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27. 阅读短文,回答问题.
空气阻力
在赛车界中有这么一句话:“谁控制好空气，谁就能赢得比赛!”这里所说的空气，指的就是空气阻力.物体在空气中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫作空气阻力.空气阻力的大小与物体的运动速度有关，速度越大，阻力越大；空气阻力的大小还跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；此外，空气阻力的大小跟物体的形状也有关，头圆尾尖的物体受到的阻力较小.
物体(以雨滴为例)从高空由静止下落，速度会越来越大，它所受的空气阻力也会越来越大；下落一段距离后，雨滴将以某一速度做匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度.
(1)关于空气阻力，下列说法正确的是 (填字母).
A. 飞机为了减小阻力，应做成头尖尾圆的形状
B. 降落伞从空中下落时因横截面积较大，更利于增大空气阻力
C. 赛车要赢得比赛，应设法增大空气阻力
(2)人造地球卫星一般不需要设计成头圆尾尖的形状，这是因为.
(3)雨滴在高空形成后从静止开始下落，其速度越来越大是由于它受到的重力(选填“大于”“小于”或“等于”)空气阻力；结合材料分析，若下落过程中雨滴受到的重力消失，雨滴将 (填字母).
A. 静止
B. 做匀速直线运动
C. 先下降后后静止
D. 先下降后上升
(4)下落过程中，随着雨滴速度的增大，雨滴受到的重力，受到的空气阻力(前两空均选填“增大”“减小”或“不变”)；当雨滴受到的阻力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力时，雨滴的速度达到收尾速度.
(5)若雨滴下落时受到的空气阻力仅与其速度的平方成正比，即$f =k v^2$，其中$k=1 × 10^{-4} \mathrm{N/(m} · \mathrm{s}^{-1} \mathrm{)^2}$，则一滴质量为$0.16 \mathrm{g}$的雨滴下落时的收尾速度为$\mathrm{m/s}$.(g取$10 \mathrm{N/kg}$)
空气阻力
在赛车界中有这么一句话:“谁控制好空气，谁就能赢得比赛!”这里所说的空气，指的就是空气阻力.物体在空气中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫作空气阻力.空气阻力的大小与物体的运动速度有关，速度越大，阻力越大；空气阻力的大小还跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；此外，空气阻力的大小跟物体的形状也有关，头圆尾尖的物体受到的阻力较小.
物体(以雨滴为例)从高空由静止下落，速度会越来越大，它所受的空气阻力也会越来越大；下落一段距离后，雨滴将以某一速度做匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度.
(1)关于空气阻力，下列说法正确的是 (填字母).
A. 飞机为了减小阻力，应做成头尖尾圆的形状
B. 降落伞从空中下落时因横截面积较大，更利于增大空气阻力
C. 赛车要赢得比赛，应设法增大空气阻力
(2)人造地球卫星一般不需要设计成头圆尾尖的形状，这是因为.
(3)雨滴在高空形成后从静止开始下落，其速度越来越大是由于它受到的重力(选填“大于”“小于”或“等于”)空气阻力；结合材料分析，若下落过程中雨滴受到的重力消失，雨滴将 (填字母).
A. 静止
B. 做匀速直线运动
C. 先下降后后静止
D. 先下降后上升
(4)下落过程中，随着雨滴速度的增大，雨滴受到的重力，受到的空气阻力(前两空均选填“增大”“减小”或“不变”)；当雨滴受到的阻力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力时，雨滴的速度达到收尾速度.
(5)若雨滴下落时受到的空气阻力仅与其速度的平方成正比，即$f =k v^2$，其中$k=1 × 10^{-4} \mathrm{N/(m} · \mathrm{s}^{-1} \mathrm{)^2}$，则一滴质量为$0.16 \mathrm{g}$的雨滴下落时的收尾速度为$\mathrm{m/s}$.(g取$10 \mathrm{N/kg}$)
答案
B
太空中没有空气
大于
C
不变
等于
4
太空中没有空气
大于
C
不变
等于
4
解析
【分析】
1. 第(1)问：结合短文信息，头圆尾尖的物体空气阻力更小，可判断A错误；降落伞横截面积大，空气阻力大，利于减速下落，B正确；赛车需减小空气阻力来提升速度，C错误，因此选B。
2. 第(2)问：空气阻力是物体在空气中运动时受到的阻力，人造地球卫星在太空中运行，太空中没有空气，无需考虑空气阻力，所以不需要设计成头圆尾尖的形状。
3. 第(3)问：雨滴下落速度越来越大，说明合力向下，即重力大于空气阻力；若重力消失，雨滴此时有向下的速度，受向上的空气阻力，会先减速下降，速度为0后保持静止，故选C。
