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卡门涡街现象
2020年5月5日，虎门大桥的桥体异常振动引发了大家的关注，专家认为这是由卡门涡街现象引起的。
如图*所示，在一定条件下，流体流过阻碍物时，会在阻碍物上下两侧先后交替产生有规则的反向旋涡①、②、③、④……，这一现象叫卡门涡街现象。产生旋涡的一侧流速快，另一侧流速慢，交替形成大小不同的压力，使阻碍物产生有规律的振动，即涡振。涡振频率f与阻碍物的特征宽度d和流体流速v有关，其关系
（k为常数）据分折，桥体异常振动是由于桥面上安装了1.4m高的防撞板后，在特定风环境条件下产生了振幅较大的涡振现象。
工业上常同的流量计也是利用卡门涡街现象制成的。在管道中放入装有电子设备的阻碍物，当流体同过时，装有电子设备的阻碍物发生涡振，输出与涡振频率相同的电压信号，通过频率公式得到流速大小，最终输出流体的流量，流量为单位时间内流体通过管道横截面的体积。
(1)下列过程不可能产生卡门涡街现象的是______；
A河水流过礁石 B．空气通过树木 C．篮球撞击篮板 D．云层飘过山峰
(2)流体流过阻碍物，当上侧产生涡旋时，阻碍物______侧受到压力大；
(3)若*图中相同时间内产生的旋涡增多，说明流体的流速变______；
(4)安装防撞板后，増大了桥体的______，使得相同风速下桥体的涡振频率______（増大/减小）；
(5)某水管的横截面积为S，阻碍物的特征宽度为d，水流通过阻碍物时输出的电压信号如图乙所示。如不考阻碍物对流速的影响，则管道中水的流量Q和t0之间的关系图像为______。
A．
B．
C．
D．
【回答】
(1). C (2). 下 (3). 大 (4). 特征宽度 (5). 减小 (6). C
【解析】(1)卡门涡街现象是在一定条件下，流体流过阻碍物时，会在阻碍物上下两侧先后交替产生有规则的反向旋涡。水和空气属于流体，能产生卡门涡街现象，篮球不属于流体，不能产生卡门涡街现象，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
(2)流体流过阻碍物，当上侧产生涡旋时，上侧流速快，压强小，受到压力小，下侧流速慢，压强大，受到压力大。
(3)涡振频率f与阻碍物的特征宽度d和流体流速v的关系是
（k为常数），相同时间内产生的旋涡增多，涡振频率增大，由关系式可知，阻碍物的特征宽度和k不变，流体流速变大。
(4)安装防撞板后，増大了桥体的特征宽度d，由
（k为常数）可知，相同风速v时，涡振频率f减小。
(5)因为
（k为常数），所以
v=
流量为单位时间内流体通过管道横截面的体积，管道内流过的距离h=vt，水柱的体积
V=Sh=Svt
Q=
=Sv=S
=
流量与涡振频率成正比，由图乙可知，电压周期*变化的频率不变，涡振频率不变，所以流量随时间没有变化，C符合题意，ABD不符合题意，故选C。
知识点：各地中考
题型：综合题
