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，如圖甲所示為閉口直流式風洞，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試驗段速度。收縮段前裝有整流柵，整流柵是做成方格狀的，用來消除氣流中的旋渦。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。擴散段的功能是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的測試，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地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_____（左/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面變化，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，機冀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）若圖乙所示機翼模型在水平風的作用下獲得豎直方向的力的大小為 F，實驗得到 F 與風速的二次方 v2 關系圖象如圖丙所示，當風速是原來的 2 倍時，力 F 是原來的_____倍。

Answer 1

【答案】試驗 右 電機轉速 風 D 4

【解析】

（1）試驗段的橫截面面積最小，則試驗段的風速最大，所以實驗模型應放置在試驗段；
風機工作時，根據”風扇轉動后，將空氣吸入風洞中”知，風從左端進入風洞中，即風速的方向向右；
（2）根據題意：“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”可知，風洞通過調節電機轉速來獲得不同的風速；
實驗時，模型和風有位置的變化，故以風為參照物，模型是運動的；
（3）有風時，模型上表面凸起，速度大，壓強小，下表面平直，速度小，壓強大，產生向上的升力，測力計示數小，故D正確；
（4）根據F與風速的二次方v2關系圖象知，力F與v2成正比，故當風速是原來的2倍時，力F是原來4倍。