2007年2月28日，從烏魯木齊駛往阿克蘇的5806次列車(chē)遭遇特大沙塵暴，列車(chē)從第1節(jié)車(chē)廂到第11節(jié)車(chē)廂相繼被吹翻。看了這個(gè)報(bào)道后，某研究小組為探索沙塵暴的威力，進(jìn)行了模擬研究。如圖為測(cè)定沙塵暴風(fēng)力的實(shí)驗(yàn)裝置圖，其中AB是一段水平放置的長(zhǎng)為L(zhǎng)的光滑均勻電阻絲，電阻絲阻值較大，一質(zhì)量和電阻都不計(jì)的細(xì)長(zhǎng)金屬絲一端固定于O點(diǎn)，另一端懸掛球P，無(wú)風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲豎直，恰與電阻絲在B點(diǎn)接觸，有風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲將偏離豎直方向，細(xì)金屬絲與電阻絲始終保持良好的導(dǎo)電接觸。研究小組的同學(xué)對(duì)此裝置分析中，知道金屬球單位面積上所受到的水平風(fēng)力大小與電壓表的讀數(shù)成正比，空氣密度為1.3kg/m3，沙的密度為2.5×103kg/m3．他們對(duì)決定金屬球單位面積上所受到的風(fēng)力大小的因素，進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)研究：
①在含沙量相同條件下，改變風(fēng)速，記錄不同風(fēng)速下電壓表的示數(shù)如下：
| 風(fēng)速（m/s） | 5 | 10 | 15 | 20 |
| 電壓表示數(shù)（V） | 0.6 | 2.4 | 5.4 | 9.6 |
| 含沙量（kg/m3） | 1.1 | 2.2 | 3.3 | 4.4 |
| 電壓表示數(shù)（V） | 2.3 | 3.5 | 4.6 | 5.8 |
（2）若（1）中的比例系數(shù)k的大小為0.5，已知：車(chē)廂的高度為3m,車(chē)廂的長(zhǎng)度為25m,車(chē)廂質(zhì)量為50t,鐵軌間距為1.5m,1m3沙塵暴中含沙塵2.7kg,請(qǐng)根據(jù)（1）中的關(guān)系式計(jì)算當(dāng)時(shí)的風(fēng)速至少為多大？
【考點(diǎn)】控制變量法．
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：109引用：3難度：0.1
相似題
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1．磁鐵具有吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)，小蕊和小昌同學(xué)想探究磁體對(duì)鐵釘?shù)奈Φ拇笮∨c放入它們之間物體的哪些因素有關(guān)，請(qǐng)你參與探究并解決一些問(wèn)題。
①如圖，保持磁體和紙片間的距離一定，在紙片上放入不同的物體時(shí)，通過(guò)比較紙片下面能吸附的鐵釘數(shù)量，顯示磁體對(duì)鐵釘吸引力的大小。
鐵釘?shù)姆胖糜袌D中的甲、乙兩種方法，依據(jù)的原理，鐵釘在磁場(chǎng)中某點(diǎn)受到的吸引力等于它的重力，應(yīng)選擇圖中的方法。
②選擇正確的方法后，他們?cè)诩埰戏謩e放入形狀、面積和厚度相同，材料不同的鐵板、鋁板等，觀察能吸引的鐵釘個(gè)數(shù)，多次實(shí)驗(yàn)后將數(shù)據(jù)記錄在表中。
A分析數(shù)據(jù)，可以得出，在其它條件相同時(shí)，放入鐵板或鎳板，吸引鐵釘?shù)臄?shù)量較少，說(shuō)明鐵板和鎳板對(duì)吸引力的影響磁體與紙片之間放入的物體 不放物體 鐵板 鎳板 鋁板 陶瓷板 玻璃板 塑料板 吸引鐵釘數(shù)量/個(gè) 4 1 1 3 3 3 3 ，即對(duì)磁性屏蔽效果明顯。
B鐵、鎳、鋁都是導(dǎo)體，而鋁對(duì)磁性屏蔽效果不明顯，原因可能是。
C鋁是導(dǎo)體，陶瓷、玻璃和塑料是絕緣體，從表中數(shù)據(jù)知道，它們對(duì)吸引力影響效果相同。據(jù)此，你提出一個(gè)值得探究的問(wèn)題：
③他們?cè)诩埰戏謩e放入形狀和相同、面積不同的鐵板。發(fā)現(xiàn)鐵板面積越大，吸住的鐵釘數(shù)量越少。發(fā)布：2025/1/7 8:0:2組卷：22引用：2難度：0.5 -
