题目内容
15．阅读短文，回答问题．日常生活中存在这样的现象：飞机、轮船、汽车等交通工具运行时，受到空气阻力；人在水中游泳、船在水中行驶时，受到水的阻力；百米赛跑时，奔跑得越快，我们感到风的阻力越大，这是什么原因呢？
查阅相关资料得知：物体在流体中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫做流体阻力．流体阻力大小跟相对运动速度大小有关，速度越大，阻力越大；跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；跟物体的形状有关，头圆尾尖（这种形状通常叫做流线型）的物体受到的阻力较小．物体从高空由静止下落，速度会越来越大，所受阻力也越来越大，下落一段距离后，当阻力大到与重力相等时，将以某一速度作匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度．
某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验，测量数据见下表．（g取10N/kg）
| 小球编号 | 1 | 2 | 3 |
| 小球质量（g） | 2 | 5 | 45 |
| 小球半径（×10-3m） | 5 | 5 | 15 |
| 小球的收尾速度（m/s） | 16 | 40 | 40 |
A．比较纸锥下落的快慢
B．研究气泡的运动规律
C．探究阻力对物体运动的影响
（2）1号小球受到空气阻力最大时的速度为16m/s，此时空气阻力为0.02N，依据的是二力平衡原理．
（3）半径相同的小球，质量大（大/小）的收尾速度大．
（4）对于3号小球，当速度为20m/s时，空气阻力小于（大于/等于/小于）重力．
（5）轿车的外形常做成流线型，目的是减小空气阻力；在座位的靠背上安装“头枕”可防止轿车被后面（前面/后面）的车撞击时对乘者的伤害．
分析 （1）仔细阅读小资料得出影响流体阻力的因素；
（2）根据数据1、2结合控制变量法分析收尾速度与小球质量的关系；
（3）根据二力平衡的知识得出阻力的大小．
（4）当速度小于收尾速度时，物体没有达到平衡，处于加速阶段，阻力小于重力；
（5）流线型是前圆后尖，表面光滑，略象水滴的形状．具有这种形状的物体在流体中运动时所受到的阻力最小，所以汽车、火车、飞机机身、潜水艇等外形常做成流线型；利用惯性知识回答后面一空．
解答 解：（1）A、纸锥下落与横截面积有关，纸锥越大，下落越慢，受到的流体阻力也越大，A正确；
B、研究气泡的运动规律是气泡做匀速直线运动，是平衡力，与横截面积无关，故B错误；
C、探究阻力对物体运动的影响，由控制变量法可知物体体积不变，与题意不符，故C错误；故选A．
（2）由题意知，当1号小球受到空气阻力最大时的速度应为小球的收尾速度，故v=16m/s，
1号小球受到空气阻力最大时，物体处于二力平衡状态，结合表格，空气阻力等于重力，F阻=G=mg=0.002g×10N/kg=0.02N；
（3）由控制变量法及表格编号1、2可知，2g小球收尾速度是16m/s，5g小球收尾速度是40m/s，故得对于半径相同的小球，质量大的收尾速度大；
（4）对于3号小球，当空气阻力等于重力时，速度为收尾速度，大小是40m/s，当速度是20m/s时，还没有达到收尾速度，也就是说阻力此时小于重力，因为还处于加速阶段，故填小于；
（5）轿车的外形常做成流线型，目的是为了减小空气阻力；
在座位的靠背上安装“头枕”，当轿车被后面的车撞击时，轿车速度加快，乘客由于惯性会保持原来的运动状态，此时头枕可以起到防止乘客颈椎受伤．
故答案为：（1）A；（2）16；0.02；二力平衡；（3）大；（4）小于；（5）减小空气阻力；后面．
点评 此题是阅读材料信息题目，主要考查了流体的阻力产生及防止，首先根据题目中给出的信息判断影响阻力的因素的实验，并能根据影响因素解决有关问题
小明自制土密度计并测定盐水的密度．
如图所示是一种温度自动报警器的原理图，制作水银温度计时插入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电磁铁具有磁性，将衔铁吸引过来，使电铃发山报警信号．请你根据图中电磁铁的极性，标出左侧控制电路中电源的“+、一”极，并画出电铃发出报警信号时，衔铁所受磁力的示意图．
（1）磁体周围存在磁场，磁场的强弱用磁感应强度描述，用符号B表示，单位是特斯拉，符号是T．我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小．磁感应强度大的地方，磁感线密；磁感应强度小的地方，磁感线疏．
条形磁体外部的磁感线分布如图甲所示，则a、b两点磁感应强度较大的是a．
磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场．
（2）回旋加速器的原理如图乙所示，D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒，被置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中，它们接在电压一定的交流电源上．从D1的圆心O处释放不同的带电粒子（初速度可以忽略，重力不计），粒子在两金属盒之间被不断加速，最终离开回旋加速器时，获得一定的最大动能．改变带电粒子的质量m、电荷量q、磁感应强度B、金属盒半径R，带电粒子的最大动能Ek随之改变．得到数据如下表：
| 次数 | m/kg | q/C | B/T | R/m | Ek/J |
| 1 | 3.2×10-27 | 1.6×10-19 | 1×10-2 | 1 | 4×10-16 |
| 2 | 6.4×10-27 | 1.6×10-19 | 1×10-2 | 1 | 2×10-16 |
| 3 | 3.2×10-27 | 4.8×10-19 | 1×10-2 | 1 | 36×10-16 |
| 4 | 6.4×10-27 | 1.6×10-19 | 2×10-2 | 1 | 8×10-16 |
| 5 | 1.6×10-27 | 1.6×10-19 | 1×10-2 | 3 | 72×10-16 |
②对于同一带电粒子，在不同的回旋加速器中，要获得相同的最大动能，则金属盒半径R与磁感应强度B的关系可以用图象丙中的图线c表示．
风力发电机发电时的输出功率和哪些因素有关呢？对这一问题，他做了如下猜想：
①风力发电机的输出功率可能与风速有关．
②风力发电机的输出功率可能与叶片的倾角有关．
（1）请你也提出一个猜想：
③风力发电机的输出功率可能与叶片面积有关．
为了探究风力发电机的输出功率是否与风速有关，小明设计了如下实验步骤：①如图乙，将风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码．②在风车正前方1米处放置电风扇，将电风扇的风速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间．③将电风扇换到2、3挡位，重复以上实验，并将数据记录在表格中．（注：电风扇挡位越高，风速越大）
表一：
| 电风扇挡位 | 钩码的质量（克） | 提升钩码到A点的时间（秒） |
| 1 | 50 | 15 |
| 2 | 50 | 13 |
| 3 | 50 | 10 |
（2）这个实验是通过测量砝码上升时间的长短来比较风车输出功率的大小．
（3）通过实验可以得到的结论是：风力发电机的输出功率与风速有关，风速越大输出功率越大．
为了进一步研究风力发电机，他又从电厂查到一台1500kW的发电机组的相关数据：
表二：输出功率与风速的关系
| 风速（m/s） | 5 | 10 | 15 | 20 |
| 输出功率（kW） | 80 | 720 | 1500 | 1100 |
| 风速（m/s） | 5 | 10 | 15 | 20 |
| 1s获得的能量（104J） | 15 | 120 | 405 | 350 |
（5）风速为10m/s时，这台发电机的发电效率为60%．