Question

建造設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出了一種能漂浮在水中的城市,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，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）假如某班級(jí)有40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（     ）

A．2.0×10²N，       B． 2.0×10³N        C． 2.0×10⁴N        D．2.0×10⁵N

（2）若三角形建筑空洞的面積為2.0×10⁴ m²，某次颶風(fēng)正好垂直于空洞的表面吹入，1S

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

      。

（3）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。某一時(shí)刻開(kāi)始，漂浮城市受到的水平

方向的牽引力F隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的變化關(guān)系如圖甲所示，漂浮城市運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的

關(guān)系如圖乙所示。則在50s—100s，漂浮城市做       運(yùn)動(dòng)。漂浮城市運(yùn)動(dòng)到第25s

時(shí)受到的阻力為         N。

（4）從50s到100s內(nèi)牽引力做的功為多少？（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）

（5）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)械能的效率為多少？（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）

 

Answer 1

【答案】

（1）C （2）80m/s （3）勻速直線運(yùn)動(dòng)   8×10⁸N；（4）2×10¹⁰J （5）50%

【解析】

試題分析：（1）∵漂浮城市漂浮在水面上，

∴漂浮城市增加的浮力就是50位中學(xué)生的重力，

而G=500N，

∴漂浮城市增加的浮力為：F_浮=50G=50×500N=2.5×10⁴N．

所以選C．

（2）∵m=1.92×10⁶kg，ρ=1.2kg/m³，

∴空洞內(nèi)空氣的體積為：

而空洞的面積為S=2.0×10⁴m²，

∴空氣移動(dòng)的距離為：

又∵t=1s，

∴颶風(fēng)的風(fēng)速為：

（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)，

即物體所受到的摩擦力大小應(yīng)該與拉力F大小相等，

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，

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；

（4）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，

而t=100s-50s=50s，

∴牽引力F做的功為：W=FS=FVt=8×10⁸N×0.5m/s×50s=2×10¹⁰J．

（5）

考點(diǎn)：物體漂浮時(shí)浮力的計(jì)算，速度的計(jì)算，阻力的計(jì)算

點(diǎn)評(píng)：此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．