4. 第(4)问：由$G=mg$可知，雨滴质量和$g$不变，重力不变；空气阻力随速度增大而增大，当阻力等于重力时，雨滴受力平衡，做匀速直线运动，此时速度为收尾速度。
5. 第(5)问：收尾速度时雨滴受力平衡，空气阻力等于重力，先计算雨滴重力，再根据$f=kv^2$变形求出收尾速度。
【解析】
(1) 根据短文内容分析：
A选项：头圆尾尖的物体受到的阻力较小，飞机为减小阻力应做成头圆尾尖，A错误；
B选项：空气阻力与横截面积有关，横截面积越大阻力越大，降落伞横截面积大，利于增大空气阻力减速下落，B正确；
C选项：赛车要赢得比赛需减小空气阻力以提升速度，C错误；
故选B。
(2) 人造地球卫星在太空中运行，太空中没有空气，不会受到空气阻力，因此不需要设计成头圆尾尖的形状。
(3) 雨滴下落速度越来越大，说明运动状态改变，合力方向向下，即重力大于空气阻力；若重力消失，雨滴此时具有向下的速度，受到向上的空气阻力，会先减速下降，当速度减为0后保持静止，故选C。
(4) 雨滴的重力$G=mg$，雨滴质量不变，$g$不变，所以重力不变；由短文可知，速度越大空气阻力越大，当雨滴受到的阻力等于重力时，二力平衡，雨滴做匀速直线运动，此时速度为收尾速度。
(5) 雨滴质量$m=0.16\mathrm{g}=0.16×10^{-3}\mathrm{kg}=1.6×10^{-4}\mathrm{kg}$，
雨滴重力$G=mg=1.6×10^{-4}\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=1.6×10^{-3}\mathrm{N}$，
收尾速度时，$f=G$，即$kv^2=G$，
则$v=\sqrt{\frac{G}{k}}=\sqrt{\frac{1.6×10^{-3}\mathrm{N}}{1×10^{-4}\mathrm{N/(m·s^{-1})^2}}}=\sqrt{16}\mathrm{m/s}=4\mathrm{m/s}$。
【答案】
(1) B
(2) 太空中没有空气
(3) 大于；C
(4) 不变；增大；等于
(5) 4
【知识点】
空气阻力的影响因素；二力平衡的应用；重力的计算
【点评】
本题以空气阻力为背景，考查了信息提取能力、二力平衡条件的应用及公式计算，将物理知识与生活实际结合，注重综合能力的考查。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)问：结合短文信息，头圆尾尖的物体空气阻力更小，可判断A错误；降落伞横截面积大，空气阻力大，利于减速下落，B正确；赛车需减小空气阻力来提升速度，C错误，因此选B。
2. 第(2)问：空气阻力是物体在空气中运动时受到的阻力，人造地球卫星在太空中运行，太空中没有空气，无需考虑空气阻力，所以不需要设计成头圆尾尖的形状。
3. 第(3)问：雨滴下落速度越来越大，说明合力向下，即重力大于空气阻力；若重力消失，雨滴此时有向下的速度，受向上的空气阻力，会先减速下降，速度为0后保持静止，故选C。
4. 第(4)问：由$G=mg$可知，雨滴质量和$g$不变，重力不变；空气阻力随速度增大而增大，当阻力等于重力时，雨滴受力平衡，做匀速直线运动，此时速度为收尾速度。
5. 第(5)问：收尾速度时雨滴受力平衡，空气阻力等于重力，先计算雨滴重力，再根据$f=kv^2$变形求出收尾速度。
【解析】
(1) 根据短文内容分析：
A选项：头圆尾尖的物体受到的阻力较小，飞机为减小阻力应做成头圆尾尖，A错误；
B选项：空气阻力与横截面积有关，横截面积越大阻力越大，降落伞横截面积大，利于增大空气阻力减速下落，B正确；
C选项：赛车要赢得比赛需减小空气阻力以提升速度，C错误；
故选B。
(2) 人造地球卫星在太空中运行，太空中没有空气，不会受到空气阻力，因此不需要设计成头圆尾尖的形状。
(3) 雨滴下落速度越来越大，说明运动状态改变，合力方向向下，即重力大于空气阻力；若重力消失，雨滴此时具有向下的速度，受到向上的空气阻力，会先减速下降，当速度减为0后保持静止，故选C。
(4) 雨滴的重力$G=mg$，雨滴质量不变，$g$不变，所以重力不变；由短文可知，速度越大空气阻力越大，当雨滴受到的阻力等于重力时，二力平衡，雨滴做匀速直线运动，此时速度为收尾速度。
(5) 雨滴质量$m=0.16\mathrm{g}=0.16×10^{-3}\mathrm{kg}=1.6×10^{-4}\mathrm{kg}$，
雨滴重力$G=mg=1.6×10^{-4}\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=1.6×10^{-3}\mathrm{N}$，
收尾速度时，$f=G$，即$kv^2=G$，
则$v=\sqrt{\frac{G}{k}}=\sqrt{\frac{1.6×10^{-3}\mathrm{N}}{1×10^{-4}\mathrm{N/(m·s^{-1})^2}}}=\sqrt{16}\mathrm{m/s}=4\mathrm{m/s}$。
【答案】
(1) B
(2) 太空中没有空气
(3) 大于；C
(4) 不变；增大；等于
(5) 4
【知识点】
空气阻力的影响因素；二力平衡的应用；重力的计算
【点评】
本题以空气阻力为背景，考查了信息提取能力、二力平衡条件的应用及公式计算，将物理知识与生活实际结合，注重综合能力的考查。
【难度系数】
0.6
