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人工肌肉的研制与应用人工肌肉是一种模仿人类肌肉的智能机械，具有多种应用领域。
随着现代科技的不断进步，人工肌肉的研制和应用也取得了显著的进展，成为了具有重要战略意义的前沿科技领域之一。
一、人工肌肉的研制人工肌肉的研制就是将一些类似于肌肉构造的材料或装置与电动力学相结合，通过一些机加工或管理控制方法来完成的。
根据材料不同，人工肌肉可分为压电人工肌肉、智能合金人工肌肉、液压人工肌肉、活性聚合物人工肌肉等。
1.1 压电人工肌肉压电材料具有压电效应，能够将机械能转化成电能，也可以将电能转化成机械能。
压电人工肌肉就是利用了良好的压电效应，将安装在不同的压电材料的两个表面上的金属电极进行交替触点的切换，实现了人工肌肉的弯曲和伸展，从而达到了肌肉的工作。
如压电材料Pb（ZrTi）O3（是一种铅氧钛压电陶瓷）的晶体方位变化会产生电荷分布的改变。
如果将两个引脚接到压电材料的两个表面上，并施加电压，它就能够在某个方向产生振荡运动。
有时，绕在某种电介质环绕的螺线管中还有一个这样的压电材料，螺线管就可以成为一块人工肌肉：当通高频信号时，螺线管会做变形收缩。
1.2 智能合金人工肌肉智能合金（Memory Alloy）是指具有记忆功能的合金。
温度敏感的智能合金受到控制电压的调节，能够发生形状记忆效应。
与传统的材料不同，智能合金能够在受到温度等外界环境的作用下，自我调节成为预定的形状，同时能够保持其弹性回程性质。
利用这一性质所制造的人工肌肉具有很好的可塑性和弹性。
1.3 液压人工肌肉液压人工肌肉是由一系列液体管道和小型活塞组成，利用液体在管内的压力差异来推动小型活塞的运动，从而实现了刚性运动。
液压人工肌肉性能稳定、动作幅度大、速度快、响应迅速，同时体积可调，可以降低成本。
1.4 活性聚合物人工肌肉活性聚合物人工肌肉具有一些与肌肉相似的特性如可伸缩、可弯曲、可扭曲等。
它的作用原理是，通过对其外部施加压力或电场等方式实现人工肌肉的伸缩变形，利用活性聚合物分子具有快速反应的特点，快速响应外界电场或压力的变化。
一、单选题二、多选题1. 在如图所示的电路中，理想变压器原线圈的匝数大于副线圈的匝数，该电路输入端接在有效值为U 的交流电源上。
当滑动变阻器的滑片向下滑动时，变压器输出端的功率与电源输入端的功率之比的变化情况是（ ）A ．变小B ．不变C ．变大D ．不确定2. 据报道，香烟会释放一种危险的放射性元素“针()”，如果每天抽1.5包香烟，一年后累积的辐射相当于300次胸透的辐射．发生一次衰变和一次衰变后产生了新核，新核的中子数比质子数多( )A ．38个B ．40个C ．42个D ．44个3. 带电量分别﹣2Q 和+4Q 的两个完全相同的金属小球，相距为L （L 远大于小球半径）时相互作用力的大小为F ．现把两个小球互相接触后放置在距离为L 的地方，则现在两个小球之间的相互作用力大小为（ ）A ．2FB ．4FC．D．4. 如图甲为一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼，如图乙为一男士站立在履带式自动扶梯上正在匀速上楼。
下列关于两人受到的力做功判断正确的是（ ）A ．甲图中支持力对人做正功B ．乙图中支持力对人做正功C ．甲图中摩擦力对人做负功D ．乙图中摩擦力对人做负功5. 在下列四个核反应方程中，x 表示中子的是（ ）A．B．C．D．6. 如图所示，理想变压器端输入电压为，副线圈接的电阻R ，电压表为理想电压表，原、副线圈的匝数比为4∶1。
下列说法正确的是（）A ．流过R的电流有效值为B ．电阻R两端电压的变化周期为C．当时，电压表的示数为D ．电阻R的电功率为7. 现代技术中智能机械臂已被广泛应用于各种领域。
