光通量多少来衡量它被照射的程度，这就是常用的照度，它表示被照面上的光通量密度。亮度是指发光体（反光体）表面发光（反光）强弱的物理量。
第四章 电和磁
（4）试画出一对等量异种电荷的电场线示意图。这些线代表着场里的正电荷的运动方向吗？
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电场线是为电场想象化而假想的线。可以看出，电场线总是从正电荷出发，指向负电荷，而且离电荷越近的地方，也就是电场线越强的地方，电场线越密。 （5）并联电路的特征是什么？
1、各用电器并列接收电路，电流不止一条路径。2、干路开关控制整个电路；之路开关控制其所在支路上的用电器。3、一条支路断路，不影响其他支路。4、一条支路被短路，整个电路都被短路。
（6）安培怎样在微观上把电现象和磁现象联系起来力？根据电磁感应原理，电流的周围可以形成磁场。物体里，电子绕原子核运动可形成电流，这样就可以产生磁场，但是在对外不显磁性的物体中电子的运动取向几率是相等的，电子产生的磁场就彼此抵消了；在磁体中，电子的运动取向是一致，电子产生的磁场不断累加，所以就显磁性。物体被磁化，就是在一个强大的外磁场的作用下，强制使物体中的电子运动取向一致，对外显磁性。 （7）模拟信号、数字信号、编码、解码？
传统记录信息的方式，多为模拟式。例如我们常可以把一个声信号变成一个相似的电信号或磁信号。也就是说用一个电流或被磁化的磁带来模拟声音信号。 数字信息技术则是采用另外一种思路，我们可以把时间t分成许多相等的小间隔，例如1/100 s。而把声音的强弱分成若干等级，比如256个等级。这样我们就可以得到描述这个声信号的许多组数据。这些数据就叫做数字信号。
每一组数据有两个数，一个代表时间位置，一个代表声音强弱。这个过程称为信息的编码。根据这个编码，我们可以将原信息复原(解码)。
第五章 物质的性质和分类
（8）什么是“温室效应”？主要的“温室气体”有那些？
温室效应，又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称。大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。主要的温室气体有：CO2（二氧化碳）、CH4（甲烷）、N2O（氧化亚氮）、HFCs(氢氟碳化物)、PFCs(全氟化碳）、SF6(六氟化硫) 。
（9）水在人体内有何作用？水是人体内含量最多的物质，约占体重的75%，除一般的载体作用(如血液载带运送氧及营养成分)、体温调节作用、润滑作用(减少食物对消化管道的摩擦)外，水的代谢作用也很重要。水参与细胞中原生质结构(包括细胞膜、细胞质和细胞核)的形成，并使其组成物质(蛋白质、糖类、磷脂)保持胶体状态，进行各种代谢活动；水是各种代谢废物的良好溶剂。水直接作为反应物参加了体内各种生化反应，本身是一种必不可少的营养素。
（10）什么是沼气？沼气是一些有机物质（如秸秆、杂草、树叶、人畜粪便等废弃物）在一定的温度、湿度、酸度条件下，隔绝空气（如用沼气池），经微生物作用（发酵）而产生的可燃性气体。由于这种气体首先在沼泽地被发现，故名沼气。沼气是多种气体的混合物，一般含甲烷50～70％，其余为二氧化碳和少量的氮、氢和硫化氢等。其特性与天然气相似。 （11）平衡膳食的化学基础？平衡膳食的化学基础主要涉及：成酸性食物与成碱性食物平衡；膳食中蛋白质的必需氨基酸含量适合人体需要；膳食中三大生热营养素保持一定比例。 （12）通常烧开水的水壶使用日久会结成坚硬的水垢，为什么？
“水垢”也就是“水碱”，就是在水的状态发生变化时（特别是加热时），水中溶解的钙离子（Ca2+）和镁离子（Mg2+），与某些酸根离子形成的不溶于水的化合物或混合物，其主要成分是碳酸钙。水垢的导热性能极差，只有金属的二百分之一。水垢往往以晶体形式存在，质地坚硬，一旦形成，很难去除。
由于日常生活中所使用的自来水，都是溶解着大量的钙离子（Ca2+）和镁离子（Mg2+），通常所说的“水很硬”，就是这个道理。这样的水在加热时，钙离子和镁离子的碳酸盐（碳酸
