高三物理專題復(fù)習(xí)三流體建模

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高三物理二輪專題復(fù)習(xí)三 流體建模一、球面輻射1.（2011海淀一模）近年來，隨著移動(dòng)電話的普遍使用，無線電臺(tái)站（基站）的分布越來越密集，電磁輻射污染的話題越來越受到人們的關(guān)注。其實(shí)電磁輻射并不可怕，只要被控制在可以接受的標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，對(duì)人體健康就不會(huì)有危害。我國制定的基站輻射標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)人體電磁輻射強(qiáng)度（單位時(shí)間內(nèi)內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量）不得超過0.40W/m2。若某基站電磁輻射功率為40W，以下數(shù)據(jù)是人體到基站最小安全距離的估算，其中正確的是A1.0m  B10m  C1.0×102m  D1.0×103m二、力

2、的平衡2. 高血壓已成為危害人類健康的一種常見病，現(xiàn)已查明，血管變細(xì)是其誘因之一為研究這一問題，我們可做一些簡(jiǎn)化和假設(shè)：設(shè)血液通過一定長(zhǎng)度血管時(shí)受到的阻力f與血液流速v成正比，即f=kv(其中k與血管粗細(xì)無關(guān))，為維持血液勻速流動(dòng)，在這血管兩端需要有一定的壓強(qiáng)差設(shè)血管內(nèi)徑為d時(shí)所需的壓強(qiáng)差為p，若血管內(nèi)徑減為d時(shí)，為了維持在相同時(shí)間內(nèi)流過同樣多的血液，壓強(qiáng)差必須變?yōu)?)A.p B.（）2p C.（）3p D.（）4p3.（2015海淀零模23）洋流又叫海流，指大洋表層海水常年大規(guī)模的沿一定方向較為穩(wěn)定的流動(dòng)。因?yàn)楹Ｋ泻写罅康恼?、?fù)離子，這些離子隨海流做定向運(yùn)動(dòng)，如果有足夠強(qiáng)的磁場(chǎng)能使海流中

3、的正、負(fù)離子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，便可用來發(fā)電。圖10xLhBzyv0北東dRS圖為利用海流發(fā)電的磁流體發(fā)電機(jī)原理示意圖，其中的發(fā)電管道是長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬為d、高為h的矩形水平管道。發(fā)電管道的上、下兩面是絕緣板，南、北兩側(cè)面M、N是電阻可忽略的導(dǎo)體板。兩導(dǎo)體板與開關(guān)S和定值電阻R相連。整個(gè)管道置于方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。為了簡(jiǎn)化問題，可以認(rèn)為：開關(guān)閉合前后，海水在發(fā)電管道內(nèi)以恒定速率v朝正東方向流動(dòng)，發(fā)電管道相當(dāng)于電源，M、N兩端相當(dāng)于電源的正、負(fù)極，發(fā)電管道內(nèi)海水的電阻為r（可視為電源內(nèi)阻）。管道內(nèi)海水所受的摩擦阻力保持不變，大小為f。不計(jì)地磁場(chǎng)的影響。（1）判斷M、N兩端哪端是電源的正

4、極，并求出此發(fā)電裝置產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)；（2）要保證發(fā)電管道中的海水以恒定的速度流動(dòng)，發(fā)電管道進(jìn)、出口兩端要保持一定的壓力差。請(qǐng)推導(dǎo)當(dāng)開關(guān)閉合后，發(fā)電管兩端壓力差F與發(fā)電管道中海水的流速v之間的關(guān)系；（3）發(fā)電管道進(jìn)、出口兩端壓力差F的功率可視為該發(fā)電機(jī)的輸入功率，定值電阻R消耗的電功率與輸入功率的比值可定義為該發(fā)電機(jī)的效率。求開關(guān)閉合后，該發(fā)電機(jī)的效率；在發(fā)電管道形狀確定、海水的電阻r、外電阻R和管道內(nèi)海水所受的摩擦阻力f保持不變的情況下，要提高該發(fā)電機(jī)的效率，簡(jiǎn)述可采取的措施。三、動(dòng)量定理4.為估算池中睡蓮葉面承受雨滴撞擊產(chǎn)生的平均壓強(qiáng)，小明在雨天將圓柱形水杯置于露臺(tái)，測(cè)得1.0小時(shí)內(nèi)杯中水上升

5、了45mm。查詢得知，當(dāng)時(shí)雨滴豎直下落速度約為12m/s。據(jù)此估算該壓強(qiáng)約為（ ）（設(shè)雨滴撞擊睡蓮后無反彈，不計(jì)雨滴重力，雨水的密度為1×103kg/m3)A0.15Pa B.0.54P a C .1.5Pa D .5.4Pa5.如圖所示，一個(gè)下面裝有輪子的貯氣瓶停放在光滑的水平地面上，左端與豎直墻壁接觸現(xiàn)打開尾端閥門，氣體往外噴出，設(shè)噴口面積為S，氣體密度為，氣體往外噴出的速度為v，則氣體剛噴出時(shí)貯氣瓶頂端對(duì)豎直墻的作用力大小是A.vS           B. C.v2S 