如图所示，智能机械臂的铁夹夹起一个金属小球静止在空中，铁夹与球接触面保持竖直，下列说法正确的是（ ）2024年普通高等学校招生全国统一考试模拟试题物理（旧高考 B）02经典题解版三、实验题A ．若增大铁夹对小球的压力，小球所受摩擦力增大B ．小球所受摩擦力和重力的大小相等C ．小球所受摩擦力的方向竖直向下D ．小球所受摩擦力的方向竖直向上8. 如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD 处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积S =0.5m 2，线框电阻不计。
高2021届高考模拟考试物理试卷试卷共6页，考试时间75分钟，满分100分。
注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡上；2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号，回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效.一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．1．《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域．如图所示，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，则（）A. 小球没有掉下去，是由于摩擦力大于小球的重力B. 小球受到的摩擦力大小与重力相等C. 若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大D. 机械手臂受到小球施加的摩擦力方向竖直向上2．某一质点运动的位移x随时间t变化的图像如图所示，则（）A. 5s末与15s末，质点的速度方向相反B. 第10s末，质点的速度最大C.0—10s内质点通过的位移等于5mD.10—20s内，质点的速率先增加后减小3．宇宙中两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力互相绕转，称之为双星系统，在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统。
设某双星系统A 、B 绕其连线上的O 点做匀速圆周运动，如图所示。
若AO >OB,则（ ）A. 星球A 的质量一定大于B 的质量B. 星球A 的角速度一定大于B 的角速度C. 星球A 的线速度大小一定大于B 的线速度大小D. 星球A 的向心加速度大小一定小于B 的向心加速度大小4．如图所示，开关S 闭合后，带电质点P 在平行金属板中处于静止状态．则（ ）A. 质点P 一定带正电B. 滑片向a 端移动时，两只电表的示数均增大C. 若将开关S 断开，质点P 将向下板运动D. 滑片向a 端移动时，质点P 将向上板运动5．任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之对应，波长λ＝h p ，式中h 为普朗克常量，p 为运动物体的动量，人们把这种波叫做德布罗意波。
人造肌肉助力折纸软机器人的功能重量有千倍的增长
软机器人技术允许机器以模仿活生物体的方式移动，但增加的灵活性通常意味着强度降低，这限制了它的使用。
近日，麻省理工学院的CSAIL和哈佛大学的科学家已经开发出类似折纸的人造肌肉，它们为软式机器人增添了非常需要的力量，只需用水或气压就可以将相当自身体重1000倍的物体举起。
一个2.6克肌肉能够举起一个3公斤的物体，这好比一只鸭子举起一辆汽车。
人造肌肉是由塑料内部骨架组成的，内部空气被密封袋内的空气或水包围– 这是它的“皮肤”。
对袋子内部施加真空会启动肌肉的运动，产生驱动运动的张力。
不需要动力源或人力来控制肌肉，因为它完全由骨架组成。
在实验中，研究人员创造出可以将花朵从地面抬起的肌肉，将其卷曲成卷，并缩小至原始大小的10%。
他们甚至用水溶性聚合物制成了肌肉，这意味着该技术可以用于自然环境，对环境影响极小。
其他潜在的应用包括深海研究，微创手术和可变形结构。
肌肉是可伸缩的- 团队构建的尺寸从几毫米到一米不等- 而且生产成本低廉。
