Question

【題目】由于生態(tài)環(huán)境被破壞，地表土裸露，大片土地沙漠化，加上干旱少雨，我國(guó)北方地區(qū)春天會(huì)出現(xiàn)揚(yáng)塵天氣甚至沙塵暴。據(jù)環(huán)保部門(mén)測(cè)定，在北京地區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重沙塵暴時(shí)，最大風(fēng)速可達(dá)到12m/s，同時(shí)由于大量微粒在空中懸浮，天空呈橙黃色，能見(jiàn)度只有50m左右。

（1）根據(jù)光的散射規(guī)律可知，當(dāng)空中懸浮的微粒直徑d與入射光的波長(zhǎng)λ之比d/λ=0.1時(shí)，該波長(zhǎng)的光散射最強(qiáng)。在空氣潔凈時(shí)，主要是大氣中的氣體分子在散射日光，其中藍(lán)光被散射得最強(qiáng)，所以天空呈藍(lán)色。發(fā)生沙塵暴時(shí)由于懸浮微粒對(duì)光的散射，使得天空呈橙黃色，已知橙黃色光波的平均波長(zhǎng)為6.0×10-7m，請(qǐng)計(jì)算懸浮微粒的平均直徑為多大。

（2）若某次沙塵暴使空氣中懸浮微粒的最高濃度達(dá)到5.8×10-6 kg/m3，已知單個(gè)懸浮微粒的密度為2.0×103k/m3，這時(shí)1.0cm3的空氣約含多少顆懸浮微粒?

（3）在一般揚(yáng)塵天氣，風(fēng)力發(fā)電機(jī)還可以正常工作。已知風(fēng)力發(fā)電機(jī)將空氣的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為20％，空氣密度為1.29kg/m3，某風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)車的有效受風(fēng)面積為4.0m2，此風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)速為l0 m/s時(shí)的輸出電功率為多大?

Answer 1

【答案】(1)d=6.0×l0-8m (2)n=2.6×107個(gè) (3) P=516W

【解析】

根據(jù)題意可知考查信息分析、應(yīng)用能力。理解信息，找到合適的切入點(diǎn)是解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵。

（1）因?yàn)?/span>時(shí)，該波長(zhǎng)的光散射最強(qiáng)，所以沙塵的平均直徑d=0.1λ=6.0×l0-8m

（2）沙塵暴天氣時(shí)，1 m3的揚(yáng)塵空氣中所含懸浮微粒的總體積為：

每一個(gè)懸浮微粒的平均體積為：

1m3的空氣中所含懸浮微粒的數(shù)量為

所以1.0 cm3的空氣中所含懸浮微粒的數(shù)量為n=2.6×107個(gè)

（3）1s內(nèi)吹到風(fēng)車上的空氣的體積為：V=Sv

這些空氣所具有的動(dòng)能為：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電功率為：