某同学设计了一种测定风力.风速的装置.其原理如图所示.迎风板与一轻弹簧的一端N相接.一起穿在光滑的金属杆上．弹簧是绝缘材料制成的.其劲度系数k=1300N/m.自然长度L0=0.5m.均匀金属杆用电阻率较大的合金制成.迎风板面积为S=0.5m2.工作时总是正对着风吹来的方向．电路中左端导线与金属杆M端固定相连.右端导线接在N点并可随迎风板在金属杆上滑动.且与金属杆� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

（2011?重庆一模）某同学设计了一种测定风力、风速的装置，其原理如图所示，迎风板与一轻弹簧的一端N相接，一起穿在光滑的金属杆上．弹簧是绝缘材料制成的，其劲度系数k=1300N/m，自然长度L₀=0.5m，均匀金属杆用电阻率较大的合金制成，迎风板面积为S=0.5m²，工作时总是正对着风吹来的方向．电路中左端导线与金属杆M端固定相连，右端导线接在N点并可随迎风板在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好．限流电阻的阻值R=1.0Ω，电源电动势E=12.0V，内阻r=0.5Ω．合上开关，没有风吹时，弹簧处于原长，理想电压表的示数U₁=3.0V．求：
（1）无风时金属杆接入电路的电阻R₁和单位长度的电阻值；
（2）如果某时刻由于风吹使迎风板向左压缩弹簧，电压表的示数变为U₂=2.0V，此时作用在迎风板上的风力；
（3）若风（运动的空气）与迎风板作用后速度变为零，已知（2）问中装置所在处空气的密度为1.3kg/m³，求此时此处风速为多大？

分析：（1）无风时，根据电压表的读数和欧姆定律求解金属杆接入电路的电阻R₁，并求出单位长度的电阻值；
（2）当电压表的示数变为U₂=2.0V，由欧姆定律求出金属杆接入电路的电阻，得到弹簧的长度，根据胡克定律求出风力大小．
（3）根据动量定理求解风速的大小．

解答：解：设无风时金属杆接入电路的电阻为R₁，由题意得
（1）无风时U₁=

R+r+R1

R1，即R₁=

U1(R+r)

E-U1

=0.5Ω
单位长度的电阻值为：

0.5

Ω/m=1Ω/m
（2）设风吹时接入电路的电阻为R₂，则
U₂=

R2+R+r

R2，即R₂=

U2(R+r)

E-U2

=0.3Ω
弹簧长度为L=0.3m
压缩量为x=L₀-L=（0.5-0.3）m=0.2m
由平衡条件得：此时风力为F=kx=260N．
（3）取风速原来的方向为正方向，由动量定理得-F△t=-ρSv△tv，
风速为：v=

ρS

=20m/s
答：
（1）无风时金属杆接入电路的电阻R₁为0.5Ω，单位长度的电阻值为1Ω/m；
（2）如果某时刻由于风吹使迎风板向左压缩弹簧，电压表的示数变为U₂=2.0V，此时作用在迎风板上的风力是260N；
（3）若风（运动的空气）与迎风板作用后速度变为零，此时此处风速为20m/s．

点评：本题是力与电综合题，抓住它们之间联系的桥梁：弹簧的长度是关键．

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（2011?重庆一模）下面的表格是某地区1～6月份气温与气压的对照表，6月份与1月份相比较，下列说法正确的是（　　）

月份/月	1	2	3	4	5	6
平均最高气温/℃	1.8	4.5	12.8	21.4	28.7	31.4
平均大气压/105Pa	1.031	1.025	1.018	1.012	1.007	0.9764

A．空气中每个气体分子无规则热运动的速度加快了

B．空气分子无规则热运动减弱了

C．单位时间内空气分子对地面单位面积的撞击次数增多了

D．单位时间内空气分子对地面单位面积的撞击次数减少了

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A．

B．

C．

D．

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（2011?重庆一模）如图是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4…为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向．质点在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．t=0时质点1开始竖直向上运动，质点振动周期为T．经过四分之一周期，质点5开始运动，此时质点1已发生的位移为S．下列判断正确的是（　　）