一个肌肉可以在不到一美元的情况下在十分钟内完成。
即使研究团队。
智能人造肌肉材料的研究进展在科学技术的进步中，多种人造材料被不断研究利用。
智能人造肌肉材料就是其中的一种，近年来在研究者的不断尝试下，已经有了很大的进展。
接下来，我们就来详细了解一下智能人造肌肉材料的研究进展。
一、智能人造肌肉的定义智能人造肌肉是仿生学机器人的一个重要组成部分，是一种与生物肌肉或肌纤维类似的材料。
人造肌肉通常具有快速响应、操作简便、重量轻等特点，且其弯曲或拉伸的性能可以与生物肌肉相媲美。
智能人造肌肉可以广泛应用于人工智能、仿生机器人等领域。
二、智能人造肌肉材料类型1、金属性材料金属性的人造肌肉通常使用铝、钛等金属作为基本构成元素。
这种人造肌肉通常集成在机器人手臂、机器人腿部、自主行动机器人等方面。
2、形态记忆合金材料形态记忆合金材料是一种高科技的人造肌肉材料，其重要特点是能够实现以固定的形状变形后能够自动恢复至原状。
这种人造肌肉材料广泛应用于医疗领域、航空航天以及地震救援等领域。
3、高分子材料高分子材料是最常用的人造肌肉材料之一，使用最广泛。
其材料主要由聚氨酯、聚对苯二甲酸酯等高聚合材料构成。
由于其具有形状保持力高、响应速度快、寿命长等特点，因此广泛应用于介观机械中。
三、智能人造肌肉的应用领域：1、生产制造业生产制造业广泛应用人造肌肉，特别是在对完成复杂工作之人工手类机器人，有一些不占地方、移动与操作方便、需要准确地放弃正确物品等的机器人，都能饱尝人造肌肉的好处。
2、医疗行业人造肌肉也广泛应用于所谓的生物医学仿生器官和仿人体检测设备中。
例如，在仿生制药设备制造中，智能人造肌肉被广泛地应用于各种分离工作；船舶类器材中亦有着广泛应用。
另外，在显微外科手术中，几乎每一个被开刀的器官都需要夹子及控制，这便是很好的应用之一。
3、灾害安全自动化的控制是一些很难让人们够到地方如：地下矿井、管道、危险引发区等等的处所会用到智能的仿生机器人，主要就是用的这些机器人。
四、人造肌肉的未来发展目前人造肌肉的研究主要依靠多学科的交叉及合作，存在许多难题，例如材料的性能、响应速度、腐蚀性等问题。
人造肌肉材料合成和运动原理解析人造肌肉材料是一种具有类似于自然肌肉的运动能力的材料，在仿生机器人、医学和其他领域具有广泛的应用潜力。
本文将对人造肌肉材料的合成方法和运动原理进行解析。
一、人造肌肉材料的合成方法1. 高分子材料：高分子材料是合成人造肌肉的常用材料之一。
例如，聚乙烯醇（PVA）是一种适用于电活化的高分子材料，其能够通过施加电场来实现收缩和伸展的运动。
聚乙烯醇纤维与硼酸络合形成的材料也可以实现类似于肌肉的运动。
2. 金属合金：金属合金是另一种用于合成人造肌肉的材料。
镍钛合金（Nitinol）是一种形状记忆合金，其能够在外界温度变化的作用下产生收缩和伸展的运动。
这种合金的合成方法往往涉及到调节合金中的成分和热处理过程。
3. 点阵结构材料：点阵结构材料也是一种常用于合成人造肌肉的材料，其通过改变材料的外形和内部结构实现运动。
例如，由两种或多种材料交错排列形成的复合材料，可以通过调节温度和湿度来实现收缩和伸展的运动。
4. 液晶材料：液晶材料在合成人造肌肉方面也具有潜力。
液晶材料的分子排列在不同条件下会发生变化，从而产生收缩和伸展的运动。
例如，通过改变液晶材料的磁场或电场作用，可以实现肌肉般的运动。
二、人造肌肉材料的运动原理解析1. 电活化原理：电活化是一种常用于实现人造肌肉材料运动的原理。
这种原理利用外加电场的作用，使材料中的离子发生迁移和浓度变化，从而引发材料的收缩和伸展运动。
例如，通过施加电压使聚乙烯醇材料中的离子发生迁移，从而实现类似于肌肉的运动。
2. 温度变化原理：温度变化也是一种常用的人造肌肉材料运动原理。
例如，利用温度敏感的材料，当温度发生变化时，材料的形状和大小也会发生相应的变化。
通过控制外界温度，可以实现人造肌肉材料的运动。
3. 化学变化原理：一些人造肌肉材料通过化学反应来实现运动。
例如，在特定的溶液中，材料可以发生化学变化，从而产生收缩和伸展的运动。
