Question

國(guó)家游泳中心又被稱為“水立方”（如圖所示），位于北京奧林匹克公園內(nèi)，是2008年北京奧運(yùn)會(huì)標(biāo)志性建筑物之一，將在奧運(yùn)會(huì)期間承擔(dān)游泳、跳水、花樣游泳、水球等比賽項(xiàng)目．從外面看，整個(gè)“水立方”就像一個(gè)“方盒子”，總建筑面積大約8萬(wàn)平方米，高約30米，建筑外圍采用世界上最為先進(jìn)的環(huán)保節(jié)能ETFE＜四氟乙烯）膜材料，由3000多個(gè)氣枕組成，氣枕大小不一、形狀各異，覆蓋面積達(dá)到10萬(wàn)平方米，堪稱世界之最．

（1）“水立方”屋頂有3萬(wàn)平方米，雨水可100%的收集．它有一套雨水收集系統(tǒng)，一年收集的雨水量相當(dāng)于150戶居民一年的用水量 （北京居民每戶每年用水量為100噸）．問(wèn)：北京地區(qū)的年降水量約為

500

毫米．
（2）“水立方”的外膜用什么顏色更能節(jié)能嗎？設(shè)計(jì)者要考慮“水立方”館內(nèi)光線和夏天的室溫．設(shè)計(jì)者做了幾組實(shí)驗(yàn)．
實(shí)驗(yàn)一：對(duì)透明物體和不透明物體的顏色由什么決定進(jìn)行了如下的探究．先后用不同顏色的膜對(duì)著不同顏色的光進(jìn)行觀察，得到的結(jié)果如表一所示．
表一：透明物體的顏色

照射光的顏色	綠色	紅色	紅色	綠色	白光
膜的顏色	綠色	紅色	藍(lán)色	紅色	黃色
觀察到的顏色	綠色	紅色	黑色	黑色	黃色

由表一可以得出：透明物體的顏色是由

透過(guò)色光

決定的；
實(shí)驗(yàn)二：用不同的顏色膜材料ETFE做大棚實(shí)驗(yàn)

大棚外膜的顏色	藍(lán)色	無(wú)色	紫色
一天中棚外的最高溫度	36℃	36℃	36℃
一天中棚內(nèi)的最低溫度	38℃	50℃	30℃
光的通過(guò)量	90%	98%	50%

綜合上述信息，你認(rèn)為膜的顏色用

藍(lán)色

色更好．
（3）仔細(xì)觀察，我們還會(huì)發(fā)現(xiàn)，在“水立方”晶瑩剔透的外衣上面還點(diǎn)綴著無(wú)數(shù)白色的亮點(diǎn)，被稱為鍍點(diǎn)．不要小看這些鍍點(diǎn)，奧運(yùn)會(huì)舉辦時(shí)正值盛夏，為了不讓酷暑天氣把“水立方”變成一個(gè)聚光的“溫室浴場(chǎng)”．在保持游泳館透明、美觀的同時(shí)，避免透明場(chǎng)館溫度偏高、炫目，就要依靠它們了．這些大小不一的鍍點(diǎn)可以改變光線的方向，起到隔熱散光的效果．這些鍍點(diǎn)布成的點(diǎn)陣，就像一把把“遮陽(yáng)傘”，把刺眼的光線和多余的熱量擋在場(chǎng)館之外，起到遮光、降溫的作用．
關(guān)于這些鍍點(diǎn)說(shuō)法中，正確的是

B

A．這些鍍點(diǎn)的作用是讓太陽(yáng)光通過(guò)，從而進(jìn)入“水立方”內(nèi)
B．這些鍍點(diǎn)的作用是反射太陽(yáng)光，阻止太陽(yáng)光進(jìn)入“水立方”內(nèi)
C．這些鍍點(diǎn)在“水立方”的外部是均勻分布的
D．這些鍍點(diǎn)只是起裝飾的作用．

Answer 1

分析：（1）求出一年收集的雨水量利用密度公式求其體積，知道屋頂面積，可求降水量（屋頂水深）．
（2）透明物體的顏色由它通過(guò)的色光決定，能通過(guò)什么顏色的光，物體就呈什么顏色．
（3）根據(jù)各種膜的顏色的光的通過(guò)量和一天中棚內(nèi)的最低溫度即可做出選擇．
（4）光的反射的概念：當(dāng)光射到物體表面時(shí)，被物體表面反射回去，這種現(xiàn)象叫做光的反射．光的反射是在任何物體的表面都要發(fā)生的現(xiàn)象．

解答：解：（1）一年收集的雨水量：
m=100t×150=15000t=1.5×10¹⁰g，
V=

m

ρ

=

1.5×1010g

1g/cm3

=1.5×10¹⁰cm³，
S=30000m²=3×10⁸cm²，
“水立方”屋頂上水的深度：
h=

V

S

=

1.5×1010cm3

3×108cm2

=50cm=500mm．
（2）紅色的大棚外膜之所以呈紅色，是因?yàn)榧t光照射到它身上，它可以通過(guò)紅光，所以呈現(xiàn)紅色；
當(dāng)紅色光照射到藍(lán)色外膜上時(shí)，藍(lán)色外膜可以通過(guò)藍(lán)光，但吸收紅光，所以呈現(xiàn)黑色，
所以大棚外膜的顏色是由它通過(guò)的色光的顏色決定的
（3）由表二提供的信息可知，藍(lán)色外膜的光的通過(guò)量是90%，無(wú)色的是98%，紫色的是50%，
光的通過(guò)量適中較好，不是太多，也不是太少，
一天中棚內(nèi)的最低溫度在38℃較好，溫度太高也不是很適合，所以綜合上述信息，膜的顏色用藍(lán)色更好．
（4）由于“水立方”外面的“鍍點(diǎn)”非常明亮，可以起到面鏡的作用，所以當(dāng)光照射到上面時(shí)，就會(huì)發(fā)生反射而改變光的傳播方向．
故選B．
故答案為：500；透過(guò)色光；藍(lán)色；B．

點(diǎn)評(píng)：此題以2008年我們國(guó)家的熱點(diǎn)問(wèn)題為背景，從水立方的設(shè)計(jì)圖片入手，考查了學(xué)生對(duì)光學(xué)、密度公式的應(yīng)用等，知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，要求靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)．解答時(shí)，要注意先閱讀圖片、文字中的重要信息，然后聯(lián)系相應(yīng)的物理知識(shí)進(jìn)行解答．