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物理必考閱讀短文.回答問(wèn)題.美國(guó)建筑師凱文?朔普費(fèi)爾設(shè)計(jì)出了一種能漂

更新時(shí)間:2024-01-17 文章作者: 信息來(lái)源: 閱讀次數(shù):

閱讀短文,回答問(wèn)題.7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

美國(guó)建筑師凱文?朔普費(fèi)爾設(shè)計(jì)出了一種能漂浮在水中的城市(如圖所示),漂浮城市裝有動(dòng)力裝置,可以移動(dòng).該漂浮城市三角形建筑的主體結(jié)構(gòu)是中空的,強(qiáng)風(fēng)能從中通過(guò),可以確保當(dāng)颶風(fēng)來(lái)臨時(shí),把颶風(fēng)對(duì)建筑的破壞降至最低.該漂浮城市高達(dá)360m,占地270萬(wàn)平方米,可容納多達(dá)4萬(wàn)居民.酒店、商店只要是普通城市有的,這里都一應(yīng)俱全.漂浮城市的表面安裝有太陽(yáng)能電池板,接收太陽(yáng)能的功率為8.0×108W.7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(1)太陽(yáng)能電池板工作時(shí),是________能轉(zhuǎn)化為________能.7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(2)假如某班級(jí)有50位中學(xué)生從岸上進(jìn)入漂浮城市參觀,則漂浮城市受到的浮力約增加________.7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A.2.5×102 N B.2.5×103 N C.2.5×104 N D.2.5×105 N7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(3)若三角形建筑空洞的面積為2.0×104m2,某次颶風(fēng)正好垂直于空洞的表面吹入,1s鐘流入空洞的空氣質(zhì)量是1.92×106kg,該地的空氣密度是1.2kg/m3.則颶風(fēng)的風(fēng)速是________m/s.7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(4)若電池板吸收的太陽(yáng)能只用來(lái)提供推動(dòng)漂浮城市前進(jìn)所需的能量,漂浮城市在平靜的水面上沿直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力不變.從某一時(shí)刻開始,漂浮城市受到水平方向的牽引力F隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的變化關(guān)系如上圖甲所示,漂浮城市的運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示.7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

①漂浮城市運(yùn)動(dòng)到第25s時(shí)受到的阻力為________N.從第50s鐘到100s鐘內(nèi)牽引力做的功為________J.7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

②漂浮城市在勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為________.

試題答案

解:(1)太陽(yáng)能電池板工作時(shí),是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能.7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(2)∵漂浮城市漂浮在水面上,7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

∴漂浮城市增加的浮力就是50位中學(xué)生的重力,7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

而G=500N,7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

∴漂浮城市增加的浮力為:F=50G=50×500N=2.5×104N.7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(3)∵m=1.92×106kg,ρ=1.2kg/m3,7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

∴空洞內(nèi)空氣的體積為:V===1.6×106m37rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

而空洞的面積為S=2.0×104m2,7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

∴空氣移動(dòng)的距離為:L===80m,7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

又∵t=1s,7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

∴颶風(fēng)的風(fēng)速為:V===80m/s.7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(3)①?gòu)乃俣葀與時(shí)間t圖象乙上看出,50s到100s時(shí)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體處于平衡狀態(tài),7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

即物體所受到的摩擦力大小應(yīng)該與拉力F大小相等,7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

從F的大小與時(shí)間t的關(guān)系圖象甲,50s到100s時(shí),拉力F=8×108N,7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

因?yàn)樵谡麄€(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,摩擦力是不變的,即漂浮城市運(yùn)動(dòng)到第25s時(shí)受到的阻力為8×108N;7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

由速度與時(shí)間圖象甲可知,50s到100s時(shí)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),V=0.5m/s,7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

而t=100s-50s=50s,7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

∴牽引力F做的功為:W=FS=FVt=8×108N×0.5m/s×50s=2×1010J.7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

②η=====50%.7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

故答案為:(1)太陽(yáng);電;(2)C;(3)80(4)①8×108;2×1010;②50%.7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

試題解析

(1)太陽(yáng)能電池板工作時(shí)將光能直接轉(zhuǎn)化為電能;7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(2)漂浮城市漂浮在水面上,此時(shí)它所受到的浮力等于它的重力,當(dāng)有50位中學(xué)生從岸上進(jìn)入漂浮城市,則漂浮城市增加的浮力就是50位中學(xué)生的重力;7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(3)知道1s流入空洞的空氣質(zhì)量和空氣密度,可利用公式V=計(jì)算出空洞內(nèi)空氣的體積,知道空洞的面積,可利用公式L=計(jì)算空氣移動(dòng)的距離,又知道運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,可利用公式V==計(jì)算風(fēng)速.7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(4)①?gòu)乃俣葀與時(shí)間t圖象乙上看出,在0~50s內(nèi)物體做加速運(yùn)動(dòng),此時(shí)的拉力為24×108N,不是二力平衡狀態(tài),故此時(shí)的拉力與摩擦力無(wú)關(guān),當(dāng)50s到100s時(shí)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),從F的大小與時(shí)間t的關(guān)系圖象甲,根據(jù)二力平衡求出摩擦力大小.從速度v與時(shí)間t圖象乙上看出,50s到100s時(shí)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),判斷此時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)速度,知道拉力F的大小,從而可利用公式W=FS=FVt計(jì)算拉力F做的功.7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

②設(shè)時(shí)間為t,知道漂浮城市在勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度和牽引力F,從而可以利用公式W=FS=FVt計(jì)算牽引力做的功,知道接收太陽(yáng)能的功率,可利用公式Q=Pt計(jì)算吸收的太陽(yáng)能,再利用公式η=計(jì)算太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率.7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

點(diǎn)評(píng):本題考查了物體漂浮時(shí)浮力的計(jì)算,速度的計(jì)算,阻力的計(jì)算,并且考查了學(xué)生對(duì)圖象問(wèn)題的分析能力,能從圖象中得出相關(guān)的信息,然后結(jié)合功的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算求解,是中考的熱點(diǎn)考題.7rb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

發(fā)表評(píng)論

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