无链条电动自行车
无链条电动自行车,被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。如图所示为一种在售的无链条电动自行车。它结合了电子动力和人体动力,此车既可以通过给锂电池充电获得能量,也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能,可转化为电能,存储在自行车框架中的锂电池内,之后通过电动机驱动后轮转化成动能,以此驱动自行车前进。因此使骑行者骑得更省力,同时也能减少对环境的污染。
为了保证电动车的续航能力,该车采用了能量密度大的锂电池,其能量密度达160W•h/kg。能量密度为存储能量与电池质量的比值。
整车 | 整车质量 | 40kg |
最大车速 | 26km/h | |
最大噪声 | ≤30dB | |
锂电池 | 电压 | 36V |
容量 | 10A•h | |
电动机 | 额定功率 | 180W |
(1)无链条电动自行车可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过发电机转化为电能,然后电能又转化为
(2)与汽车相比,电动自行车启动较快的原因之一是电动自行车质量小,具有的
(3)图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为
(4)若测试时质量为60kg的骑行者不踩脚踏板,仅靠锂电池驱动,已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.04倍,在平直路面上可连续匀速行驶2.7×104m所做的功为
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物体的惯性一辆空车和一辆装满货物的车,在相同的牵引力的作用下由静止开始运动,空车的质量小,在较短的时间内就可以达到某一速度,运动状态容易改变。装满货物的车,质量大,则需要在较长的时间内才能达到相同的速度,运动状态不容易改变。由此,我们可以看出,质量小的物体,运动状态容易改变,我们说它的惯性小。质量大的物体,运动状态难改变,我们说它的惯性大。
惯性的大小在实际中是经常要加以考虑的。当我们需要物体的运动状态容易改变时,应该尽可能减小物体的质量来减小物体的惯性。相反,当我们要求物体的运动状态不容易改变时,应该尽可能增大物体的质量来增大物体的惯性。
(1)阅读上述文章可以得到的结论是:物体的惯性与物体的
(2)在本文第一自然段的叙述中较好地体现了“控制变量”这种研究方法,这一自然段所控制的是:两车受到的
第一艘国产航母——山东舰
2019年12月17日,中国首艘国产航母山东舰正式服役,标志我国海军正式迈入了双航母时代。山东舰一直被称为首艘国产航母,不仅因为它是我国独立自主建造的第一艘航母,更因为山东舰的设计理念、重要系统、建造材料,如电磁兼容系统、动力系统、阻拦系统、航母特种钢等,都是我国独立自主研发的,完全没有依赖进口,并且拥有完全自主产权,百分百实现了中国航母中国造。航母上配备大量先进装备,其中舰载机是航母战斗力的核心,歼15(J15)是我国第一代多用途舰载喷气式战斗机,如表是歼15战斗机的部分技水参数,推重比是指飞机飞行时发动机的总推力与飞机总重的比值。所谓翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值。(g=10N/kg)
空机质量 | 最大起飞质量 | 推重比 | 发动机最大巡航推力 |
17.5t | 32.5t | 0.4~0.9 | 2.5×105N |
(2)舰载机在航母上降落时必须适时放下舰钩,钩住甲板上的拦阻索,达到强行减速的目的,这个过程中,舰钩对拦阻索的拉力
(3)若歼15飞机的翼载是500kg/m2,则机翼面积为
(4)为庆祝“山东舰”列装服役,各种焰火缤纷绽放,有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火,能够持续向下喷射火焰,产生大小为自重6倍的恒定的推力,因其速度快产生啸叫声,所以称为“高声”。经实验测量,这种焰火在运动时,受到的阻力与速度的关系如图所示,则焰火产生的恒定的推力为
