Question

20．閱讀下面的文章，回答后面的問題：
                          無葉更舒適
如圖甲是一款新型無葉電風扇，與傳統有葉風扇相比具有易清潔、氣流穩、安全等特點．

開始時，底座中的電動機將空氣從進風口吸入，吸入的空氣經壓縮后進入環形空腔，再從環形空腔上的細縫中高速吹出，夾帶著周邊的空氣一起向前流動，導致后方更多的空氣流入風扇的出風口，風量被顯著放大．
無葉風扇的細縫結構是根據“康達效應”設計的，康達效應是指當流體（水或空氣）順著物體的凸表面流動時，有向物體吸附的趨向并沿物體的表面繼續向前，在離開物體的瞬間，由于慣性其運動方向與出風口未端的法線垂直．
（1）風扇正常運行時，細縫流出的空氣風速大于（小于/等于/大于）較大進風口流進的空氣風速．
（2）下列與后方更多空氣流入電扇出風口的原理相同的是B．
A．載重汽車裝有許多車輪
B．飛機飛行時機翼獲得升力
C．足球在草坪上滾動得越來越慢
D．帶電的玻璃棒能吸引輕小物體
（3）某品牌的無葉電風扇在相同時間內實際輸出能量相同時，它的出風量與出風口的面積有關，相關數據如表所示，利用表中的數據在乙坐標系中作出電風扇的出風量與出風口面積的圖象．

出風口面積/dm2	出風量/L•S-1
8	450
12	550
16	590
20	600

（4）如果出風口的面積為20dm²，100s內從出風口流出的空氣質量是7.8×10⁴kg（空氣的密度是1.3kg/m³）．
（5）如圖是小明設計的圓形空腔橫截面示意圖，其中設計合理的是A．

Answer 1

分析 （1）電動機將空氣從進風口吸入，從圓環空腔上的細縫中高速吹出，由此判斷；
（2）根據流體壓強與流速關系，分析各選項；
（3）根據表格數據描點連線畫出圖象；
（4）求出100s流出空氣的體積，利用密度公式計算空氣的質量；
（5）根據圖甲，壓縮空氣從細縫中高速向前吹出，分析解答．

解答 解：
（1）由題可知：電動機將空氣從進風口吸入，吸入的空氣經壓縮后進入圓環空腔，再從圓環空腔上的細縫中高速吹出，所以風扇正常運行時，細縫流出的空氣風速大于較大進風口流進的空氣風速；
（2）空氣從圓環空腔上的細縫中高速吹出，空氣流速大，壓強小，其后方空氣流速小，壓強大，所以更多的空氣流入電扇出風口．即運用到流體壓強與流速關系的原理．
A、載重汽車裝有許多車輪，是通過增大受力面積減小，對地面的壓強，不合題意； 
B、飛機飛行時機翼上方空氣流速大，壓強小，下方空氣流速小，壓強大，從而使飛機獲得升力，符合題意；
C、足球在草坪上滾動得越來越慢，是因為受到的地面的摩擦力的緣故，不合題意；
D．帶電體具有吸引輕小物體的性質，所以帶電的玻璃棒能吸引輕小物體，不合題意；
故選B．
（3）根據表格中數據，在乙中坐標系中描點連線，畫出的圖象為：
；
（4）由表可知，出風口的面積為20dm²時，出風量為600L/s，
則100s流出的空氣體積V=600L/s×100s=60000L=60000dm³=6×10⁴m³；
根據ρ=$\frac{m}{V}$可得，從出風口流出的空氣質量：
m=ρ_空氣V=1.3kg/m³×6×10⁴m³=7.8×10⁴kg．
（5）根據圖甲，壓縮空氣從細縫中高速由后向前吹出，所以細縫應在圓環空腔的后側，并開口向前，由此A設計符合要求．
故答案為：（1）大于；（2）B；（3）見上圖；（4）7.8×10⁴；（5）A．

點評 本題通過無葉風扇考查了流體壓強與流速關系的應用，關鍵從材料中明白其原理，本題也體現了物理在實際生活中的應用．