如果《流浪地球》走进中考物理，会是什么样子？（答案在最后）
文/张虎岗 初中物理教师，著有《发现不一样的物理》
写在前面的话
从大年初一到现在，电影《流浪地球》爆红网络，这部改编自刘慈欣的中篇小说的电影宣告了“中国硬核电影科幻元年”的到来。
爱屋及乌，在观影前我先看了一遍小说，在观影后又看了一遍小说。电影只截取了小说中的一个片段，加以演绎。
相对于电影，我更喜欢小说一些，虽然文字带来的视觉冲击远远不及电影，但是文字带给人们的思考也远非电影所能达到。
在看小说时，我忽然想到这部小说里有很多物理知识，网上也有很多解读的文章。但是适合初中生的并不多，于是我突发奇想：如果《流浪地球》走进中考物理，会是什么样子？
于是有了下文。
文字是部分是原著中的内容，试题是小编原创的，有不当之处，时间仓促，有考虑不周之处，敬请理解。
喜欢的请点个赞转发，不喜欢的就当小编煞风景了，不妨“呵呵”一笑而过。
先简要介绍一下剧情。
其实内容很简单，十个字就说完了：
“太阳要完了，地球要跑了。”
但是怎么个跑法，还是有章法的，绝对不是像我们撒丫子一样拔腿就逃。
具体说，人类的逃亡分为五步：
第一步，用地球发动机使地球停止转动，使发动机喷口固定在地球运行的反方向；
第二步，全功率开动地球发动机，使地球加速到逃逸速度，飞出太阳系；
第三步，在外太空继续加速，飞向比邻星；
第四步，在中途使地球重新自转，掉转发动机方向，开始减速；
第五步，地球泊入比邻星轨道，成为这颗恒星的卫星。
人们把这五步分别称为刹车时代、逃逸时代、流浪时代Ⅰ(加速)、流浪时代Ⅱ(减速)、新太阳时代。
整个移民过程将延续两千五百年时间，一百代人。
下面，《流浪物理》的中考之旅就要开始了，赶紧准备好纸笔，答题铃声马上响起。
1
我没见过黑夜，我没见过星星，我没见过春天、秋天和冬天。
我出生在刹车时代结束的时候，那时地球刚刚停止转动。
地球自转刹车用了四十二年，比联合政府的计划长了三年。
题1 在小说中，地球自转刹车用了42年，如果地球瞬间刹车，会出现什么情景？请说出一种。________________________________________。
2
地球发动机安装在亚洲和美洲大陆上，因为只有这两个大陆完整坚实的板块结构才能承受发动机对地球巨大的推力。地球发动机共有一万二千台，分布在亚洲和美洲大陆的各个平原上。
从我住的地方，可以看到几百台发动机喷出的等离子体光柱。你想像一个巨大的宫殿，有雅典卫城上的神殿那么大，殿中有无数根顶天立地的巨柱，每根柱子像一根巨大的日光灯管那样发出蓝白色的强光。而你，是那巨大宫殿地板上的一个细菌，这样，你就可以想像到我所在的世界是什么样子了。其实这样描述还不是太准确，是地球发动机产生的切线推力分量刹住了地球的自转，因此地球发动机的喷射必须有一定的角度，这样天空中的那些巨型光柱是倾斜的，我们是处在一个将要倾倒的巨殿中！
题2 地球自转方向自西向东，为了使地球刹车，地球发动机喷射的“火焰”应偏向_____（选填“东”或“西”）方，这是利用了物体间力的作用是__________。
3
地球发动机分为两大类，大一些的叫“山”，小一些的叫“峰”。我们登上了 “华北794号山”。登“山”比登“峰”花的时间长，因为“峰”是靠巨型电梯上下的，上“山”则要坐汽车沿盘“山”公路走。
题3 “山”比“峰”高，并且登“山”比登“峰”花的时间长，若两个体重相同的人分别登“山”登“峰”，则他们克服重力所做的功与功率相比（ ）
A、登“山”的做功一定多
B、登“峰”的做功一定多
C、登“山”的功率一定大
D、登“峰”的功率一定大
题4 明明知道通过盘山公路上山，会费很多距离，人们为什么还要这样做呢？
4
