题目内容
【题目】地表风速的大小对我们的生产生活有着很大的影响，所以我们经常会在铁路沿线、码头、建筑、索道、气象站、养殖场等处看到风速仪，它们能够实时进行数据收集并智能传送，其基本结构如图1所示。光源发出的光经光纤传输，被探测器接收。在风力作用下，风杯绕转轴以正比于风速（
）的速率（
）旋转，其关系为
。风杯旋转会通过齿轮带动下面的凸轮圆盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住。已知风杯与转轴距离为r，风杯每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈。计算机对探测器接收到的光强变化情况进行分析，就能得到风速的大小。在
时间内探测器接收到的光强随时间变化的关系如图2所示。下列说法正确的是
A. 光纤材料内芯的折射率小于外套的折射率
B. 风杯旋转的角速度小于凸轮圆盘的角速度
C. 在时间内，风速逐渐增大
D. 在时间内，风的平均速率为
【答案】D
【解析】
光纤材料是根据全反射原理制成的，其内芯的折射率大于外套的折射率，从而光能在内部发生全反射而传播，选项A错误；因风杯每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈，可知风杯旋转的角速度大于凸轮圆盘的角速度，选项B错误；根据图b可知，在△t内，通过的光照的时间越来越长，则风轮叶片转动的越来越慢，即转速逐渐减小，风速减小，选项C错误；
在△t内挡了4次光，则T1＝
．根据风轮叶片每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈可知：则风轮叶片转动的周期T=
，则风轮叶片转动的平均速率
，风的平均速率为
，故D正确。故选D.
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