Question

【題目】地表風(fēng)速的大小對我們的生產(chǎn)生活有著很大的影響，所以我們經(jīng)常會在鐵路沿線、碼頭、建筑、索道、氣象站、養(yǎng)殖場等處看到風(fēng)速儀，它們能夠?qū)崟r進(jìn)行數(shù)據(jù)收集并智能傳送，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。光源發(fā)出的光經(jīng)光纖傳輸，被探測器接收。在風(fēng)力作用下，風(fēng)杯繞轉(zhuǎn)軸以正比于風(fēng)速（）的速率（）旋轉(zhuǎn)，其關(guān)系為。風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)會通過齒輪帶動下面的凸輪圓盤旋轉(zhuǎn)，當(dāng)圓盤上的凸輪經(jīng)過透鏡系統(tǒng)時光被擋住。已知風(fēng)杯與轉(zhuǎn)軸距離為r，風(fēng)杯每轉(zhuǎn)動n圈帶動凸輪圓盤轉(zhuǎn)動一圈。計算機(jī)對探測器接收到的光強(qiáng)變化情況進(jìn)行分析，就能得到風(fēng)速的大小。在時間內(nèi)探測器接收到的光強(qiáng)隨時間變化的關(guān)系如圖2所示。下列說法正確的是

A. 光纖材料內(nèi)芯的折射率小于外套的折射率

B. 風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)的角速度小于凸輪圓盤的角速度

C. 在時間內(nèi)，風(fēng)速逐漸增大

D. 在時間內(nèi)，風(fēng)的平均速率為

Answer 1

【答案】D

【解析】

光纖材料是根據(jù)全反射原理制成的，其內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率，從而光能在內(nèi)部發(fā)生全反射而傳播，選項(xiàng)A錯誤；因風(fēng)杯每轉(zhuǎn)動n圈帶動凸輪圓盤轉(zhuǎn)動一圈，可知風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)的角速度大于凸輪圓盤的角速度，選項(xiàng)B錯誤；根據(jù)圖b可知，在△t內(nèi)，通過的光照的時間越來越長，則風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動的越來越慢，即轉(zhuǎn)速逐漸減小，風(fēng)速減小，選項(xiàng)C錯誤；
在△t內(nèi)擋了4次光，則T1＝．根據(jù)風(fēng)輪葉片每轉(zhuǎn)動n圈帶動凸輪圓盤轉(zhuǎn)動一圈可知：則風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動的周期T=，則風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動的平均速率，風(fēng)的平均速率為，故D正確。故選D.