三个多世纪前，天体物理学家们就发现这太阳内部氢转化为氦的速度突然加快，于是他们发射了上万个探测器穿过太阳，最终建立了这颗恒星完整精确的数学模型。
巨型计算机对这个模型计算的结果表明，太阳的演化已向主星序外偏移，氦元素的聚变将在很短的时间内传遍整个太阳内部，由此产生一次叫氦闪的剧烈爆炸，之后，太阳将变为一颗巨大但暗淡的红巨星，它膨胀到如此之大，地球将在太阳内部运行！
题5 在太阳内部，发生_______（选填“核裂变”或“核聚变”）产生光和热；太阳在膨胀过程中，它的密度会_______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
5
那是一个晶莹透明的密封玻璃球，大约有10厘米直径，球里有三分之二充满了水，水中有一只小虾、一小枝珊瑚和一些绿色的藻类植物，小虾在水中悠然地游动着。小星老师说：“这是阿东的一件自然课的设计作业，小球中除了这几样东西外，还有一些看不见的细菌，它们在密封的玻璃球中相互依赖、相互作用。小虾以海藻为食，从水中摄取氧气，然后排出含有机物质的粪便和二氧化碳废气，细菌将这些东西分解成无机物质和二氧化碳，然后海藻利用了这些无机物质与人造阳光进行光合作用，制造营养物质，进行生长和繁殖，同时放出氧气供小虾呼吸。这样的生态循环应该能使玻璃球中的生物在只有阳光供应的情况下生生不息。这是我见过的最好的课程设计，我知道，这里面凝聚了阿东和所有飞船派孩子的梦想，这就是你们梦中飞船的缩影啊！”
题6 根据文中的描述情景，请你写一个小短文，设想一种假如你在一个密封的环境中，如何为自己设计一个生态系统？
6
学校要搬入地下城了，我们是第一批入城的居民。校车钻进了一个高大的隧洞，隧洞成不大的坡度向地下延伸。走了有半个钟头，我们被告之已入城了，可车窗外哪有城市的样子？只看到不断掠过的错综复杂的支洞和洞壁上无数的密封门，在高高洞顶一排泛光灯下，一切都呈单调的金属蓝色。想到后半生的大部分时光都要在这个世界中度过，我们不禁黯然神伤。
“原始人就住洞里，我们又住洞里了。”灵儿低声说，这话还是让小星老师听见了。
“没有办法的，孩子们，地面的环境很快就要变得很可怕很可怕，那时，冷的时候，吐一口唾沫，还没掉到地上呢，就冻成小冰块儿了；热的时候，再吐一口唾沫，还没掉到地上，就变成蒸汽了！”
“冷我知道，因为地球离太阳越来越远了；可为什么还会热呢？”同车的一个低年级的小娃娃问。
“笨，没学过变轨加速吗？”我没好气地说。
“没有。”
灵儿耐心地解释起来，好像是为了分散刚才的悲伤。“是这样：跟你想的不同，地球发动机没那么大劲儿，它只能给地球很小的加速度，不能把地球一下子推出太阳轨道，在地球离开太阳前，还要绕着它转15个圈呢！在这15个圈中地球慢慢加速。
现在，地球绕太阳转着一个挺圆的圈儿，可它的速度越快呢，这圈就越扁，越快越扁越快越扁，太阳越来越移到这个扁圈的一边儿，所以后来，地球有时离太阳会很远很远，当然冷了……”
“可……还是不对！地球到最远的地方是很冷，可在扁圈的另一头儿，它离太阳……嗯，我想想，按轨道动力学，还是现在这么近啊，怎么会更热呢？”
真是个小天才，记忆遗传技术使这样的小娃娃成了平常人，这是人类的幸运，否则，像地球发动机这样连神都不敢想的奇迹，是不会在四个世纪内变成现实的。
我说：“可还有地球发动机呢，小傻瓜，现在，一万多台那样的大喷灯全功率开动，地球就成了火箭喷口的护圈了……你们安静点吧，我心里烦！”
题7 如果地球转到了远日点，海水都结成了冰，地下城的居民到地面上时，他们穿的衣服应具有的最主要的功能是：______________。
7
有一天，新闻报道海在融化，于是我们全家又到海边去。