匀变速直线运动
物体的运动分为直线运动、曲线运动,其中最简单的直线运动是匀速直线运动,还有一种直线运动叫匀变速直线运动.匀变速直线运动又分为:匀加速直线运动,如汽车在平直公路上启动时的运动、苹果落地时的运动等;匀减速直线运动,如飞机着陆时在平直的跑道上减速滑行、子弹击入木块时的运动等。匀加速直线运动是指一个物体做直线运动时的速度随时间均匀增加,如:甲物体做匀加速直线运动,其初速度为v0=5m/s、1s后速度为7m/s、2s后速度为9m/s…其中速度的增加量与所用时间的比值叫做匀加速直线运动的加速度,用a表示,,公式中v0表示初速度、vt表示t时间后的末速度。a的国际单位是m/s2,读作“米每二次方秒”。加速度反映了物体速度“变化”的快慢,a越大表示相同时间内速度的增加量越大,反之,a越小表示相同时间内速度的增加量越小。
根据以上内容请回答:
(1)匀变速直线运动分为匀加速直线运动和
(2)物体做匀加速直线运动时,其运动状态
(3)物体做匀速直线运动的加速度为
小明在研究家里的“超级快充”充电器时,发现可快速把“3.6V,4400mA•h”的电池充满,极大方便了人们的使用,通过阅读说明书,小明知道了原来在充电器的内部存在降压变压器,使充电器输出电压为4.4V。变压器原理可以简化为:原线圈匝数n1,副线圈匝数n2,若输入电压U1,输出电压U2,关系式为:。
电池名称 | 锂离子电池 |
充电电压 | 4.4V |
工作电压 | 3.6V |
容量 | 4400mA•h |
有没有升压的变压器呢?小明通过查阅资料知道提高电压可以很有效的降低电能在输电线上的损耗。2020年7月我国1100千伏特高压输电线路从新疆到安徽,全线贯通,创造了超高压输电的记录,为我国构建清洁低碳、安全高效的能源体系作出了贡献。
(1)充电器为手机充电时,此时手机相当于
(2)一个标注“输出4.4V,10A”的快速充电器,假设充电效率为90%,选用快速充电器将电池从零充满需要的时间为
(3)我国正在实验1500kV的特高压输电技术,若甲、乙两地原来用500kV的超高压输电,现用1500kV的特高压输电,当输电功率相同时,则线路上的功率损耗为原来的
(4)由电厂向用户输电,输送的功率P一定,关于输电电压U与输电电流的I的关系图像正确的是
A. B。
C. D。
纯电动汽车
近些年中国大力开发新能源汽车。如图是国产某品牌新能源纯电动人工智能轿车EU5。电池是纯电动汽车的核心,衡量电池性能的一个重要参数是能量密度,即单位质量储存的电能.EU5搭载了高性能三元锂电池,能量密度达到了150W•h/kg。EU5配备专利电池管理系统及超低温预热充电技术——零下35度亦可正常启动和充电,最高续航里程更是达到了600km。EU5支持快充、慢充和普通220V插座充电。快充半小时即可将电量由30%充至80%;慢充7小时充满;若选配随车充电宝,普通220V插座就可充,25小时充满.EU5的部分参数如下表。
整车质量 | 1680kg | 电池容量 | 60kW•h |
电动机最大功率 | 160kW | 最高时速 | 155km/h |
(2)电动汽车的可逆电机在汽车减速或制动时,即切除电源时,将
(3)关于EU5纯电动汽车,下列说法
A.EU5纯电动汽车的电池质量约为400kg
B.若按每度电0.5元计算,在最经济的情况下行驶100公里的电费为5元
C.能量回收系统可提高汽车的续航里程
D.快充使用的电源电压为220V,且导线要比慢充细
(4)EU5在快充时(由30%充至80%)的充电功率为
(5)在未来,电动汽车可在光伏路面移动充电(图甲),当汽车经过充电区域时,充电垫发出高频电磁波,汽车底盘上的接收装置将电磁波能量转化为电能为电池充电。一辆电量不足的汽车,以速度v匀速通过充电区域(图乙),已知充电区域S1长为100m,两段充电区域之间距离S2为10km,忽略汽车在充电过程中消耗的电能;接收装置接受到的电磁波功率P0为5000kW,它将电磁波能量转化为电池电能的效率为20%,汽车行驶时受到的阻力为1000N。若汽车电池消耗电能全部用于维持汽车行驶,为了使汽车能顺利到达下一段充电区域,汽车在充电时速度不能大于多少m/s?
