1
环境保护类(二)
1.沙尘暴给人们的生活带来了极大不便。假设一团沙尘暴中所含物质种类及每种物质质量均不变,
关于这团沙尘暴,以下说法正确的是( )
A.该沙尘暴的内能是其中所有空气的气体分子的无规则运动的动能和势能以及其他物质颗粒无规则
运动的动能和势能的总和
B.该沙尘暴从温度较低的地区吹到温度较高的地区,温度逐渐升高、风势逐渐减弱,则其内能逐渐减
小
C.沙尘暴中的沙尘颗粒具有波动性
D.沙尘暴中的所有沙尘颗粒所做的无规则运动是布朗运动
2.在自然界生态系统中,蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链,在维持生态平衡方面发挥着
重要作用。蛇是老鼠的天敌,它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温约37 ℃,它发出的
最强的热辐射的波长为λ。根据热辐射理论,λ 与辐射源的绝对温度T 的关系近似为Tλ=3×10-3 m·K,
则老鼠发出的最强的热辐射的波长约为( )
A.7.8×10-5 m
B.9.4×10-6 m
C.1.1×10-4 m
D.9.7×10-8 m
3.(多选)消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。内燃机、通风机等在排放各种高速气流的
过程中都会发出噪声,如图所示为某种可以用来削弱高速气流产生的噪声的消声器。一列声波沿水
平管道自左向右传播,到达a 处时分成上下两束波,这两束声波沿虚线路径传播,在b 处相遇时可削弱
噪声。设在a 处分开的两束波经上下方管道到达b 处的波程差为δ,这一列声波的波长为λ。关于此
消声器,下列说法正确的是( )
A.消除噪声利用了波的衍射原理
B.消除噪声利用了波的干涉原理
C.要尽量消除噪声,应满足δ=nλ(n=0,1,2,3,…)
D.要尽量消除噪声,应满足δ= λ
2
+nλ(n=0,1,2,3,…)
4.随着电池容量、可靠性、安全性与充电技术等的不断成熟,纯电动汽车正在迅速发展。纯电动汽
车的发展将极大缓解燃油汽车带来的污染问题,有助于改善城市的空气质量。下表是某款电动汽车
的蓄电池参数,据此,下列说法正确的是( )
电池只数
100 只
电池容量/只
1 200 mA·h
充电参数(电压/电流)
420 V,20 A
放电时平均电压/只
3.3 V
A.该电池组从完全没电到充满电所需时间为12 h
2
B.电池容量的单位mA·h 就是能量单位
C.该电池组充电时的功率为8.4×103 W
D.该电池组充电时的功率为1.4×103 W
5.青岛市即墨区鳌山湾一带受崂山余脉和海岛影响,形成了长达60 多公里的狭长“疾风带”,为风力
发电创造了有利条件,目前该地风电总装机容量已达18 万千瓦。如图,风力推动三个叶片转动,叶片
带动转子(磁极)转动,在定子(线圈)中产生电流,实现风能向电能的转化。已知叶片长为r,风速为v,空
气密度为ρ,流到叶片旋转形成的圆面的空气中约有1
4
速度减速为0,3
4
原速度穿过,不考虑其他能量损
耗。下列说法正确的是( )
A.一台风力发电机的发电功率约为1
4
ρπr2v3
B.一台风力发电机的发电功率约为1
6
ρπr2v2
C.空气对风力发电机一个叶片的平均作用力约为1
8
ρπr2v3
D.空气对风力发电机一个叶片的平均作用力约为1
12
ρπr2v2
6.(2023 湖南岳阳高三模拟)如图甲所示,磁悬浮列车是一种高速低能耗的新型交通工具。它的驱动系
统可简化为如下模型,固定在列车下端的动力绕组可视为一个单匝闭合矩形纯电阻金属框,电阻为R,
金属框置于xOy 平面内,长边MN 长为l,平行于y 轴,宽度为d 的短边NP 平行于x 轴(x 轴水平),如图乙
所示。列车轨道沿Ox 方向,轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场,磁感应强度B 沿Ox 方向按正
弦规律分布,其空间周期为λ,取z 轴正方向为磁场正方向,最大值为B0,如图丙所示,金属框的同一条长
边上各处的磁感应强度相同,整个磁场以速度v0沿Ox 方向匀速平移。设在短暂时间内,MN、PQ 边
所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略,列车在驱动系统作用下沿Ox 方向加速行驶。
甲
3
乙
丙
(1)若d= λ
4
,某时刻列车速度为0,且MN 所在位置磁感应强度恰好为最大值B0,求此时回路中的感应电
流大小;
(2)列车速度为v(v<v0)时,要使列车所获得的驱动力最大,求d 与λ 应满足的关系及此时列车受到驱动
力的大小。
