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11.某地强风的风速约为v=20m/s,空气密度ρ=1.3kg/m3,如果把通过横截面积S=20m2的风的动能全部转化为电能,则电功率为多少?

分析 在t时间内通过横截面积为20m2的风能转化为电能,根据能量守恒定律列式求解即可.

解答 解:在t时间内通过横截面积为20m2的风能转化为电能,根据能量守恒定律,有:
Pt=$\frac{1}{2}$mv2
其中m=ρV=ρ×vtS
故:P=$\frac{1}{2}$ρSv3
代入数据得:P=1×103W
答:电功率为1×103W.

点评 本题难点在于研究对象的确定上,可以以时间t内通过横截面积为20m2的空气柱为研究对象,然后根据能量守恒定律列式求解.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

4.简谐运动是一种理想化的运动模型,是机械振动中最简单、最基本的振动.它具有如下特点:
1)简谐运动的物体受到回复力的作用,回复力的大小与物体偏离平衡位置的位移大小成正比、方向与位移方向相反,即:F=-kx,其中k为振动系数,其值由振动系统决定.
2)简谐运动是一种周期性运动,其周期与振动物体的质量的平方根成正比,与振动系统的振动系数的平方根成反比,而与振幅无关,即:T=2π$\sqrt{\frac{m}{k}}$.
(1)如图1所示,一光滑的水平杆,在杆上穿有两轻质弹簧,劲度系数分别为k1、k2,弹簧两端固定于竖直墙上,中间系一质量为m的金属小球,此时两弹簧均处于原长,O为平衡位置.现将小球沿杆拉开一段距离后松开,小球以O为平衡位置做简谐运动.
a.写出小球偏离平衡位置的位移大小为x时合外力F的表达式;
b.写出小球做简谐运动的周期T.
(2)一定质量的理想气体,在温度保持不变的条件下,其压强与体积的乘积保持不变,即:PV=P'V'(玻意尔-马略特定律).如图2所示,一密闭长方体容器,导热性能良好,中间有一质量为m的活塞,将容器分隔成体积相等的两部分,且两部分气体完全相同,整个容器的温度保持不变.已知气体的压强为P0,活塞到两端的距离均为L,活塞的横截面积为S,取向右为正方向.
a.现将活塞缓慢向右移到M位置,由静止释放,试求出活塞的位移为x时两边气体的压强P1和P2比值;
b.证明:在振幅A远小于L的条件下,活塞的运动可以看作简谐运动.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

2.如图所示,直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场,比荷相同的两个粒子(不计重力)沿AB方向射入磁场,分别从AC边上的P、Q两点射出,则(  )
A.从P点射出的粒子速度大
B.从Q点射出的粒子向心加速度大
C.从P点射出的粒子角速度大
D.两个粒子在磁场中运动的时间一样长

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

19.电阻R和电动机串联接到电路中,如图所示,已知电阻与电动机线圈的电阻相等,开关接通后,电动机正常工作,设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2,经过时间t,电流通过电阻R做功W1,产生的电热Q1,电流通过电动机做功W2,产生的电热Q2,则有(  )
A.U1=U2,Q1=Q2B.W1<W2,Q1=Q2C.W1<W2,Q1<Q2D.W1=W2,Q1=Q2

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

6.下列图所列的四个图象中,最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压U之间的函数关系的是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

16.质量m=0.5kg的实心小球在水平球场上做匀减速运动,其初速度v0=12m/s,经时间t=3s停止.求:
(1)实心球运动的加速度大小a;
(2)实心球受到的摩擦力大小Ff

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

3.如图所示,在光滑的平台上有一轻弹簧,其左端固定不动,右端位于P点时轻弹簧处于原长状态.现用一质量为1kg可视为质点的小物块向左将弹簧压缩至右端位于Q点,然后由静止释放,小物块从A点以4m/s的速度离开平台,在平台的右侧有一固定在竖直平面内的圆弧轨道BC,圆弧的半径为4m,圆心角θ=37°.在圆弧轨道的右侧有一质量为2kg的长木板静止在光滑的水平面上,长木板的左端挨着圆弧轨道,其上表面与过圆弧轨道C点的切线平齐.小物块离开平台后恰好沿B点的切线方向进入圆弧轨道运动,从B到C的过程中小物块克服摩擦力做功2.5J.小物块离开C点后滑上长木板的左端继续运动,已知小物块和长木板间的动摩擦因数为0.2,g取10m/s2.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
求:(1)小物块在Q点时弹簧具有的弹性势能;
(2)小物块运动到C点时对轨道的压力;
(3)要使小物块不从长木板上掉下来,长木板的最小长度.

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

20.用如图所示的装置,来验证碰撞过程中的动量守恒.O点是水平槽末端在记录纸上的垂直投影点.经过如下步骤:
(Ⅰ)先使A球从斜槽上固定位置G由静止释放,在水平地面的记录纸上留下落点痕迹.重复多次.
(Ⅱ)再把B球放在槽的末端,让A球仍从位置G由静止释放,与B球碰撞,碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重复多次.

(1)本实验要求小球A的质量和B的质量满足mA>mB(填>,<或=)
(2)步骤I)中没有B球时,A下落的地点是N(填M,N或P)
(3)如果碰撞过程中动量守恒,则物理量mA、mB、OM、ON、OP满足mA•ON=mA•OM+mB•OP.
(4)实验必须满足的条件是ACD
A.轨道末端的切线必须是水平的
B.斜槽必须光滑
C.入射球A每次必须从同一高度滚下
D.入射球A和被碰球B的球心在碰撞瞬间必须在同一高度.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

1.如图所示,将一个质量m=0.2kg的小球水平抛出,小球从抛出到落地经历的时间t=0.6s,小球落地点与抛出点的水平距离x=4.8m,不计空气阻力.(g取10m/s2)求:
(1)抛出点距水平地面的高度h;
(2)小球抛出时的速度大小v0
(3)小球落地时的动能Ek

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