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钙和碳酸镁）在水中的溶解度会大幅度降低，其中大部分不能溶解的（碳酸钙和碳酸镁）就会从水中析出而形成沉淀，也就形成了水垢。
第六章 化学反应
（1）什么叫化学反应速率？浓度、压强和温度对化学平衡和化学反应速率的影响？ 在其他条件不变的情况下，增加反应物浓度或减少生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动；增加生成物浓度或者减少反应物浓度，化学平衡向着逆反应的方向移动。增大反应物的浓度，也可以增大化学反应速率。
对有气体参与的反应，若反应前后气体分子数不相等，则在等温下，增大总压强，平衡向气体分子数减少的方向移动；减压，则平衡向气体分子数增加的方向移动。增大压强，也可以增大化学反应速率。
温度的影响与反应的热效应有关，升高温度，使平衡向吸热方向移动；降低温度，使平衡向放热方向移动。升高温度，也可以增大化学反应速率。 （2）试述煤气（CO）的致毒原因和解毒办法？
煤气中毒即一氧化碳中毒。一氧化碳是一种无色无味的气体，不易察觉。血液中血红蛋白与一氧化碳的结合能力比与氧的结合能力要强200多倍，而且，血红蛋白与氧的分离速度却很慢。所以，人一旦吸入一氧化碳，氧便失去了与血红蛋白结合的机会，使组织细胞无法从血液中获得足够的氧气，致使呼吸困难。
解毒办法：1．应尽快让患者离开中毒环境，并立刻打开门窗，流通空气。2．患者应安静休息，避免活动后加重心、肺负担及增加氧的消耗量。3．对有自主呼吸的患者，应充分给予氧气吸入。4．对昏迷不醒、皮肤和黏膜呈樱桃红或苍白、青紫色的严重中毒者，应在通知急救中心后便地进行抢救，及时进行人工心肺复苏，即体外心脏按压和人工呼吸。其中在进行口对口人工呼吸时，若患者嘴里有异物，应先往除，以保持呼吸道通畅。5．争取尽早对患者进行高压氧舱治疗，以减少后遗症。即使是轻度、中度中毒，也应进行高压氧舱治疗。 （3）化学反应式配平的主要依据是什么？化学式配平：质量守衡，若是氧化还原反应还有得失电子守衡。
离子方程式：质量守衡，电荷守衡，若氧化还原反应得失电子守衡。
（4）什么是核反应？核反应是指入射粒子（或原子核）与原子核（称靶核）碰撞导致原子核状态发生变化或形成新核的过程。
（5）太阳能的基础是什么？太阳不断地进行着激烈的核反应，磁放出大量核能，并以辐射波的形式传送到宇宙空间。
第七章 生物多样性
（6）蛋白质在生命活动中有什么重要作用？一方面，一些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质。例如，人和动物的肌肉主要是蛋白质，输送氧的血红蛋白也是蛋白质。另一方面，有些蛋白质是调节生物体新陈代谢的重要物质。例如，调节生命活动的许多激素是蛋白质，调节新陈代谢各种化学反应的酶大多是蛋白质。
（7）什么是种群？指在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体。种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代。种群是进化的基本单位，同一种群的所有生物共用一个基因库。 （8）五界说的各个生物类群各有哪些主要特征？
1.原核生物界：细菌、立克次氏体、支原体、蓝藻 、衣原体。特点：DNA成环状，位于细胞质中，不具成形的细胞核，细胞内无膜细胞器，为原核生物。细胞进行无丝分裂。2.原生生物界：单细胞的原生动物、藻类。特点：细胞核具核膜的单细胞生物，细胞内有膜结构的细胞器。细胞进行有丝分裂。3.真菌界：真菌特点：细胞具细胞壁，无叶绿体，不能进行光合作用。无根、茎、叶的分化。营腐生和寄生生活，营养方式为分解吸收型，在食物链中为
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