7.(2023 浙江绍兴模拟)(1)探险队路过一化工厂外用区域时,发现一个正在偷排污水的水平管口,如图
甲所示,实测管口离落水点的高度差为h=80 cm,污水水平射程为x=160 cm。求污水流出管口时的速
度大小。
(2)如图乙所示,探险队遇到一宽为d=6 m,水流很急的小河。实测水流速度恒为v1=5 m/s,所带的气垫
船在静水中的速度为v2=3 m/s,假设两河岸相互平行,要以最短路程渡河,则气垫船与上游河岸成多少
夹角行驶?此过程的渡河时间为多少?(已知sin 37°=0.6)
4
环境保护类(二)
1.C 内能是指物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和,而不是物体宏观运动的动
能和势能的总和,A 错误;从低温到高温,内能增加,内能的宏观表现是温度,温度越高,内能越大,温
度越低,内能越小,B 错误;任何运动的粒子都具有波粒二象性,C 正确;沙尘暴的运动是气流运动
形成的,而布朗运动只能用显微镜观察,肉眼是看不到的,D 错误。
2.B 由热力学温度与摄氏温度的关系可知T=(t+273) K=310 K,根据热辐射理论可知λ=
3×10
-3 m· K
T
=9.7×10-6 m,四个选项中B 选项最接近,B 正确。
3.BD 消除噪声利用了波的干涉原理,A 错误,B 正确;要尽量消除噪声,a、b 两列波相遇时波程
差等于半波长的奇数倍,振动减弱,应满足δ= λ
2
+nλ(n=0,1,2,3,…),C 错误,D 正确。
4.C 该电池组从完全没电到充满电所需时间为t=q
I = 100×1 200mA ·h
20 A
=6 h,A 错误;电池容
量的单位mA·h 是电荷量的单位,B 错误;该电池组充电时的功率为P=UI=420×20 W=8 400 W,C
正确,D 错误。
5.D 根据题意可知,假设空气流速为v,空气接触扇面的面积为S=πr2,在时间t 内流过扇叶的体
积为V=πr2vt,则根据密度公式得空气质量m0=ρV=ρπr2vt,题中有1
4
的空气速度减为零,所以与叶片
发生相互作用的风的质量为1
4
m0,则根据动能定理W=1
2
mv2=1
8
ρπr2vtv2=1
8
ρπr2v3t,则根据P=W
t
得
P= 1
8 ρ π r
2v
3t
t
= 1
8
ρπr2v3,A、B 错误;以与叶片发生相互作用的那部分空气为研究对象,规定空气
流动方向为正方向,可列动量定理表达式-Ft=0-mv,得F=1
4
πρr2v2,则对一个扇叶的作用力为F'=
1
12
πρr2v2,C 错误,D 正确。
6.答案 (1)B0lv
R
(2)d=(2k+1) λ
2
(k∈N) 4 B0
2l
2(v0- v )
R
解析 (1)由法拉第电磁感应定律可得E=B0lv
由闭合电路的欧姆定律可得I= E
R
解得I=B0lv
R
。
5
(2)为使列车获得最大驱动力,MN、PQ 应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地方,这会
使得磁通量变化率最大,导致金属框中电流最大,也会使得金属框长边中电流受到的安培力最大;
因此,d 应为λ
2
的奇数倍,即
d=(2k+1) λ
2
(k∈N)
由法拉第电磁感应定律,当列车速度v<v0时有E=2B0l(v0-v)
根据闭合电路欧姆定律有I= E
R
根据安培力公式,MN 边所受的安培力FMN=B0Il
PQ 边所受的安培力FPQ=B0Il
根据左手定则,MN、PQ 边所受的安培力方向相同,此时列车驱动力的大小F=FMN+FPQ=2B0Il
联立解得F=4 B0
2l
2(v0- v )
R
。
7.答案 (1)4 m/s (2)53° 2.5 s
解析 (1)根据平抛运动规律,竖直方向上有h=1
2
gt2
解得t=0.4 s
水平方向上有x=vt
解得v=4 m/s。
(2)解法1:水流速度v1大于气垫船在静水中的速度v2,故气垫船合速度的方向无法与河岸垂直,如
图所示,以v1的矢量末端为圆心、v2大小为半径画圆,当v 合与圆相切时,气垫船渡河路程最短
设气垫船与上游河岸为θ 角,有
cos θ=v2
v1
= 3
5
则θ=53°
则渡河时间t=
d
v2sinθ
=2.5 s。
解法2:设气垫船与上游河岸成θ 角渡河,合速度与河岸成α 角。渡河时速度关系如图所示
设路程为s,满足
6
sin α=d
s
有s= d
sin α
故sin α 越大,路程s 越小,而v1
sin β =
v2
sin α
则有sin α=v2
v1
sin β
取β=90°,sin β=1
则有sin α=0.6
即α=37°
此时s 最小,此时θ=53°
则渡河时间t=
d
v2sinθ
=2.5 s。
