10、解析：(1)在地面附近，沙尘颗粒被扬起后能悬浮在空中不动，则其所受空气阻力至少应与重力平衡，即

αρ₀υ₁²=mg　　　　 ①

式中m为沙粒的质量，而A=πr²　 ②

m=4πr²ρ_s/3　　　　　　　 ③

联立①②③式可得

(2)用ρ_H表示υ=9.0m·s^-1时被扬起的沙尘颗粒到达最大高度H处的空气密度则

ρ_H=ρ₀(1-CH)　 ④

同理，在高度为H处，沙尘颗粒所受空气阻力至少应与重力平衡，

即αρ_ΗΑυ²=mg ⑤

联立②③④⑤式可得

　 　11、 解析：

(1) “沙尘暴”极大地污染空气、环境、食物、水源，影响大气能见度和交通，危害庄稼、牲畜、植被、精密仪器，干扰无线电通讯和传播疾病等。

　　 (2)根据题给信息可知，当空中悬浮的微粒的直径d与射光的波长λ之比d／λ>0.5时时，天空不再呈蔚蓝色，所以d> 0.5λ=O.5×5.0×10^-7=2.5×10^-7(m)，即沙尘的直径至少为2.5×10^-7m。

　　 (3)当在沙尘暴天气时，lm³的空气中所含有悬浮微粒的总体积为其中可吸入的颗粒物的体积为:

V=m／p=5.8×10^-6／2.0×10³=2.9×10^-9(m³)。其中可吸入颗粒物的体积为v'=v／50=(2.9×10^-9／50)=5.8×lO^-11(m³)每一个可吸人颗粒物的平均体积为

Vo=md³／6=[3.14×(5.O×lO^-8)3／6]=6.5×10^-23(m³)

1m³的空气中所含有可吸人颗粒物的数量为

　　 N=V／vo=2.9×10^-9／(6.5×10^-23)=8.9×10¹¹(个)所以1.Ocm³的空气中所含有可吸入颗粒物的数量为n=N／10⁶=8.9×10¹¹／10⁶=9×10⁵(个)

　　 (4)1s内吹到风车上的空气的体积为V=Sν,这些空气所具有的动能为 E_k=ρVν²／2风力发电机输出的电功率为

　　 P=ηE_k=ηρVυ₂／2 =[(40%×1.3×5.0×10²)／2]=1.3×10³(W)

9、解析：(1)地形：地形平坦开阔，主要为平原、高原和宽广的盆地，对气流运行阻挡较小；同时，西北地区地表多沙漠和戈壁，沙尘物质丰富。气候：西北地区处于亚洲腹地，属于非季风区，终年干旱少雨，华北地区冬春季降水量少，地表干燥；同时，由于西北和华北地区地处温带，春季多冷风活动，易出现大风天气。

(2)、(3) 沙尘暴及成因是我国北方多发的灾害性天气，如何减少沙尘暴所造成的灾害及发生是人类所面临的难题，根据题目所提供的材料可以看出人类的过度放牧和灌溉导致内陆地区河湖干枯是沙尘暴的主要沙源，有效地增加沙源区的植被是减少沙尘暴的主要措施。所以，正确的选项为2．A　　 3．C

　　 (4)因为该地区气候干燥，降水不多，不利于乔木生长。而灌木根系发达，固沙能力强，树干不高，抗风能力强；在干旱地区易于存活。所以，在该地区应种植灌木。　

　　 (5)①设小球的质量为m，所受的风力为F，杆对小球的支持力和摩擦力分别为N和f，小球受力情况如图2所示。则有

　 F=μmg所以μ=F／(mg)=0.5mg／(mg) =0.5　

　②以小球为研究对象，由牛顿第二定律，对沿杆的方向和垂直杆的方向分别有

　 Fcosθ+mgsinθ-f=ma

　 N+Fsinθ-mgcosθ=0

　 而f=μn联立以上三式可得

又由匀变速直线运动的公式得

5、分析：如图2，由于发生日环食时，从地球上看，太阳随地球自转出现的情况应为先日偏食后日环食再日偏食。即地球上某点先后出现在月球半影区中的C、B、C区域。因而正确答案为C选项。 6、解：⑴光路图如图4(a) 　　 ⑵以i、r表示入射线的入射角、折射角，由折射定律得：sini＝nsinr 以δ₁、δ₂、δ₃表示每一次偏折的角度，如图4(b)所示，由反射定律、折射定律和几何关系可知：sini＝d/r δ₁＝δ₃＝i－r　　　δ₂＝π－2r 由以上格式得：δ₁＝δ₃＝sin^-1d/r －sin^-1d/nr δ₂＝π－2 sin^-1d/nr 7、解：在地面附近，沙尘扬起要能悬浮在空中，则空气阻力至少应与重力平衡，即αρ₀Av₁²＝mg ① 式中m为沙尘颗粒的质量，而A＝πr²　　② m＝ 4/3　 πr³ρ_s　　　　③ 由以上各式得v₁＝ ＝4.0m/s 　　 ⑵ρ_h、h分别表示扬沙到达的最高处的空气密度和高度,则有 ρ_h＝ρ₀(1－Ch) ④ 此时①式应为αρ_hAv²＝mg ⑤ 由②③④⑤可得h＝ (1－ 4rρ_sg/3αρ₀v²)＝6.8×10³m 8、解：⑴由GMm/R² =mg得 g_日／g_地= M_日R_地球²/ M_地球R_日²=27.5 　　 ⑵频率为γ的光子在质量为M,半径为R星体表面的引力势能 Ep＝－GMhγ/R_c² 当h_γ＜GMhγ/R_c² 时，星体演化为黑洞． 所以临界半径为Rc＝GM/c² 代入地球相关知识，得太阳演变为黑洞时的临界半径的数量级为10³

