飛揚青春　亮劍冰城

李維彥　耿迎芳

第24屆世界大學生冬季運動會于北京時間2009年2月28日在哈爾濱畫下完美句點。經過11天的激烈角逐，大冬會賽事圓滿落幕：中國代表團獲得了18枚金牌，位列金牌榜第一位。

中國代表團在第24屆世界大學生冬季運動會中表現出色，取得了18枚金牌的優異成績，位居金牌榜第一位——創造了我國大學生體育代表團參加世界大學生冬季運動會以來的最好成績、實現了歷史性的突破。

本屆大冬會是中國繼北京奧運會、殘奧會之后舉辦的第一個高水平的國際綜合性運動會，比賽共設12個大項、81個小項，是大冬會有史以來項目設置最多的一屆。

中國代表團作為東道主派出193名運動員參加了12個大項69個小項的比賽，奪得18金18銀12銅，位居金牌榜榜首，創造了中國代表團參加大冬會歷史以來的最好成績；俄羅斯代表團以18金14銀19銅位居次席，韓國代表團以12枚金牌位居第三。

原創試題

1. 本屆大冬會的安檢工作使用了手持金屬探測器，這種探測器利用的原理是：有交流電通過的線圈，產生迅速變化的磁場。這個磁場能在金屬物體內部產生感生渦電流。渦電流又會產生磁場，倒過來影響原來的磁場，引發探測器發出鳴聲。金屬探測器利用電磁感應來探測金屬物體，可以透過非金屬物體，比如紙張、木材、塑料、磚石、土壤、甚至水層，探測到被遮蓋的金屬物體，因此具有實用性。金屬探測器電路在正常工作，也就是揚聲器不發聲時，總電流約為10 mA；探測到金屬而使揚聲器發出聲音時，整機電流上升到20 mA，利用9 V積層電池供電，一個新的積層電池可以工作20～30個小時。

（1）試計算金屬探測器在正常工作時的等效電阻是多少？

（2）當金屬探測器探測到金屬時多消耗的功率是多少？

（3）該積層電池儲藏的電能至小為多少？

2. 在本屆大學生冬季運動會中，參加女子1000米速度滑冰比賽的中國選手金佩鈺（身高：1.78米,體重：65公斤）技壓群芳，以1分16秒83的成績問鼎冠軍。速滑是一項能讓人類不借助外力而在平面上達到最快速度的體育項目，比賽在周長400米的跑道上進行，分內、外兩道，道寬5米。內跑道的內圈半徑為25米，外跑道的內圈半徑為30米。彎道滑行時，身體始終向左傾倒，用左腳外刃﹑右腳內刃蹬冰來獲得向心力。金佩鈺在沿內道滑行時至少要多大的側蹬力？（直道速度比彎道大）

3. 在2009在2月27日舉行的大冬會女子冰壺比賽的決賽中，中國隊的姑娘們最終以6∶5的比分擊敗強敵加拿大隊，實現了中國冰壺項目在世界大賽上金牌零的突破。冰壺比賽用的冰場長44.5 m，寬4.75 m。從投球點起40 m遠處畫有一直徑3.66 m圓形標志的地方為“大本營”。投出的石離大本營中心最近的隊為勝。冰壺石重19.1 kg、直徑30 cm、厚度最薄為11.5 cm。在一局比賽中，中國隊員要想把對方居于大本營中心的冰壺沿軸線方向恰好撞出大本營，那么她應以多大的速度把冰壺擲出。（冰面的動摩擦因素為μ=0.02）

4. 對于冬季運動的雪上項目來說，雪是最重要的“器材”。承擔世界大冬會高山滑雪、越野滑雪等5個雪上項目比賽的亞布力滑雪場，造雪系統全線應用計算機實現自動控制。去年入冬以來，大冬會各賽場總造雪面積43萬平方米，用水量40萬立方米。本次大冬會使用的是哈爾濱飛機工業機械設備制造有限公司生產的 “雪龍”牌造雪機。

據上表中的數據計算：

（1）造雪機每小時對水做的功最大是多少?

（2）造雪機正常工作時的電流是多少？

5. 繼2009年2月２２日包攬了哈爾濱世界大冬會女子自由式滑雪空中技巧前三名后，中國隊的男隊員也在２３日高奏凱歌，三名選手同時站在了領獎臺上。自由式滑雪空中技巧的比賽場地：跳臺的高度為4 m，坡度為70°。按規則規定，運動員從平臺躍起到落地的空間內做各種空翻轉體動作，裁判將根據起跳的高度、動作的難度及姿勢的優美與否、落地的穩定性等評分。在22日，大冬會自由式滑雪賽場上演驚險一幕，瑞士選手皮特在空中跳到最高點距地面近5 m時身體與雪板脫離，失去重心后重重地摔倒在40 cm厚的軟雪地上，那么皮特受到地面的沖擊力約是自身重力的多少倍？

6. 大冬會素有“小奧運”之稱，但與奧運會不同的是，室溫、冰溫、雪溫、風向、風速、濕度、能見度等任何一個要素的變動都會對比賽的進程和運動員的成績帶來極大的影響。因此，大冬會氣象保障服務不僅需要準確及時的賽場天氣預報，還需要對每個賽場甚至每個賽道的實時氣象信息進行監測，通過采集器和感應器等設備，將氣象要素（風向、風速、溫度、濕度、雪溫等）處理成數據，再通過無線傳輸的方式傳到氣象服務中心平臺，這樣氣象服務中心就能得到權威而又及時的氣象信息。

比如，在亞布力賽場進行的跳臺滑雪項目要求風速低于3 m/s才能正常比賽，氣象服務站就使用了風速傳感器對風速進行實時監控。某型風速傳感器由三個碳纖維風杯、磁性圓盤和霍爾開關元件組成。其工作原理是：風速傳感器的感應元件為三杯試風杯組件，信號變換電路為霍爾開關電路，在風力作用下，風杯組旋轉，通過主軸帶動磁棒盤旋轉，其上的36只磁體形成18個旋轉的小磁場，風杯組旋轉一圈，霍爾開關電路中感應出18個脈沖信號，其頻率隨風速的增大而線性增加，通過頻率計算出風速，風速與脈沖頻率的關系為：v=0.765 f。那么，要使跳臺滑雪能正常比賽，風杯組每分鐘不能超過多少轉？