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物理必考閱讀短文.回答問題.美國建筑師凱文?朔普費爾設計出了一種能漂

更新時間:2024-01-17 文章作者: 信息來源: 閱讀次數:

閱讀短文,回答問題.7rb物理好資源網(原物理ok網)

美國建筑師凱文?朔普費爾設計出了一種能漂浮在水中的城市(如圖所示),漂浮城市裝有動力裝置,可以移動.該漂浮城市三角形建筑的主體結構是中空的,強風能從中通過,可以確保當颶風來臨時,把颶風對建筑的破壞降至最低.該漂浮城市高達360m,占地270萬平方米,可容納多達4萬居民.酒店、商店只要是普通城市有的,這里都一應俱全.漂浮城市的表面安裝有太陽能電池板,接收太陽能的功率為8.0×108W.7rb物理好資源網(原物理ok網)

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

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

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(原物理ok網)

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

(4)若電池板吸收的太陽能只用來提供推動漂浮城市前進所需的能量,漂浮城市在平靜的水面上沿直線運動,運動過程中受到的阻力不變.從某一時刻開始,漂浮城市受到水平方向的牽引力F隨運動時間t的變化關系如上圖甲所示,漂浮城市的運動速度v與時間t的關系如圖乙所示.7rb物理好資源網(原物理ok網)

①漂浮城市運動到第25s時受到的阻力為________N.從第50s鐘到100s鐘內牽引力做的功為________J.7rb物理好資源網(原物理ok網)

②漂浮城市在勻速運動過程中,太陽能轉化為機械能的效率為________.

試題答案

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

(2)∵漂浮城市漂浮在水面上,7rb物理好資源網(原物理ok網)

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

而G=500N,7rb物理好資源網(原物理ok網)

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

(3)∵m=1.92×106kg,ρ=1.2kg/m37rb物理好資源網(原物理ok網)

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

而空洞的面積為S=2.0×104m27rb物理好資源網(原物理ok網)

∴空氣移動的距離為:L===80m,7rb物理好資源網(原物理ok網)

又∵t=1s,7rb物理好資源網(原物理ok網)

∴颶風的風速為:V===80m/s.7rb物理好資源網(原物理ok網)

(3)①從速度v與時間t圖象乙上看出,50s到100s時物體做勻速直線運動,物體處于平衡狀態,7rb物理好資源網(原物理ok網)

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

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

因為在整個運動過程中,摩擦力是不變的,即漂浮城市運動到第25s時受到的阻力為8×108N;7rb物理好資源網(原物理ok網)

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

而t=100s-50s=50s,7rb物理好資源網(原物理ok網)

∴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(原物理ok網)

②η=====50%.7rb物理好資源網(原物理ok網)

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

試題解析

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

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

(3)知道1s流入空洞的空氣質量和空氣密度,可利用公式V=計算出空洞內空氣的體積,知道空洞的面積,可利用公式L=計算空氣移動的距離,又知道運動的時間,可利用公式V==計算風速.7rb物理好資源網(原物理ok網)

(4)①從速度v與時間t圖象乙上看出,在0~50s內物體做加速運動,此時的拉力為24×108N,不是二力平衡狀態,故此時的拉力與摩擦力無關,當50s到100s時物體做勻速直線運動,從F的大小與時間t的關系圖象甲,根據二力平衡求出摩擦力大小.從速度v與時間t圖象乙上看出,50s到100s時物體做勻速直線運動,判斷此時物體的運動速度,知道拉力F的大小,從而可利用公式W=FS=FVt計算拉力F做的功.7rb物理好資源網(原物理ok網)

②設時間為t,知道漂浮城市在勻速運動過程中的速度和牽引力F,從而可以利用公式W=FS=FVt計算牽引力做的功,知道接收太陽能的功率,可利用公式Q=Pt計算吸收的太陽能,再利用公式η=計算太陽能轉化為機械能的效率.7rb物理好資源網(原物理ok網)

點評:本題考查了物體漂浮時浮力的計算,速度的計算,阻力的計算,并且考查了學生對圖象問題的分析能力,能從圖象中得出相關的信息,然后結合功的計算公式進行計算求解,是中考的熱點考題.7rb物理好資源網(原物理ok網)

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