4、(1)C　 (2)A　 (3)C　 (4)B

3、(1)C　 (2)C　 (3)B

2、(1)D　 (2)A　 (3)B　 (4)A

1、(1)C　 (2)D　 (3)B　 (4)A　 (5)D

11.根据光的散射知识我们知道，从太阳发出的白光在空中经微粒散射后射向地面，在地面上的人看天空时，看到的是散射光。如果空中的微粒直径比光的波长小得多，散射光的强度跟光的波长的四次方成反比。在雨过天晴后的白天，由于空中的微粒很小，太阳发出的可见光中蓝、紫光的波长最短，被散射得最明显，所以看到的天空呈蓝色。当空中悬浮的微粒直径d与射光的波长λ之比d／λ>0.5时，不同色光的散射强度与波长关系不大，所以在空中悬浮微粒较大时，即使是在天气好的白天我们也很难看到蓝天。晴天的条件下发生沙尘暴时，我们不能看到蓝天就是这个原因。

　 (1)请列举沙尘暴给人们的工作和生活所带来的危害。(至少两条)

　　 (2)若在晴朗的白天出现了沙尘天气，使得天空不再呈蔚蓝色。设可见光的平均波长为A=5.0×lO^-7m，求沙尘天气时空中悬浮微粒的直径d至少多大?

　(3)沙尘暴使空气中的悬浮微粒最大浓度达到5.8×lO^-6kg·m^-3，悬浮微粒的密度为ρ=2.0×10³kg·m^-3，其中直径小于 10⁴m的悬浮微粒称为“可吸入颗粒物”，对人体的危害最大。北京地区出现上述沙尘暴时，设悬浮微粒中总质量的1／50为可吸入颗粒物，并认为所有可吸入颗粒物的平均直径为d=5.0×lO^-8m，求1.Om³的空气中所含可吸人颗粒物的数量n是多少?(计算时把可吸入颗粒物视为球形，计算结果保留一位有效数字)

　　 (4)没有沙尘暴时，风能是可以利用的清洁能源，利用风力发电机发电就是利用风能的有效途径。已知风力发电机将空气的动能转化为电能的效率为η= 40%，空气的密度为ρ=1.3kg·m^-3，某风力发电机风车的有效受风面积为S=5.0m²，此风力发电机在风速为。υ=lOm·s^-l时的输出电功率为多大?

气候、天体、自然现象中的综合答案

10、现把沙尘上扬后的情况简化为如下情景：设ν为竖直向上的风速。沙尘颗粒被扬起后悬浮在空中不动这时风对沙尘的作用力可看成为空气不动而沙尘以速度ν竖直向下运动时所受的阻力，此阻力可用下式来表达 f=αρAυ² 　式中α为一系数，A为沙尘颗粒的截面积，ρ空气密度。

　　 (1)假设沙尘颗粒为球形，其密度和半径分别为ρ_s=2.8×10⁴kg·m^-3，r=2.5× lO^-3m，地球表面处的空气密度为ρ_o= 1.25kg·m^-3，α=0.45。试估算在地面附近，上述速度的最小值υ₁。

　　 (2)假设空气密度ρ高度A的变化关系式为ρ=ρ_o(1-Ch)，其中ρo为h=O处的空气密度，C为一常量，为1.18×lO^-4／m。若不考虑重力加速度随高度的变化，试估算当ν=9.0m·s^-1时，被扬起的沙尘颗粒的最大高度H。

9、(1)根据统计，强沙尘暴频发地区主要位于我国西北和华北地区，产生这种现象的自然原因是：

地形__________________________。

气候___________________________

　 (2)从上述材料可以看出，沙尘暴和浮尘天气的主要沙源是

A　 干旱湖盆及干旱河床　　 B　 沙质草地　　 C　 沙漠和沙地　　 D　 旱作耕地

(3)直径小于0.063毫米的粉尘是沙尘暴、浮尘的主要组成部分。粉尘随风高空输移速度快，覆盖面广，污染城市环境的同时危害人体健康。要减少城市沙尘暴、浮尘天气，所带来的危害下列可行的措施是

A　 在沙漠地区大量植树造林　　　　 B　 在牧区引地下水灌溉

C　 退牧还草，减少地下水的抽取　　 D　 建设人工草场，提高载畜量

　　 (4)为了制止强沙尘暴次数增多和土地沙化速度加快的趋势，你认为在西北地区进行封沙育林育草时，应该种植乔木还是灌木?　　

　 (5)风洞实验室中可产生水平方向的，大小可调节的风力。现将一套有小球的细直杆放人风洞实验室。小球直径略大于细杆的直径。如图所示：

　 ①当杆在水平方向固定时，调节风力的大小，使小球在杆上作匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的 0.5倍，求小球与杆之间的动摩擦因数μ。

　　 ②保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间的夹角为θ=37⁰并固定，则小球从静止出发，在细杆上滑下距离s=15m所需时间为多少?(sin37⁰=0.6， cos37⁰=0.8，g=lOm·s^-2)