【题目】冬天,首府经历了多次降雪,人们纷纷动员起来及时清扫积雪,使首府交通保持通畅。
(1)降雪由大量不同大小的冰晶组成,冰晶是水蒸气遇冷空气_____形成的(填写物态变化名称),这一过程中需要_____(选填“吸收”或“放出”)热量。
(2)降雪量是用一定面积的雪化成水后的高度来衡量的,分为小雪、中雪、大雪和暴雪四个等级。某天雪停后,某同学用刻度尺测出水平地面雪的厚度为120mm,然后他脚使劲将雪踏实,测出脚踩出的雪坑的深度为111mm,根据下图表格中的信息可以判断出这场降雪属于_____等级。
小雪 | 中雪 | 大雪 | 暴雪 |
0.1-2.4mm/天 | 2.5-4.9mm/天 | 5.0-9.9mm/天 | ≥mm/天 |
(3)人们利用铁锹铲雪时,相当于使用一个_____(选填“省力”或“费力”)杠杆,它是以距离铁锹头_____(选填“较近”或“较远”)的手为支点的。
(4)首府高架路段需要铲雪车连夜清雪。当铲雪车攀行高架路段时,可以通过_____(选填“增大”或“减小”)车速来增大牵引力。铲雪车所配的推雪铲与雪堆的接触面积为3m2,当铲雪车以28.8km/h的速度匀速清雪时,推雪铲受到雪堆产生的平均压强是6250Pa,忽略其他阻力的影响,此时铲雪车的功率是_____kW。
【答案】凝华 放出 大雪 费力 较远 减小 150
【解析】
(1)[1][2]水蒸气由气态变为固态小冰晶,是由于水遇冷放热凝华形成的。
(2)[3]踏雪后雪的实际高度为
120mm-111mm=9mm
此时密度基本等于冰的密度,质量不发生变化,由冰化为水,冰的密度为0.9g/cm3,水的密度为1g/cm3,则由
可知,体积与密度成反比
V冰:V水=1g/cm3:0.9g/cm3=10:9
由于底面积相同,由V=Sh可知,高度与体积成正比,则
h冰:h水=V冰:V水=10:9
故化为水后高度为
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对照表格可知,为大雪。
(3)[4][5]利用铁锹铲雪时,由于铁锹围绕离铁桥头较远的手旋转,则距离铁锹头较远的手为支点,则可知动力臂小于阻力臂,则为费力杠杆。
(4)[6]由P=Fv可知,功率固定,若要增大牵引力,可减小速度。
[7]由
可求铲雪铲对雪堆的推力为
F=pS=6250Pa×3m2=18750N
由于铲车匀速直线运动,则根据力的作用是相互的可知铲车动力为18750N,铲雪车速度为
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则由P=Fv可求铲雪车功率为
P=Fv=18750N×8m/s=150000W=150kW