我国北方常遭遇严重的沙尘暴天气.所谓沙尘暴可简化为如下情景:快速向上刮起的大风将大量沙尘颗粒扬起后悬浮在空中,可视为这时风对沙尘的作用力与沙尘的重力平衡.已知风对沙尘粒作用力大小的可近似表达为 f=
ρπr
2 v
2,式中ρ
空为空气密度,r为沙尘粒的半径(沙尘粒可近似看成球体,且体积V=
πr
3),v为风速.如果沙尘粒的密度ρ
沙=3×10
3kg/m
3,沙尘粒的半径r=2.5×10
-4m,地面的空气密度ρ
空=1.25kg/m
3,若空气密度ρ
空 随地面高度h的变化关系为每升高1km,空气密度减少0.2kg/m
3(g取10m/s
2).求:
(1)要形成沙尘暴现象,地面的风速至少为多少?
(2)当地面风速为8m/s时,沙尘暴的最大高度为多少?
考点分析:
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一横截面积为S的气缸水平放置,固定不动,两个活塞A和B将气缸分隔为1、2两气室,温度均为27℃,达到平衡时1、2两气室长度分别为30cm和20cm,如图所示.在保持两气室温度不变的条件下,缓慢推动活塞A,使之向右移动5cm,不计活塞与气缸壁之间的摩擦,大气压强为1.0×10
5Pa.求:
(1)活塞B向右移动的距离与气室2中气体的压强.
(2)若将活塞A用销子固定,保持气室1的温度不变,要使气室2中气体的体积恢复原来的大小,则应将气室2气温度升高为多少℃?
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在如图所示电路中,电源电动势为ε=6V,内阻不计,小灯L上标有“6V,0.3A”字样,滑动变阻器R
1的阻值范围是0-20Ω,电阻R
2上标有“15Ω,4A”字样,电流表的量程为0-0.6A.甲、乙两同学在讨论滑动变阻器功率的取值范围时,甲同学认为:由于电流表允许通过的最大电流为0.6A,所以通过R
1的最大电流为
I
1m=I
Am-I
L=0.6A-0.3A=0.3A,
这时滑动变阻器R
1两端的电压为
U
1m=ε-I
1m R
2=6V-0.3×15V=1.5V
因此,滑动变阻器的最大功率为P
1m=I
1m U
1m=0.3×1.5W=0.45W.
乙同学不同意甲同学的看法,他认为滑动变阻器的功率决定于通过它的电流和它两端电压的乘积,即P
1=I
1 U
1,电流最大时功率未必最大,只有电流、电压的乘积最大时,功率才最大,如图所示.
你认为甲、乙两位同学中,哪位同学的看法正确,如果你认为甲同学正确,请简述他正确的理由;如果你认为乙同学正确,请求出滑动变阻器R
1的最大功率P
1m.
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大雪,会使城市的街道出现严重的堵车情况,甚至发生交通事故.究其原因,主要是大雪覆盖路面后,被车轮挤压,部分融化为水.在严寒的天气下,又马上结成冰;汽车在光滑的平面上行使,刹车后难以停下,据测定,汽车橡胶轮胎与普通路面间的动摩擦因数是0.7,与冰面间的动摩擦因数为0.1,对于没有安装防抱死(ABS)设施的普通汽车,在规定的速度急刹车后,车轮立即停止运动,汽车在普通的水平路面上滑行1.4m才能停下,那么汽车以同样的速度在结了冰的水平路面上行驶,急刹车后滑行的距离为多少?(g=10m/s
2)
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为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离.已知某高速公路的最高限速v=120km/h;假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)t=0.50s.刹车时汽车受到阻力的大小F为汽车重力的0.40倍.该高速公路上汽车间的距离s至少应为多少?
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为了测量所采集的某种植物种子的密度,一位同学进行了如下实验:
(1)取适量的种子,用天平测出其质量,然后将几粒种子装入注射器内;
(2)将注射器和压强传感器相连,然后缓慢推动活塞至某一位置,记录活塞所在位置的刻度V,压强传感器自动记录此时气体的压强p;
(3)重复上述步骤,分别记录活塞在其它位置的刻度V和记录相应的气体的压强p(见下表);
(4)根据记录的数据,作l/p-V图线,并推算出种子的密度.
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
V(ml) | 22.0 | 20.0 | 18.0 | 16.0 | 14.0 | 12.0 |
p(×105Pa) | 1.000 | 1.138 | 1.338 | 1.567 | 1.931 | 2.512 |
(×10-6 Pa-1) | 10 | 8.79 | 7.47 | 6.38 | 5.18 | 3.98 |
(5)根据表中数据,在图中画出该实验的l/p-V关系图线.
(6)根据图线,可求得种子的总体积约为
ml (即cm
3).
(7)如果测得这些种子的质量为7.86×10
-3 kg,则种子的密度为
kg/m
3.
(8)如果在上述实验过程中,操作过程中用手握住注射器,使注射器内气体的温度升高,那么,所测种子的密度值
(选填“偏大”、“偏小”或“不变”).
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