随着新能源不断发展,时代对电池的要求越来越高。空气电池是化学电池的一种。构造原理与干电池相似,所不同的只是它的氧化剂取自空气中的氧。有一种锌空气电池(zincairbattery),用活性炭吸附空气中的氧或纯氧作为正极活性物质,以锌为负极,以氯化铵或苛性碱溶液为电解质的一种原电池。又称锌氧电池。分为中性和碱性两个体系的锌空气电池,分别用字母A和P表示,其后再用数字表示电池的型号。
还有锂﹣空气电池,实验证明,以0.1A/g的放电率进行放电时,放电容量约为9000mAh/g,可以说实现了容量的大幅增加。剑桥大学ClareP.Grey团队通过使用添加LiI的rGO使得锂空气电池的充放电曲线之间的电压间隙减小到0.2V(以往都是大于1.5V),从而使锂空气电池的开路电压接近3V。在锂﹣空气电池中,通过回收用过的水性电解液,以电气方式重新生成金属锂,还可继续作为电池负极燃料循环使用,避免产生其他污染。锂﹣空气电池可以说是以金属锂为燃料的新型燃料电池。
科学家认为,锂空气电池的性能是锂离子电池的10倍,可以提供与汽油同等的能量。锂空气电池从空气中吸收氧气充电,因此这种电池可以更小、更轻。
(1)空气电池放电时,将
(2)空气电池与普通电池相比,具有
(3)锂﹣空气电池实现了容量的大幅增加,放电曲线之间的电压间隙减小到0.2V,以0.1A/g的放电率进行放电时,每克可释放接近
我国研制的大客机C919机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”,能很好地保温与吸收噪声,其单丝纤维直径只有3~5μm,1m3的质量为5kg。
机舱内先进的“呼吸系统”,使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时,能将机外-50℃以下的冷空气不断压缩,使送入舱内的空气温度达到50℃以上,同时系统依靠传感器的自动控制,使舱内气压和温度达到舒适值。
该飞机有较大的翼载,翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值;机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高,所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比,而推进效率则是指发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与其获得的机械能之比。(如表是飞机的部分技术参数,燃油热值为4.6×107J/kg)
最大起飞质量 | 72.5t | 客舱内气压 | 8.0×104Pa |
巡航速度 | 920km/h | 发动机巡航推力 | 3.6×104N |
(2)下列关于“超细航空级玻璃棉”性质的描述中,不正确的是
A.单丝纤维比头发细
B.密度与玻璃差不多
C.隔音性能相对较好
D.导热能力相对较弱
(3)飞机水平匀速巡航时,受到的阻力为
冷风扇
由于新型冠状病毒的影响,直到3月底,我市各级各类学校才陆续开学,学生进入校园前,必须用额温枪或者测温门测量体温,体温超过38℃的学生不得进校。进入6月份,气温逐步升高,高温就成了影响学生学习的不利因素。由于供电线路、班级规模等因素的影响,短期内为各班都安装空调又不现实,因此,安装冷风扇就是不错的选择!如图1所示是LZ﹣﹣33F型号的空调扇,使用的时候有两种选择,当气温不是太高的时候,作为普通电风扇使用;气温较高的时候,冷风扇的上部放入冰块,冰在变成水的过程中从空气中吸热,降低教室内的温度。水又在扇内循环,吹出冷风。如图所示是该冷风扇的铭牌,冷风扇的“心脏”是一台电动机,电动机工作的时候,消耗的电能主要转化为机械能,少部分转化为内能。
(1)下列物态变化中与“冰变成水”需要吸收热量相同的是
A.衣箱里的樟脑球过一段时间会变小
B.霜的形成
C.夏天,冷饮杯外壁出现小水珠
D.冬天,冰封谷底
(2)冷风扇利用水循环来吹出冷风,是因为水的
(3)冷风扇某次实际工作的电压是U,电流为I,工作时间为t,线圈电阻为R,则冷风扇的效率是
(4)根据该冷风扇的铭牌(图2),其正常工作2小时消耗的电能如果是由效率是50%的热力发电站提供,需要
