3、如图所示是利用潮汐发电的原理图。左方为陆地和海湾，中间为水坝，其下
有通道，无论涨潮或落潮，水流经过通道均可带动发电机发电。一昼夜中两次涨、落潮，四次发电。涨潮时，堵住通道，潮水涨至最高水位时，打开通道进水发电，如图甲所示；当海湾水位涨至最高时，堵住通道，如图乙所示；落潮至最低水位时，打开通道放水发电，如图丙所示。（取g = 10N/ kg ，海水密度1.0×103 kg /m3 ） 水坝高度 海湾面积 4.5×106 m2 15m 涨潮海湾最高水10m 发电机日均发电4.0×104 千瓦·小位 量 时 退潮海湾最低水6m 水轮发电机总效10% 位 率 ⑴ 当海湾水位涨至最高时，海湾底部所受水的压强是多少？ ⑵ 每次涨潮（或落潮）经过通道水的质量为多少？
⑶ 若某次落潮过程中经过通道的水的平均流量为3.6×106 m3 /h ，试求这次落潮过程中水流对水轮发电机做功时间有多长？
4、如图所示为一个给冷水加热后向外供应热水的装置。为了在同时开放进水管
和出水管时，保证水箱内贮水量及出水管流出的水温度恒定，在箱内安装了两根完全一样的电热丝来进行加热，已知每根电热丝的电阻为50欧，当3与1相连时，装置能正常供应热水；当3与4相连时出水管水的流量必须控 制在正常情况的1／3，才能保证水温恒定。若进水管流入的水温度为15℃，出水管流出的水温度为45℃，环境温度为20℃，则正常工作时出水管水的流速是多少克／秒?若3与l相连、2与4相连时，则应控制出水管水的流速是多少克／秒?
5、风力发电作为一种无污染、低成本的电力产业，发展前景广阔。我国风力资
源丰富，到2000年底，我国风力发电机的总装机容量已达264万千瓦，风力发电的原理是利用风推动叶轮转动，将风的动能转化为叶轮的动能，再将叶轮的动能转化为电能。（1）设空气的密度为 ρ，每个叶轮的长度为L，正对叶轮的水平风速为v，整个发电机的效率为 ，那么每台发电机的功率P为多大？ （2）我国研制WD－646型风力发电机，每个叶轮L=22m，当风速达到15 m／s时，其输出电功率可达600 kw 求该风力发电机将风的动能转化为电能的总效率η。（空气的密度为1.29 kg／m3）
21
6、心电图的出纸速度（指带移动的速度）是2.5cm/s，记录下的某人的心电图如
下（图纸上每小格边长为1mm）则：
（１）此人的心率为多少次/分（保留两位有效数字）？
（２）若某人的心率为75次/分，每跳一次输送80mL血液，他的血压（可看作心脏压送血液的平均压强）为1.5×104Pa，据此估算此人心脏跳动做功的平均功率P。 （３）按第二问的答案估算一下，人的心脏工作一天所做的功相当于把1吨重的物体举起多高？
7、我国北方常遭遇严重的沙尘暴天气。所谓沙尘暴可简化为如下情景：快速向上
刮起的大风将大量沙尘颗粒扬起后悬浮在空中，可视为这时风对沙尘的作用力与沙尘的重力平衡。已知风对沙尘粒作用力大小的可
近似表达为 f ＝ρπr2v 2，式中ρ空为空气密度，r为沙尘粒的半径（沙尘粒可近似看成球体，且体积V＝4/3πr3），v为风速。如果沙尘粒的密度ρ沙＝3×103kg/m3，沙尘粒的半径r＝2.5×10－4m，地面的空气密度ρ空＝1.25 kg/m3，若空气密度ρ空 随地面高度h的变化关系为每升高1km，空气密度减少0.2 kg/m3（g取10m/s2）。求：
（1）要形成沙尘暴现象，地面的风速至少为多少？
（2）当地面风速为8m/s时，沙尘暴的最大高度为多少？
8、科学家设计并制造了一艘试验太阳能帆船，它既有普通的柴油发动机作为动力系统，又有四个特殊的风帆，每个高6m，宽1.5m，表面布满太阳能电池，这样它既可以利用风力航行，又可以利用太阳能发电再利用电能驱动。已知船在行驶中所受阻力跟船速的平方成正比。某次试航时关闭柴油发动机，仅靠风力航行时速度为V1=2m/s，阻力大小f1=1.6×103N，开动太阳能电池驱动的电动机后船速增加到V2=3m/s，当时在烈日照射下每平方米风帆实际获得的太阳能功率为600W，电动机的效率为η1 =80℅，设风力的功率不受船速的影响，则： （1）风力的功率是多少？
（2）电动机提供的机械功率是多大？
（3）太阳能电池把太阳能转化为电能的效率η2是多大?