题8 这里所说的“融化”，是物态变化中的_______，是一个______热的过程。
8
为了缓解人们的紧张情绪，在第十二次到达远日点时，联合政府居然恢复了中断达两个世纪的奥运会。我作为一名机动冰橇拉力赛的选手参加了奥运会，比赛是驾驶机动冰橇，从上海出发，从冰面上横穿封冻的太平洋，到达终点纽约。
发令枪响过之后，上百只雪橇在冰冻的海洋上以每小时二百公里左右的速度出发了。开始还有几只雪橇相伴，但两天后，他们或前或后，都消失在地平线之外。
这时背后地球发动机的光芒已经看不到了，我正处于地球最黑暗的部分。在我眼中，世界就是由广阔的星空和向四面无限延伸的冰原组成的，这冰原似乎一直延伸到宇宙的尽头，或者它本身就是宇宙的尽头。而在无限的星空和无限的冰原组成的宇宙中，只有我一个人！雪崩般的孤独感压倒了我，我想哭。我拼命地赶路，名次已无关紧要，只是为了在这可怕的孤独感杀死我之前尽早地摆脱它，而那想像中的彼岸似乎根本就不存在。
就在这时，我看到天边出现了一个人影。近了些后，我发现那是一个姑娘，正站在她的雪橇旁，她的长发在冰原上的寒风中飘动着。
题9 机动冰橇的速度约为200km/h，按个速度雪橇连续行驶两天，可以通过_______km。当我奔向冰原上站立的姑娘时，若以我参照物，她是_________的；若以她的雪橇为参照物，她是________（选填“静止”或“运动”），这说明运动和静止是_________。
9
我们身后，遥远的太阳用它微弱的光芒给自由女神像镀上了一层金辉，对面，是已无人居住的曼哈顿的摩天大楼群，微弱的阳光把它们的影子长长地投在纽约港寂静的冰面上。
题10 大楼的影子是光的________________形成的现象；楼的影子很长，说明太阳位置较___（选填“高”或“低”）。
10
分手前，官员递给我们一串钥匙，醉醺醺地说：“这是你们在亚洲分到的房子，回家吧，哦，家多好啊！”
“有什么好的？”我漠然地说，“亚洲的地下城充满危险，这你们在西半球当然体会不到。”
“我们马上也有你们体会不到的危险了，地球又要穿过小行星带，这次是西半球对着运行方向。”
“上几个变轨周期也经过小行星带，不是没什么大事吗？”
“那只是擦着小行星带的边缘走，太空舰队当然能应付，他们可以用激光和核弹把地球航线上的那些小石块都清除掉。但这次……你们没看新闻？这次地球要从小行星带正中穿过去！舰队只能对付那些大石块，唉……”
在回亚洲的飞机上，加代子问我：“那些石块很大吗？”
我父亲现在就在太空舰队干那件工作，所以尽管政府为了避免惊慌照例封锁消息，我还是知道一些情况。我告诉加代子，那些石块大的像一座大山，五千万吨级的热核炸弹只能在上面打出一个小坑。“他们就要使用人类手中威力最大的武器了！”
我神秘地告诉加代子。
“你是说反物质炸弹？”
“还能是什么？”
“太空舰队的巡航范围是多远？”
“现在他们力量有限，我爸说只有一百五十万公里左右。”
“啊，那我们能看到了！”
“最好别看。”
加代子还是看了，而且是没戴护目镜看的。反物质炸弹的第一次闪光是在我们起飞不久后从太空传来的，那时加代子正在欣赏飞机舷窗外空中的星星，这使她的双眼失明了一个多小时，以后的一个多月眼睛都红肿流泪。那真是让人心惊肉跳的时刻，反物质炮弹不断地击中小行星，湮灭的强光此起彼伏地在漆黑的太空中闪现，仿佛宇宙中有一群巨人围着地球用闪光灯疯狂拍照似的。
半小时后，我们看到了火流星，它们拖着长长的火尾划破长空，给人一种恐怖的美感。火流星越来越多，每一个在空中划过的距离越来越长。突然，机身在一声巨响中震颤了一下，紧接着又是连续的巨响和震颤。加代子惊叫着扑到我怀中，她显然以为飞机被流星击中了，这时舱里响起了机长的声音。
