题目内容

20．阅读下面的文章，回答后面的问题：
                          无叶更舒适
如图甲是一款新型无叶电风扇，与传统有叶风扇相比具有易清洁、气流稳、安全等特点．

开始时，底座中的电动机将空气从进风口吸入，吸入的空气经压缩后进入环形空腔，再从环形空腔上的细缝中高速吹出，夹带着周边的空气一起向前流动，导致后方更多的空气流入风扇的出风口，风量被显著放大．
无叶风扇的细缝结构是根据“康达效应”设计的，康达效应是指当流体（水或空气）顺着物体的凸表面流动时，有向物体吸附的趋向并沿物体的表面继续向前，在离开物体的瞬间，由于惯性其运动方向与出风口未端的法线垂直．
（1）风扇正常运行时，细缝流出的空气风速大于（小于/等于/大于）较大进风口流进的空气风速．
（2）下列与后方更多空气流入电扇出风口的原理相同的是B．
A．载重汽车装有许多车轮
B．飞机飞行时机翼获得升力
C．足球在草坪上滚动得越来越慢
D．带电的玻璃棒能吸引轻小物体
（3）某品牌的无叶电风扇在相同时间内实际输出能量相同时，它的出风量与出风口的面积有关，相关数据如表所示，利用表中的数据在乙坐标系中作出电风扇的出风量与出风口面积的图象．
出风口面积/dm2出风量/L•S-1
8450
12550
16590
20600
（4）如果出风口的面积为20dm2，100s内从出风口流出的空气质量是7.8×104kg（空气的密度是1.3kg/m3）．
（5）如图是小明设计的圆形空腔横截面示意图，其中设计合理的是A．

分析 （1）电动机将空气从进风口吸入，从圆环空腔上的细縫中高速吹出，由此判断；
（2）根据流体压强与流速关系，分析各选项；
（3）根据表格数据描点连线画出图象；
（4）求出100s流出空气的体积，利用密度公式计算空气的质量；
（5）根据图甲，压缩空气从细縫中高速向前吹出，分析解答．

解答 解：
（1）由题可知：电动机将空气从进风口吸入，吸入的空气经压缩后进入圆环空腔，再从圆环空腔上的细縫中高速吹出，所以风扇正常运行时，细缝流出的空气风速大于较大进风口流进的空气风速；
（2）空气从圆环空腔上的细縫中高速吹出，空气流速大，压强小，其后方空气流速小，压强大，所以更多的空气流入电扇出风口．即运用到流体压强与流速关系的原理．
A、载重汽车装有许多车轮，是通过增大受力面积减小，对地面的压强，不合题意； 
B、飞机飞行时机翼上方空气流速大，压强小，下方空气流速小，压强大，从而使飞机获得升力，符合题意；
C、足球在草坪上滚动得越来越慢，是因为受到的地面的摩擦力的缘故，不合题意；
D．带电体具有吸引轻小物体的性质，所以带电的玻璃棒能吸引轻小物体，不合题意；
故选B．
（3）根据表格中数据，在乙中坐标系中描点连线，画出的图象为：
；
（4）由表可知，出风口的面积为20dm2时，出风量为600L/s，
则100s流出的空气体积V=600L/s×100s=60000L=60000dm3=6×104m3；
根据ρ=$\frac{m}{V}$可得，从出风口流出的空气质量：
m=ρ空气V=1.3kg/m3×6×104m3=7.8×104kg．
（5）根据图甲，压缩空气从细縫中高速由后向前吹出，所以细缝应在圆环空腔的后侧，并开口向前，由此A设计符合要求．
故答案为：（1）大于；（2）B；（3）见上图；（4）7.8×104；（5）A．

点评 本题通过无叶风扇考查了流体压强与流速关系的应用，关键从材料中明白其原理，本题也体现了物理在实际生活中的应用．

练习册系列答案
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