飞扬青春 亮剑冰城

李维彦　耿迎芳

第24届世界大学生冬季运动会于北京时间2009年2月28日在哈尔滨画下完美句点。经过11天的激烈角逐，大冬会赛事圆满落幕：中国代表团获得了18枚金牌，位列金牌榜第一位。

中国代表团在第24届世界大学生冬季运动会中表现出色，取得了18枚金牌的优异成绩，位居金牌榜第一位——创造了我国大学生体育代表团参加世界大学生冬季运动会以来的最好成绩、实现了历史性的突破。

本届大冬会是中国继北京奥运会、残奥会之后举办的第一个高水平的国际综合性运动会，比赛共设12个大项、81个小项，是大冬会有史以来项目设置最多的一届。

中国代表团作为东道主派出193名运动员参加了12个大项69个小项的比赛，夺得18金18银12铜，位居金牌榜榜首，创造了中国代表团参加大冬会历史以来的最好成绩；俄罗斯代表团以18金14银19铜位居次席，韩国代表团以12枚金牌位居第三。

原创试题

1. 本届大冬会的安检工作使用了手持金属探测器，这种探测器利用的原理是：有交流电通过的线圈，产生迅速变化的磁场。这个磁场能在金属物体内部产生感生涡电流。涡电流又会产生磁场，倒过来影响原来的磁场，引发探测器发出鸣声。金属探测器利用电磁感应来探测金属物体，可以透过非金属物体，比如纸张、木材、塑料、砖石、土壤、甚至水层，探测到被遮盖的金属物体，因此具有实用性。金属探测器电路在正常工作，也就是扬声器不发声时，总电流约为10 mA；探测到金属而使扬声器发出声音时，整机电流上升到20 mA，利用9 V积层电池供电，一个新的积层电池可以工作20～30个小时。

（1）试计算金属探测器在正常工作时的等效电阻是多少？

（2）当金属探测器探测到金属时多消耗的功率是多少？

（3）该积层电池储藏的电能至小为多少？

2. 在本届大学生冬季运动会中，参加女子1000米速度滑冰比赛的中国选手金佩钰（身高：1.78米,体重：65公斤）技压群芳，以1分16秒83的成绩问鼎冠军。速滑是一项能让人类不借助外力而在平面上达到最快速度的体育项目，比赛在周长400米的跑道上进行，分内、外两道，道宽5米。内跑道的内圈半径为25米，外跑道的内圈半径为30米。弯道滑行时，身体始终向左倾倒，用左脚外刃﹑右脚内刃蹬冰来获得向心力。金佩钰在沿内道滑行时至少要多大的侧蹬力？（直道速度比弯道大）

3. 在2009在2月27日举行的大冬会女子冰壶比赛的决赛中，中国队的姑娘们最终以6∶5的比分击败强敌加拿大队，实现了中国冰壶项目在世界大赛上金牌零的突破。冰壶比赛用的冰场长44.5 m，宽4.75 m。从投球点起40 m远处画有一直径3.66 m圆形标志的地方为“大本营”。投出的石离大本营中心最近的队为胜。冰壶石重19.1 kg、直径30 cm、厚度最薄为11.5 cm。在一局比赛中，中国队员要想把对方居于大本营中心的冰壶沿轴线方向恰好撞出大本营，那么她应以多大的速度把冰壶掷出。（冰面的动摩擦因素为μ=0.02）

4. 对于冬季运动的雪上项目来说，雪是最重要的“器材”。承担世界大冬会高山滑雪、越野滑雪等5个雪上项目比赛的亚布力滑雪场，造雪系统全线应用计算机实现自动控制。去年入冬以来，大冬会各赛场总造雪面积43万平方米，用水量40万立方米。本次大冬会使用的是哈尔滨飞机工业机械设备制造有限公司生产的 “雪龙”牌造雪机。

据上表中的数据计算：

（1）造雪机每小时对水做的功最大是多少?

（2）造雪机正常工作时的电流是多少？

5. 继2009年2月２２日包揽了哈尔滨世界大冬会女子自由式滑雪空中技巧前三名后，中国队的男队员也在２３日高奏凯歌，三名选手同时站在了领奖台上。自由式滑雪空中技巧的比赛场地：跳台的高度为4 m，坡度为70°。按规则规定，运动员从平台跃起到落地的空间内做各种空翻转体动作，裁判将根据起跳的高度、动作的难度及姿势的优美与否、落地的稳定性等评分。在22日，大冬会自由式滑雪赛场上演惊险一幕，瑞士选手皮特在空中跳到最高点距地面近5 m时身体与雪板脱离，失去重心后重重地摔倒在40 cm厚的软雪地上，那么皮特受到地面的冲击力约是自身重力的多少倍？

6. 大冬会素有“小奥运”之称，但与奥运会不同的是，室温、冰温、雪温、风向、风速、湿度、能见度等任何一个要素的变动都会对比赛的进程和运动员的成绩带来极大的影响。因此，大冬会气象保障服务不仅需要准确及时的赛场天气预报，还需要对每个赛场甚至每个赛道的实时气象信息进行监测，通过采集器和感应器等设备，将气象要素（风向、风速、温度、湿度、雪温等）处理成数据，再通过无线传输的方式传到气象服务中心平台，这样气象服务中心就能得到权威而又及时的气象信息。

比如，在亚布力赛场进行的跳台滑雪项目要求风速低于3 m/s才能正常比赛，气象服务站就使用了风速传感器对风速进行实时监控。某型风速传感器由三个碳纤维风杯、磁性圆盘和霍尔开关元件组成。其工作原理是：风速传感器的感应元件为三杯试风杯组件，信号变换电路为霍尔开关电路，在风力作用下，风杯组旋转，通过主轴带动磁棒盘旋转，其上的36只磁体形成18个旋转的小磁场，风杯组旋转一圈，霍尔开关电路中感应出18个脉冲信号，其频率随风速的增大而线性增加，通过频率计算出风速，风速与脉冲频率的关系为：v=0.765 f。那么，要使跳台滑雪能正常比赛，风杯组每分钟不能超过多少转？