“请各位乘客不要惊慌，这是流星冲破音障产生的超音速爆音，请大家戴上耳机，否则您的听觉会受到永久的损害。由于飞行安全已无法保证，我们将在夏威夷紧急降落。”
题11 我在飞机上看到太空中反物质炸弹击中小行星发出的闪光，却没有听到爆炸声，负责清理它们的太空舰队队员能听到爆炸声吗？为什么？_______________________。
题12太空中石块进入太气层因为与空气剧烈摩擦而形成火流星，石块的内能是通过_______的方式增大的。
题13 为了防止流星坠地产生的声波对人听力的损坏，戴上耳机，是在_____________减弱噪声的。如下表所示，是不同气温下的声速值，人类最早研制超音速飞机时，为了实现实验成功，应使飞机在________（选填“高空”或“低空”）飞行。
11
我们的飞行汽车以四倍音速飞行了两个小时，终于能够看到太阳了，它刚刚升出太平洋，这时看上去只有棒球大小，给冰封的洋面投下一片微弱的、冷冷的光芒。
加代子把飞行汽车悬停在5000米的空中，然后从后面拿出了一个长长的东西，去掉封套后我看到那是一架天文望远镜，业余爱好者用的那种。加代子打开车窗，把望远镜对准太阳，让我看。
题14 飞行汽车以四倍音速飞行了两个小时，通过了_______km（注：1倍音速＝340m/s）；当汽车悬在空中时，汽车所受的“升力”_____（选填“大于”“等于”或“小于”）重力。
12
太阳最后一次把它的光和热洒向地球。地面上的冰结的二氧化碳干冰首先融化，腾起了一阵白色的蒸汽；然后海冰表面也开始融化，受热不均的大海冰层发出惊天动地的巨响；渐渐地，照在地面上的光柔和起来，天空出现了微微的蓝色；后来，强烈的太阳风产生的极光在空中出现，苍穹中飘动着巨大的彩色光幕……
题15 请简述上文中“白色的蒸汽”是如何形成的？
13
二十年前，地球航出了冥王星轨道，航出了太阳系，在寒冷广漠的外太空继续着它孤独的航程。
最近一次去地面是十几年前的事了，那是儿子和儿媳陪我去的，儿媳是一个金发碧眼的姑娘，就要做母亲了。
到地面后，我首先注意到，虽然所有地球发动机仍全功率地运行，巨大的光柱却看不到了，这是因为地球大气已消失，等离子体的光芒没有散射的缘故。我看到地面上布满了奇怪的黄绿相间的半透明晶体块，这是固体氧氮，是已冻结的空气。
有趣的是空气并没有均匀地冻结在地球表面，而是形成了小山丘似的不规则的隆起，在原来平滑的大海冰原上，这些半透明的小山形成了奇特的景观。银河系的星河纹丝不动地横过天穹，也像被冻结了，但星光很亮，看久了还刺眼呢。
题16 根中文中的现象，请你设想假如此刻你正在月球上，抬头能看到星空的星星“眨眼”吗？为什么？
题17 地球表面的空气的氧氮已经变为固体，说明外界气温______（选填“高于”或“低于”）它们的熔点。
14
地球发动机将不间断地开动500年，到时地球将加速至光速的千分之五，然后地球将以这个速度滑行1300年，之后地球就走完了三分之二的航程，它将掉转发动机的方向，开始长达500年的减速。地球在航行2400年后到达比邻星，再过100年时间，它将泊入这颗恒星的轨道，成为它的一颗卫星。
题18 当地球发动机给地球加速时，发动机喷射“火焰”的方向与地球前进方向_______；当地球发动机给地球减速时，发动机喷射“火焰”方向与地球前进方向_______（以上两空选填“相同”或“相反”）。关闭地球发动机后，地球能以光速的千分之五的速度的“滑行”，是因为地球_______________。
最后，让我们小说中一句话爸爸对妈妈说的话结束今天的内容：
我们必须抱有希望，这并不是因为希望真的存在，而是因为我们要做高贵的人。在前太阳时代，做一个高贵的人必须拥有金钱、权力或才能，而在今天只要拥有希望，希望是这个时代的黄金和宝石，不管活多长，我们都要拥有它！