这种原理常用于合成肌肉组织和仿生机器人。
人工肌肉：赋予机器人更灵活的运动能力引言人工智能技术一直在不断进步，机器人的应用领域也越来越广泛。
然而，要使机器人能够执行复杂而精细的动作任务还存在一定的挑战。
近年来，人工肌肉的发展为解决这一难题带来了新的希望。
人工肌肉是一种能够模拟人类肌肉运动的装置，它可以赋予机器人更灵活的运动能力。
本文将介绍人工肌肉的工作原理、应用领域以及未来发展方向。
人工肌肉的工作原理人工肌肉是一种由人造材料制成的装置，可以产生类似于人类肌肉的收缩和伸展运动。
其工作原理类似于人类肌肉的运作机制。
人类肌肉通过神经信号传递给肌肉细胞，使其收缩或伸展。
人工肌肉利用类似的原理，通过电流、压力或化学反应等方式控制其收缩和伸展。
当外部信号传递到人工肌肉时，其内部的人造材料会发生变形，从而产生类似于肌肉细胞的运动。
人工肌肉的核心部件是智能材料，如电致变形材料、气动驱动材料和化学反应材料等。
这些材料具有特殊的性质，能够对外界刺激做出响应，并产生对应的变形运动。
比如，电致变形材料是一种能够通过电流产生形变的材料，它可以根据控制信号的变化实现快速和精确的收缩和伸展运动。
气动驱动材料则通过控制气体的压力变化来实现肌肉的运动。
化学反应材料则是通过化学反应来驱动肌肉的收缩和伸展。
人工肌肉的应用领域非常广泛，涵盖了机器人技术、医疗科学、航天航空等多个领域。
以下是一些典型的应用案例：1. 机器人技术人工肌肉可以赋予机器人更灵活的运动能力，提高其操作精度和适应性。
在工业生产中，机器人需要完成各种各样的动作任务，如抓取、搬运、装配等。
传统的机械臂往往受限于刚性结构和运动轨迹，无法完成复杂和细致的操作。
而使用人工肌肉驱动的机器人可以更加自由地进行各种运动，适应各种环境和任务需求。
2. 医疗科学人工肌肉在医疗科学领域有着广泛的应用前景。
例如，在假肢领域，人工肌肉可以模拟人类肌肉的运动，使假肢更加接近自然肢体的运动方式和效果。
此外，人工肌肉还可以应用于康复训练，帮助恢复运动功能受损的患者进行康复治疗。
Lan Kexue ·科学览动态癌细胞“杀手”——ATR 激酶我国科学家首次在亚纳米尺度上描绘出ATR 激酶的三维结构，这一成果有望阻止癌细胞自我修复，从而指导抗癌新药的开发。
ATR 激酶是一种DNA 修复的关键蛋白。
一旦感受到DNA 损伤的迹象，ATR 激酶就会活化细胞固有的修复系统。
它被视为潜在的癌症治疗靶点，它及其参与的信号通路对基因组稳定以及肿瘤的发生、发展和治疗都至关重要。
实验表明，ATR 激酶抑制剂能直接高效杀死肿瘤细胞。
目前，国际上已经有2种ATR 抑制剂进入了临床试验，但是它的特异性和稳定性还有待加强。
点击“悟空”可能首次看见暗物质中国暗物质粒子探测卫星“悟空”首次直接测量到目前世界上最精确的高能电子宇宙线能谱。
而其中的数据表明，宇宙空间中存在着“质量为1.4万亿电子伏左右的新物理粒子”。
科学家推测，它可能就是人们长期以来寻找的暗物质！2015年12月17日“悟空号”成功发射，在轨运行的前530天共采集了约28亿颗高能宇宙射线，其中包含约150万颗25GeV 以上的电子宇宙射线。
正是基于这些数据，科研人员成功获取了目前国际上精度最高的电子宇宙射线探测结果。
“悟空”的能量测量范围较丁肇中的国际空间站AMS02探测器以及美国的Fermi-LAT 伽马射线空间望远镜有显著提高（图中红线为悟空探测结果）。
暗物质完全不可见，但暗物质的存在，可以通过引力现象予以推测。
让机器人变身超级大力士的“人工肌肉”美国哈佛大学和麻省理工学院的研究人员从折纸术中获取灵感，创造出用于机器人的价格低廉的“人工肌肉”。
加持了这种“人工肌肉”的机器人，能举起比自己重1000倍的物体。
这种“肌肉”称为促动器(actuator)，被安装在金属线圈或塑料板材的架构上。
每条“肌肉”的制造成本约为1美元。
而骨架可以是弹簧、像折纸般折叠的结构，也可以是任何装有铰链或有弹性空隙的固体结构。
该发明未来可能的用途包括火星上的可扩充太空栖息地、小型外科器械、穿戴式机械外骨骼、深海探测设备，甚至是可变形的建筑。
