内容正文:
综合应用限时练二
建议时间:20分钟 满分:18分
1.(8分)如图1甲所示,我国建造的白鹤滩水电站是仅次于三峡工程的世界第二大水电站,该水库的总容量约为2.06×1010 m3,它既是我国实施“西电东送”的国家重大工程,又是长江防洪体系的重要组成部分。如图乙所示,白鹤滩水电站建造了三条世界规模最大的无压泄洪洞,可以实现快速下泄洪水,三条无压泄洪洞每1 min可下泄洪水7.2×105 t。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
图1
(1)水能是 (选填“一次”或“二次”)能源,水电站中的发电机是利用 原理工作的。
(2)这个水库最多能蓄水多少吨?
(3)若泄洪时水的落差为30 m,求泄洪30 min水的重力做的功。
(4)若每条泄洪洞管道的粗细均相等,泄洪时水的流速为48 m/s,求每条泄洪洞管道的横截面积。(结果保留整数)
2.(10分)为测量风速,某实验小组设计了一款简易风速仪,其原理图如图2甲所示。电源电压为6 V,用于反映风速大小的电压表量程为0~3 V,定值电阻R0的阻值为10 Ω。迎风板是一块面积为0.1 m2的轻质薄板,它与压力传感器R紧密相连。R的阻值与迎风板受到的压力F的关系如图乙所示。测量风速时,风始终垂直吹在迎风板上,其受到的风压p与风速的平方v2的关系如下表。闭合开关,求:
风速的平方v2/(m2·s-2)
0
1
2
3
4
5
6
风压p/Pa
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
图2
(1)当风速增大时,迎风板受到的风压 ,电压表的示数 。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)无风时,R消耗的电功率;
(3)该风速仪所能测量的最大风速;
(4)若想增大该风速仪所能测量的最大风速,请写出一条可行措施。
综合应用限时练二
1.解:(1)一次 电磁感应
(2)水库的蓄水量m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×2.06×1010 m3=2.06×1013 kg=2.06×1010 t
(3)30 min内下泄洪水的重力
G=m′g=30×7.2×105×103 kg×10 N/kg=2.16×1011 N
30 min内下泄洪水的重力做的功
W=Gh=2.16×1011 N×30 m=6.48×1012 J
(4)根据速度公式得,1 min内水流过的长度
L=vt=48 m/s×60 s=2 880 m
每条泄洪洞管道1 min内下泄洪水的体积
V=×=×=2.4×105 m3
每条泄洪洞管道的横截面积
S==≈83 m2
2.解:(1)增大 增大
(2)由表格数据可知,无风时,迎风板受到的压强是0,故它受到的压力F为0,由题图乙可知,此时R的阻值R1=30 Ω,由欧姆定律可知,电路中的总电阻
R总=R0+R1=10 Ω+30 Ω=40 Ω
电路中的电流
I1===0.15 A
则R消耗的电功率
P=IR1=(0.15 A)2×30 Ω=0.675 W
(2)电压表量程为0~3 V,当电压表示数为3 V时,风速仪所测风速最大,此时R两端的电压
UR=U-U0=6 V-3 V=3 V
电路中的电流I2===0.3 A
R的阻值R2===10 Ω
由题图乙可知,当R为10 Ω时,迎风板受到的压力F为20 N,迎风板受到的压强
p===200 Pa
由表格可知,风压p与风速的平方v2之间的关系式
p=0.5v2 Pa/(m2·s-2)
故当p=200 Pa时
200 Pa=0.5v2 Pa/(m2·s-2)
解得v=20 m/s
即该风速仪所能测量的最大风速为20 m/s
(4)减小R0的阻值(或减小电源电压;或减小迎风板的受力面积)
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