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背负或机动喷雾喷粉机(以下简称背负机)主要由机架、离心风机、汽油机、油箱、药箱和喷洒装置等部件组成,如图甲所示。图乙为工作原理图,离心风机与汽油机输出轴直连,汽油机带动风机叶轮旋转,产生高速气流,并在风机出口处形成一定压力,其中大部分高速气流经风机出口流经喷管,而少量气流流进药箱内,使药箱中形成一定的气压,消毒液在压力的作用下流到喷头,从喷嘴周围的小孔以一定的流量流出,先与喷嘴叶片相撞,初步雾化,再与高速气流在喷口中冲击相遇,进一步雾化,弥散成细小雾粒,并随气流吹到很远的前方。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/21/d00dcd77-da45-4f34-8a2d-cf0d28c9a2f8.png?resizew=382)
(1)疫情期间,学校对校园进行消杀时,师生能闻到消毒液的味道,这属于______ 现象,药箱内形成的气压______ (选填“大于”“等于”或“小于”)大气压;
(2)关于喷雾喷粉机,以下说法正确的是______ ;
A.汽油机带动风机叶轮旋转时,叶轮惯性越来越大
B.气流在流动过程中,流速越大,压强越大
C.喷洒管选用塑料的原因是利用了塑料的隔热性好
D.在喷洒过程中,消毒液对容器底部压强越来越小
(3)下表为喷头流量的性能测试参数,流量指单位时间内喷头送出消毒液的体积。由表中数据可知,流量随喷头面积的增大而______ (选填“增大”或“减小”),进一步分析可知,当喷头面积为1.0mm2时,其流量为______ mm3/s,流速为______ m/s;
(4)①装满消毒液和汽油,背上该背负机后,人对地面的压强大约增加了______ Pa(人与地面的接触面积约为500cm2,ρ液近似水的密度,ρ汽油=0.7g/cm3,g取10N/kg);
②使用该型号背负机给场地面积为500m²的体育馆进行标准消杀,至少需要装满多少桶消毒液______ ?(请写出计算过程,计算结果取整数)
背负式机动喷雾喷粉机
背负或机动喷雾喷粉机(以下简称背负机)主要由机架、离心风机、汽油机、油箱、药箱和喷洒装置等部件组成,如图甲所示。图乙为工作原理图,离心风机与汽油机输出轴直连,汽油机带动风机叶轮旋转,产生高速气流,并在风机出口处形成一定压力,其中大部分高速气流经风机出口流经喷管,而少量气流流进药箱内,使药箱中形成一定的气压,消毒液在压力的作用下流到喷头,从喷嘴周围的小孔以一定的流量流出,先与喷嘴叶片相撞,初步雾化,再与高速气流在喷口中冲击相遇,进一步雾化,弥散成细小雾粒,并随气流吹到很远的前方。
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表一:背负机部分参数 | |
净重(kg) | 12 |
药箱容积(L) | 15 |
油箱容积(L) | 1 |
表二:公共场合消杀标准 | |
消毒液配比用量参照表 | |
浓度(药液和水质量比) | 1∶100 |
混合液喷洒浓度 | 100mL/m2 |
(2)关于喷雾喷粉机,以下说法正确的是
A.汽油机带动风机叶轮旋转时,叶轮惯性越来越大
B.气流在流动过程中,流速越大,压强越大
C.喷洒管选用塑料的原因是利用了塑料的隔热性好
D.在喷洒过程中,消毒液对容器底部压强越来越小
(3)下表为喷头流量的性能测试参数,流量指单位时间内喷头送出消毒液的体积。由表中数据可知,流量随喷头面积的增大而
喷头面积S/mm2 | 0.5 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 |
流量Q/(mm3/s) | 12.5 | 18.0 | 32.0 | 72.0 |
②使用该型号背负机给场地面积为500m²的体育馆进行标准消杀,至少需要装满多少桶消毒液
更新时间:2022-07-17 11:29:42
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在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物处于静止和匀速下降,再让其加速下降,同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同,就等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了。老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面压力就小于人受到的重力”,小勇在老师指导下到电梯内做失重实验,如图甲,他将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上秤台,如图乙所示,在电梯向下运动的过程中,他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图像如图丙所示。已知小勇的实际质量为60kg(g取10N/kg)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/6/13/3258540410290176/3258744261419008/STEM/aa5a9e3c78404fbbbedd1ce4b4da87c8.png?resizew=345)
