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神奇的大力士——形状记忆合金起重机

形状记忆合金起重机具有动力大、噪声小等优点，广泛应用于能源、交通和日常生活等领域．形状合金起重机的动力主要来自形状记忆合金．如图所示，常温下发生形变的记忆合金，受热超过一定温度时，完全恢复到原来的形状过程中，能产生很大的力，将重物提起．依据不同记忆合金材料特*，可制成记忆压缩*簧和记忆拉伸*簧．

如图所示为记忆压缩*簧，常温时较小的外力即可使其处于压缩状态，高温时会自动恢复到原来的伸长状态．记忆拉伸*簧则不同，常温时较小的外力可使其处于伸长状态，高温时会自动恢复到原来的压缩状态．记忆*簧恢复原状时所产生的*力远比普通*簧大．

给记忆合金材料通上交替变化的脉冲电流，会使其温度升高．为控制加热快慢，通常采用改变一个周期内通有电流的时间占总时间的比值的方法来实现．

（1）. 形状记忆合金起重机提升重物时，重物的重力势能________．

（2）. 由形状记忆合金材料制成的眼镜框被踩扁后，应________(选填“升温”或“降温”)使其恢复原状．

（3）. 对记忆拉伸*簧来说，高温状态长度比低温状态________．

（4）. 图示电流能使相同的记忆合金*簧升温最快的是________．

A．    B．   

C．    D．

（5）. 图中利用形状记忆合金材料设计的起重机，记忆*簧通电后恢复原状提起重物，为让记忆*簧回到初始位置，装置中需要搭配普通*簧．给出的四种组合中，提升力最大的是________．

A．普通*簧、记忆拉伸*簧、普通*簧

B．普通*簧、记忆压缩*簧、普通*簧

C．记忆压缩*簧、普通*簧、记忆压缩*簧

D．记忆拉伸*簧、普通*簧、记忆拉伸*簧

【回答】

增大    升温    短    B    C   

【详解】

（1）重物被“提升”时，质量不变，高度增加，重力势能增加

（2）常温下发生形变的记忆合金，受热超过一定温度时，能完全恢复到原来的形状，所以形状记忆合金材料制成的眼镜框被踩扁后应该升温，使其恢复原状．

（3）记忆拉伸*簧常温时较小的外力可使其处于伸长状态，高温时会自动恢复到原来的压缩状态，所以高温状态长度比低温状态短．

（4）由焦耳定律Q=I2Rt,得电流大小相同情况下，通电时间越长产生的热量越多，升温最快，从个选项的图线中可以看出，B图线的电流在相同工作时间内，通电时间最长，故B正确．

（5）

从上图左侧悬挂重物的情景图变为上图右侧的情景，需要将记忆合金的中间部分向上提升，将记忆合金的两端向下压低．

都用普通*簧的话，不挂重物时，由于记忆合金和吊钩、吊索的重力作用，*簧被拉伸，悬挂重物后，中间的*簧被进一步拉伸，可以提供向上的拉力，满足中间部分向上的要求；两侧的*簧会收缩，如果没有回复原长，提供的仍然是拉力，不能满足将两端压下的需求．

所以中间可以使用普通*簧，两侧不能使用普通*簧，故而AB不可行．

记忆拉伸*簧常温时较小的外力可使其处于伸长状态，通电高温时会自动恢复到原来的压缩状态；产生的是收缩的拉力，不能满足两端压低的需求，故而D不可行．

记忆压缩*簧，常温时较小的外力即可使其处于压缩状态，通电高温时会自动恢复到原来的伸长状态；可以产生伸长的推理，满足两端压低的需求，故C可行．

故选C

知识点：*力

题型：综合题