(1)该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机,如图乙所示是汽油机的
(2)若飞轮转速是,则每秒对外做功
(3)驾驶员踩刹车踏板时,可以通过车轮带动电机发电,回收一部分的能量,此过程机械能转化为
(4)假设一辆发动机效率为30%的汽车一年消耗燃油(),将发动机的效率从30%提高到40%每年可以节省汽油
微纳米机器人
何谓微纳米机器人?我们可以粗略定义:它们是一种智能微机械系统,尺寸通常从亚毫米到几十纳米,被考虑用于在复杂微尺度环境下适应性地自主完成可控微操作。机器的微型化提供了一种探索微观世界的全新视角和有效工具,微纳米机器人技术的发展对探索生命的奥秘具有重要意义。在医学方面,微纳米机器人在微创介入、靶向输运、快速救治、早期诊断及组织修复等精准医疗领域潜力巨大,对微细供血动脉进行栓塞封堵及血栓清除。除此之外,微纳米机器人未来也能在河海污水净化、大气污染防治以及生物降解与催化等环境工程领域发挥重要作用。这些微小智能体,自组织群集运动,来精准调控局部流场微扰动,并通过携带、运载及释放生物酶或催化剂,有选择性地识别污染物,大幅提高有机分子、海洋油污、致病微生物、微塑料、重金属等污染物的捕获、去除、降解或修复效率。
(1)微纳米机器人的最小尺寸可以到达纳米级别,1nm=
(2)在医学方面,微纳米机器人可以对血管中的血栓进行清除,在清除过程中,机器人的电能转化为
(3)微纳米机器人将在各个领域发挥巨大作用,随着技术的不断发展,你认为微纳米机器人将会解决哪些问题?
定向能武器从20世纪开始,将类似于电磁波的能量体直接用于打击的技术逐渐从想象进入现实,这就是定向能武器。常规武器在毁伤目标方面主要是利用化学能来发射各种弹丸来毁伤目标。而定向能武器主要是用直接投射能量方式对目标进行毁伤。
与传统武器相比,定向能武器没有固定形态,它发射的能量束往往能以较高的速度直射目标,让目标难以躲避。激光武器是定向能武器家族中最耀眼的明星,是各国竞相发展的新概念武器。通过定向发射激光束照射目标,速度高达30万,瞄准就意味着击中目标,而激光束利用高能量,可以将目标表面材料瞬间加热至软化、熔化、升华,并始终静音。而声波武器主要依靠自身在空气中产生的冲击波或者与分子表面形成共振对目标产生毁伤。
如图是第十四届中国航展上,我国首次亮相的1万W车载激光反无人机武器系统。和传统的激光武器相比,它的体积要小很多,采用的是探测跟踪加无线电侦扰,加上激光拦截的复合探测方式。
(1)常规武器发射时,火药爆炸将化学能转化成
(2)激光武器发射的能量束具有较大的
A.重力势能
B.弹性势能
C.内能
D.化学能
依据是
(3)激光武器利用激光来打击目标,和声波武器相比,它的优势是
(4)如果我国的反无人机武器系统在0.2s内将一束激光发射出去,它将消耗大约
如图所示,风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板,有风时通过风力发电机发电,有阳光时通过太阳能电池板发电,并将电能储存至蓄电池中,供路灯照明使用。表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数,其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率。最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率。
风力发电机 | 太阳能电池板 | ||
最小启动风速 | 1.0m/s | 电池板的面积 | 0.5m2 |
最小充电风速 | 2.0m/s | 光电转化效率 | 16% |
最大限制风速 | 12.0m/s | ||
最大输出功率 | 400W |
A.二次能源 B.可再生能源 C.常规能源 D.非清洁能源
(2)风力发电机是根据
(3)已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比,若风力发电机的输出功率为50W,此时风速为
(4)当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时,太阳能电池板的输出功率为