(1)电梯静止时,小勇对秤台的压力为________ N。此时小勇受到的重力与________ 力是一对平衡力,所受合力为0(说明:若二力方向相同时,合力等于二力之和;若二力方向相反时,合力等于二力之差);
(2)若电梯在10s内下降的距离为18m,电梯这段运动时间内的平均速度________ m/s;
(3)根据图丙分析,小勇在________ (选填“0~t1”、“t1~t2”、“t2~10s”)段时间内处于失重状态,此时小勇所受支持力为________ N;
(4)分析图丙可知,在t2~10s时间段内小勇对秤台的压力______ 他的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(5)若下降中体重秤示数为零,即说明他对体重秤压力F为零,我们称这种现象为完全失重,如果物体所受合力的大小与物体质量关系为F合=ma,其中a称为加速度,单位为N/kg,F合=G-F,小勇完全失重时加速度a=________ N/kg。
失重
在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物处于静止和匀速下降,再让其加速下降,同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同,就等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了。老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面压力就小于人受到的重力”,小勇在老师指导下到电梯内做失重实验,如图甲,他将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上秤台,如图乙所示,在电梯向下运动的过程中,他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图像如图丙所示。已知小勇的实际质量为60kg(g取10N/kg)。
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(1)电梯静止时,小勇对秤台的压力为
(2)若电梯在10s内下降的距离为18m,电梯这段运动时间内的平均速度
(3)根据图丙分析,小勇在
(4)分析图丙可知,在t2~10s时间段内小勇对秤台的压力
(5)若下降中体重秤示数为零,即说明他对体重秤压力F为零,我们称这种现象为完全失重,如果物体所受合力的大小与物体质量关系为F合=ma,其中a称为加速度,单位为N/kg,F合=G-F,小勇完全失重时加速度a=
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【推荐2】阅读短文,回答下列问题。
2022年5月15日凌晨1点26分,中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4300米的科考营地顺利升空。凌晨4点40分,达到9032米,超过珠峰8848.86米的高度,创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。
据介绍,执行此次观测任务所使用的浮空艇,是我国自主研发的系留浮空器,长55米、高19米,浮空艇体积为9000立方米,艇自身总质量(不含气体)为2.625吨,地面锚泊车重90吨,通过地面锚泊设备系缆控制升空和驻空(如图甲)。浮空艇有两个气囊,一个是主气囊,里面充氦气(氦气密度比空气小很多),下边腹部还有一个小的副气囊,里面充空气,通过调节副气囊的空气垫就可以调节压力(如图乙)。
(1)浮空艇的整体外形呈现白色,因为在白天使用时,白色可以反射光线,减少________ (选填“红外线”或“紫外线”)的吸收,使浮空艇内部气体升温不会过快;
(2)因为大气压随海拔升高而_______ ,所以在升空过程浮空艇为了保持内外气压差处在安全范围,副气囊需要________ (选填“排出”或“注入”)空气;