9、核电站的核心是原子核反应堆，在反应堆中，核燃料(如铀)发生裂变释放出大量的核能．是和平利用核能的重要途径，我国的核电事业发展迅速，已经建成几座核电站，其中广东大亚湾核电站每年发电量约1010kW·h，其中70％的电力供应香港，30％的电力供应广东电网．据专家估计，通过核能发电，使得广东和香港两地每年减少燃煤消耗4．0×109kg．核能作为一种新型能源有着广阔的前景。
(1)已知煤的热值2．9×107J／kg，则4．0×109kg煤完全燃烧时放出的热量是多少?(2)向大气中排放过量的二氧化碳等温室气体是造成“温室效应”的主要原因，大亚湾核电站与同等供电量的火力发电站相比，每年将少排放二氧化碳
22
排放9．9×109kg，已知通常情况下二氧化碳气体的密度为1. 98kg／m3，则这些气体通常情况下的体积约为多少?(3)设火力发电站在单位时间内产生的电能为E，它在这段时间内所?消耗的燃料完全燃烧产生的热量为Q，则火力发电站的效率η＝E/Q×100％。根据上述资料，可估算出通常的火力发电站的效率约为多少?
10、2007年2月28日，从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴，列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻。看了这个报道后，某研究小组为探索沙尘暴的威力，进行了模拟研究。如图为测定沙尘暴风力的实验装置图，其中AB是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大，一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O点，另一端悬挂球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在B点接触，有风时细金属丝将偏离竖直方向，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触。研究小组的同学对此装置分析中，知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小与电压表的读数成正比，空气密度为1.3kg/m3，沙的密度为2.5×103kg/m3。他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素，进行了如下的实验研究：
①在含沙量相同条件下，改变风速，记录不同风速下电压表的示数如下：
风速（m/s） 5 10 15 20 电压表示数0.6 2.4 5.4 9.6 （V） ②在风速大小相同条件下，改变风中空气的含沙量，记录不同含沙量下电压表的示数如下： 含沙量1.1 2.2 3.3 4.4 （kg/m3） 电压表示数2.3 3.5 4.6 5.8 （V） （1）根据上述实验结果，你能得出单位面积上所受到的风力大小的关系式为：
（设比例系数为k）。
（2）若（1）中的比例系数k的大小为0.5，已知：车厢的高度为3m，车厢的长
度为25m，车厢质量为50t，铁轨间距为1.5m，1m3沙尘暴中含沙尘2.7kg，请根据（1）中的关系式计算当时的风速至少为多大？
11、漏刻是我国古代一种用滴水来计量时间的仪器。
如图所示是漏刻的简单模型。图中容器A是底面积为250cm2的圆柱形薄壁玻璃缸，容器顶盖上有大小两个孔；B是用密度为0.5×103kg/m3塑料制作的边长为10cm立方体底托；C为质量可忽略不计、总长度为60cm的轻质塑料标尺，
23
标尺的一端与底托相连，标尺上均匀的刻有厘米刻度；D为固定于容器盖口处的指示箭头。某次模拟计时实验中，同学们先将自来水龙头调至均匀间隙滴水状态，并测得水龙头每分钟滴水50滴，并用量筒测得每50滴水的体积为25.0cm3.再在容器A中加入适量水,将底托B放入水中,使其浮于水面上,此时标尺C呈竖直状态且位于大孔下方,指示箭头D恰好指于标尺的顶端零刻度处。此时开始滴水计时，假设整个计时过程标尺始终处于竖直状态，经过3小时后，问：
（1）指示箭头D应指在标尺上何处？
（2）此时标尺和底托所受的浮力是多少牛顿？ （3）此装置最多还能计时几小时？
（4）若要使此装置的计时总时间增加一倍，最简单的办法是什么？简要说明理由。
12、某同学设计了一种测定风力的装置，其原理如图所示，迎风板与一轻弹簧的
一端N相接，穿在光滑的金属杆上。弹簧是绝缘材料制成的，其劲度系数k=1300N/m，自然长度L0=0.5m，均匀金属杆用电阻率较大的合金制成，迎风板面积S=0.5m2，工作时总是正对着风吹来的方向。电路中左端导线与金属杆M端相连，右端导线接在N点并可随迎风板在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好。限流电阻的阻值R=1Ω，电源的电动势E=12V，内阻r=0.5Ω。合上开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压表的示数U1=3.0V；如果某时刻由于风吹使迎风板向左压缩弹簧，电压表的示数变为U2=2.0V，求： ⑴金属杆单位长度的电阻；
⑵此时作用在迎风板上的风力；
⑶若风（运动的空气）与迎风板作用后速度变为零，已知装置所在处的空气密度为1.3kg/m3，求风速为多大？
13.（1）1791年，米被定义为：在经过巴黎的子午线上，取从赤道到北极长度的一千万分
之一。请由此估算地求的半径R。（答案保留二位有效数字）
11
（2）太阳与地球的距离为1.5×10 m，太阳光以平行光束入射到地面。地球表面2/3的面
24
积被水面所覆盖，太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量 W约为1.87×10J。设水面对太阳辐射的平均反射率为7％，而且将吸收到的35％能量重新辐射出去。太阳辐射可
6
将水面的水蒸发（设在常温、常压下蒸发1kg水需要2.2×10J的能量），而后凝结成雨滴降落到地面。
①估算整个地球表面的年平均降雨量（以毫米表示）。
②太阳辐射到地球的能量中只有约50％到达地面，W只是其中的一部分。太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面，这是为什么？请说明两个理由。
24