6、;  D.v2S6.有一宇宙飛船，它的正面面積S=0.98m2，以v=2×103m/s的速度飛入一宇宙微粒塵區(qū)，每一微粒平均質(zhì)量m=2×10-4g。若此塵區(qū)每立方米的空間有一個(gè)微粒，則為使飛船的速度不變，飛船的牽引力應(yīng)增加多少？（設(shè)微粒與飛船外殼相碰后附著于飛船上）7.科學(xué)家設(shè)想未來的宇航事業(yè)中利用太陽帆板來加速星際飛船.“神舟”五號(hào)載人飛船在軌道上運(yùn)行期間,成功實(shí)施了飛船上太陽帆板的展開試驗(yàn).設(shè)該飛船所在地每秒每單位面積（m2）接收的光子數(shù)為n,光子平均波長(zhǎng)為,太陽帆板面積為S,反射率為100%,光子動(dòng)量p=h/ .設(shè)太陽光垂直射到太陽帆板上,飛船的總質(zhì)量為m,

7、求飛船加速度的表達(dá)式.若太陽帆板是黑色的,飛船加速度又為多少？8.（2013北京24）（20分）對(duì)于同一物理問題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。（1）一段橫截面積為S、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，電子電量為e，該導(dǎo)線通有電流時(shí)，假設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速率均為v。a求導(dǎo)線中的電流I；b將該導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流方向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，導(dǎo)線所受安培力大小為，導(dǎo)線內(nèi)自由電子所受洛倫茲力大小總和為F，推導(dǎo)=。（2）正方體密閉容器中有大量運(yùn)動(dòng)粒子，每個(gè)粒子質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)粒子數(shù)量n為恒量。為簡(jiǎn)化問題，我們假定：粒子大小可以忽略

8、；其速率為v，且與容器各面碰撞的機(jī)會(huì)均等；與氣壁碰撞前后瞬間，粒子速度方向都與器壁垂直，且速率不變。利用所學(xué)力學(xué)知識(shí)，導(dǎo)出器壁單位面積所受壓力f與m、n和v的關(guān)系。9.（2014北京24）（20分）導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)可以從宏觀和微觀兩個(gè)角度來認(rèn)識(shí)。如圖所示，固定于水平面的U形導(dǎo)線框處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬直導(dǎo)線MN在與其垂直的水平恒力F作用下，在導(dǎo)線框上以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)，速度v與恒力F方向相同；導(dǎo)線MN始終與導(dǎo)線框形成閉合電路。已知導(dǎo)線MN電阻為R，其長(zhǎng)度L恰好等于平行軌道間距，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。忽略摩擦阻力和導(dǎo)線框的電阻。（1）通過公式推導(dǎo)驗(yàn)證：在時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)對(duì)導(dǎo)線MN所做的功W

9、等于電路獲得的電能，也等于導(dǎo)線MN中產(chǎn)生的焦耳熱Q ；（2）若導(dǎo)線MN的質(zhì)量m = 8.0 g、長(zhǎng)度L = 0.10 m，感應(yīng)電流I = 1.0 A，假設(shè)一個(gè)原子貢獻(xiàn)1個(gè)自由電子，計(jì)算導(dǎo)線MN中電子沿導(dǎo)線長(zhǎng)度方向定向移動(dòng)的平均速率ve（下表中列出一些你可能會(huì)用到的數(shù)據(jù)）；阿伏加德羅常數(shù)NA6.0 ´1023 mol 1元電荷e1.6 ´1019 C導(dǎo)線MN的摩爾質(zhì)量 m6.0 ´102 kg / mol（3）經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，金屬的電阻源于定向運(yùn)動(dòng)的自由電子與金屬離子（即金屬原子失去電子后的剩余部分）的碰撞。展開你想象的翅膀，給出一個(gè)合理的自由電子的運(yùn)動(dòng)模

10、型；在此基礎(chǔ)上，求出導(dǎo)線MN中金屬離子對(duì)一個(gè)自由電子沿導(dǎo)線長(zhǎng)度方向的平均作用力的表達(dá)式。四動(dòng)能定理10.如圖所示為利用電磁作用輸送非導(dǎo)電液體裝置的示意圖。一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、截面為正方形的塑料管道水平放置，其右端面上有一截面積為A的小噴口，噴口離地的高度為h。管道中有一絕緣活塞。在活塞的中部和上部分別嵌有兩根金屬棒a、b，其中棒b的兩端與一電壓表相連，整個(gè)裝置放在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)棒a中通有垂直紙面向里的恒定電流I時(shí)，活塞向右勻速推動(dòng)液體從噴口水平射出，液體落地點(diǎn)離噴口的水平距離為S。若液體的密度為，不計(jì)所有阻力，求：（1）活塞移動(dòng)的速度；（2）該裝置的功率；（3）磁感強(qiáng)度B的大??；（4）若在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)電壓表的讀數(shù)變小，試分析其可能的原因。五大風(fēng)車模型11.（08年北京23）風(fēng)能將成為21世紀(jì)大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源。風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能（氣流的功能）轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其主要部件包括風(fēng)輪機(jī)、齒輪箱，發(fā)電機(jī)等。如圖所示。（1）利用總電阻的線路向外輸送風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能。輸送功率，輸電電壓，求導(dǎo)線上損失的功率與輸送功率的比值;（2）風(fēng)輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機(jī)可接受風(fēng)能的面積。設(shè)空氣密度為p，氣流速度為v，風(fēng)輪機(jī)葉片長(zhǎng)度為r。求單位時(shí)間內(nèi)流向風(fēng)輪機(jī)的