2．磁鐵具有吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)，小蕊和小昌同學(xué)想探究磁體對(duì)回形針的吸引力的大小與放入它們之間物體的哪些因素有關(guān)，請(qǐng)你參與探究并解決一些問(wèn)題。
（1）如圖1，保持磁體和紙片間的距離一定，在紙片上放入不同的物體時(shí)，通過(guò)比較紙片下面能吸附的回形針數(shù)量，顯示磁體對(duì)回形針吸引力的大小。
回形針的放置有圖2中的甲、乙兩種方法，依據(jù) 的原理，回形針在磁場(chǎng)中某點(diǎn)受到的吸引力等于它的重力，應(yīng)選擇圖2中 的方法。
（2）選擇正確的方法后，他們?cè)诩埰戏謩e放入形狀、面積和厚度相同，材料不同的鐵板、鋁板等，觀察能吸引的回形針個(gè)數(shù)，多次實(shí)驗(yàn)后將數(shù)據(jù)記錄在下表中。
①分析數(shù)據(jù)，可以得出，在其它條件相同時(shí)，放入鐵板或鎳板，吸引回形針的數(shù)量 ，說(shuō)明鐵板和鎳板對(duì)吸引力的影響 ，即對(duì)磁性屏蔽效果明顯。磁體與紙片之間放入的物體 不放物體 鐵板 鎳板 鋁板 陶瓷板 玻璃板 塑料板 吸引回形針數(shù)量/個(gè) 4 1 1 3 3 3 3
②鐵、鎳、鋁都是導(dǎo)體，而鋁對(duì)磁性屏蔽效果不明顯，原因可能是 。
③鋁是導(dǎo)體。陶瓷、玻璃和塑料是絕緣體，從表中數(shù)據(jù)知道，它們對(duì)吸引力影響效果相同。據(jù)此，你提出一個(gè)值得探究的問(wèn)題：
（3）他們?cè)诩埰戏謩e放入形狀和 相同、面積不同的鐵板。發(fā)現(xiàn)鐵板面積越大，吸住的回形針數(shù)量越少。
（4）日常生活中，磁卡常受外界磁場(chǎng)影響出現(xiàn)消磁現(xiàn)象。請(qǐng)你根據(jù)含有鐵、鎳的物體對(duì)磁性屏蔽效果明顯的性質(zhì)，再寫(xiě)出一種保護(hù)磁卡磁性的方法：。
發(fā)布：2025/1/7 8:0:2組卷：1204引用：17難度：0.3 -
3．閱讀《空氣對(duì)球形物體的阻力》，回答題。
空氣對(duì)球形物體的阻力
日常生活中存在這樣的現(xiàn)象：飛機(jī)、輪船、汽車(chē)等交通工具運(yùn)行時(shí)，受到空氣阻力；人在水中游泳、船在水中行駛時(shí)，受到水的阻力；百米賽跑時(shí)，奔跑得越快，我們感到風(fēng)的阻力越大，這是什么原因呢？
查閱相關(guān)資料得知：物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)受到阻力作用，該阻力叫做流體阻力。流體阻力大小跟相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度大小有關(guān)，速度越大，阻力越大；跟物體的橫截面積有關(guān)，橫截面積越大，阻力越大；跟物體的形狀有關(guān)，頭圓尾尖（這種形狀通常叫做流線(xiàn)型）的物體受到的阻力較小。物體從高空由靜止下落，速度會(huì)越來(lái)越大，所受阻力也越來(lái)越大，下落一段距離后，當(dāng)阻力增加到與重力相等時(shí)，將以某一速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，這個(gè)速度稱(chēng)為收尾速度。
某科學(xué)活動(dòng)小組做了“球形物體在空氣中下落時(shí)，受到的阻力大小與球的半徑和速度關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，測(cè)量數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。（g取10N/kg）
請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問(wèn)題：球體編號(hào) 1 2 3 球體質(zhì)量（kg） 2 5 18 球體半徑（×10-2m） 5 5 15 球體收尾速度（m/s） 16 40 40
（1）1號(hào)球受到空氣阻力的最大值是N。
（2）分析半徑相同的球，收尾速度的大小與有關(guān)。
（3）對(duì)于3號(hào)球，當(dāng)速度為20m/s時(shí)，受到的空氣阻力（填“大于”、“等于”或“小于”）重力。
（4）轎車(chē)的外形通常做成流線(xiàn)型，其目的是。發(fā)布：2024/12/24 6:30:1組卷：63引用：4難度：0.5
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