Question

【題目】閱讀短文，回答問題。

風 洞

風洞即風洞實驗室，是以人工的方式產生并且控制氣流，用來模擬飛行器或實體周圍氣體的流動情況，并可量度氣流對實體的作用效果以及觀察物理現象的一種管道狀實驗設備。

風洞種類繁多，如圖甲所示的閉口直流式風洞，其主要組成部分為收縮段、試驗段、擴散段和動力裝置。動力裝置包括直流電機和風扇。風扇轉動后，將空氣吸入風洞中，通過調節電機轉速以獲得不同的實驗段速度。收縮段前裝有整流柵，整流柵是做成方格狀的，用來消除氣流中的漩渦。氣流通過收縮段后，流速增大，這樣可使進入試驗段的氣流較為均勻。試驗段截面是方形的，模型放在其中進行試驗。擴散段的功能室使試驗段后面的氣流減速后再排入大氣。

因為風洞的控制性佳，可重復性高，現今風洞廣泛用于空氣動力學工程測試，譬如結構物的風力荷載和振動、風力發電、防風設施的功效等。一些研究也指出風洞實驗之結果與現在風場的觀測的結果相近。

（1）用圖甲所示的風洞做實驗，實驗模型應放置在______段，風機工作時，風速的方向向_____（填“左”或“右”）。

（2）風洞通過調節________獲得不同的風速。實驗時，模型以________為參照物，是運動的。

（3）將圖乙所示的機翼模型固定在臺式測力計上并放置于風洞中，無風時記錄測力計的示數，風機工作時測力計的示數將隨著風速的變化而變化，關于這一現象，以下說法正確的是（________）

A.有風時測力計的示數比無風時的大，機翼模型下方的空氣流速比上方的大

B.有風時測力計的示數比無風時的大，機翼模型下方的空氣流速比上方的小

C.有風時測力計的示數比無風時的小，機翼模型下方的空氣流速比上方的大

D.有風時測力計的示數比無風時的小，機翼模型下方的空氣流速比上方的小

（4）若圖乙中的機翼模型在水平風的作用下獲得豎直方向的力大小為F，實驗得到F與風速的二次方v2的關系圖像如圖丙所示，當風速是原來的2倍時，力F是原來的（________）

A.2倍 B.4倍 C.0.5倍 D.0.25倍

（5）在其他條件不變時，試驗段的橫截面面積越小，試驗段的風速越________。

Answer 1

【答案】試驗 右 電機轉速 氣流 D B 大

【解析】

第一空．由于試驗段的橫截面面積最小，即試驗段的風速最大，所以，實驗模型應放置在試

驗段；

第二空．風機工作時，根據”風扇轉動后，將空氣吸入風洞中”知道，風從左端進入風洞中，所以，風速的方向向右；

第三空．根據“風扇轉動后，將空氣吸入風洞中，通過調節電機轉速以獲得不同的實驗

段速度”知道，風洞是通過調節電機轉速來獲得不同的風速；

第四空．實驗時，模型和風有位置的變化，所以，以氣流為參照物，則模型是運動的；

第五空．由圖乙知道，有風時，模型上表面路程長，速度大，壓強小，下表面路程短，速度小，壓強大，產生向上的升力，使測力計示數變小，故D正確；

第六空．由F與風速的二次方v2 關系圖象知道，力F與v2 成正比，所以，當風速是原來的2倍時，力F是原來4倍，故B正確；

第七空．在其它條件不變時，即單位時間內通過的空氣量相同，試驗段的橫截面面積越小，則試驗段的風速越大。