(3)若浮空艇携带的科研器材质量175kg,囊内气体的总质量为4t,则未升空前,浮空艇受到空气的浮力为_________ N,系留缆绳对浮空艇在竖直方向的拉力为________ N;(不同海拔下大气压和空气密度见下表,g取10N/kg)
(4)在升空过程中,忽略浮空艇形状的变化,则浮空艇所受的浮力将_________ (填“变大”、“变小”或者“不变”)
极目一号
2022年5月15日凌晨1点26分,中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4300米的科考营地顺利升空。凌晨4点40分,达到9032米,超过珠峰8848.86米的高度,创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。
据介绍,执行此次观测任务所使用的浮空艇,是我国自主研发的系留浮空器,长55米、高19米,浮空艇体积为9000立方米,艇自身总质量(不含气体)为2.625吨,地面锚泊车重90吨,通过地面锚泊设备系缆控制升空和驻空(如图甲)。浮空艇有两个气囊,一个是主气囊,里面充氦气(氦气密度比空气小很多),下边腹部还有一个小的副气囊,里面充空气,通过调节副气囊的空气垫就可以调节压力(如图乙)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/5/b654f3e9-41d6-4ec4-b1c5-d17671d26795.png?resizew=409)
(1)浮空艇的整体外形呈现白色,因为在白天使用时,白色可以反射光线,减少
(2)因为大气压随海拔升高而
(3)若浮空艇携带的科研器材质量175kg,囊内气体的总质量为4t,则未升空前,浮空艇受到空气的浮力为
海拔/m | 4000 | 4300 | 4500 | 5000 | 6000 | 7000 | 8000 | 9000 |
大气压/kPa | 57.6 | 55 | 53.4 | 50 | 43.2 | 36.7 | 30.9 | 26.8 |
空气密度/kg/m3 | 0.82 | 0.8 | 0.78 | 0.74 | 0.66 | 0.59 | 0.53 | 0.47 |
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【推荐3】阅读短文,回答问题:
2021年5月22日,中国“天问一号”火星探测器搭载的首辆火星车“祝融号”安全驶离着陆平台,到达火星表面,开始巡视探测“祝融号”火星车重240千克,六轮驱动,可以全方位探测了解火星。
火星的引力约是地球的2/5,火星表面气压大约是地球表面气压的1%,火星地表沙丘、砾石遍布,非常干燥,南北极有以固态的水和二氧化碳组成的冰盖火星表面弱光照、低温。
火星着陆探测最大的难点在于:探测器在火星上方下降着陆的9分钟时间内要自主完成众多密集而复杂的动作,这需要融合气动外形、降落伞、发动机、多级减速和着陆反冲等多项技术才能实施软着陆我国根据探月工程的技术积累,将这一过程通过气动减速段降落伞打开降速段、动力减速段、着陆缓冲段四个阶段逐步完成。
截至目前,探测器每一个环节都顺利完成,这是中国太空探索的一个里程碑,值得我们每一个华夏儿女骄傲和自豪。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/8/31/2797851792064512/2798057657556992/STEM/19cd3758-dd6a-43ea-8114-99315583b30f.png)
(1)为了应对火星表面的昼夜温差,研制团队为火星车配置了两套集热器,并采用了纳米气凝胶保温,这是因为纳米气凝胶的导热性___ (好/差);
(2)在动力减速段,探测器的反推发动机点火开始工作,将速度由非常大逐渐减小,说明物体间力的作用是___ 的;
(3)在火星表面水的沸点___ (选填“<”、“>”或“=”)地球表面水的沸点,这是火星上没有液态水的原因之一;
(4)下列关于探测器的说法错误的是___
A.探测器进入火星大气层后,为保证减速效果,应选择在地势较低的地方着陆
B.探测器着陆火星前,已经在火星轨道完成3个月的绕飞工作,天问一号绕火星运动过程中,运动状态保持不变
C.探测器车轮上的花纹可以增大行驶过程中车轮与火星表面的摩擦力
D.探测车在火星上沿坡面减速上行时,重力的方向始终保持不变
(5)“祝融号”火星车每个轮子与地面的接触面积约为60cm2,在火星某段水平表面上匀速行驶时,火星车对水平面的压强约为___ Pa。(g取10N/kg)
探测火星
2021年5月22日,中国“天问一号”火星探测器搭载的首辆火星车“祝融号”安全驶离着陆平台,到达火星表面,开始巡视探测“祝融号”火星车重240千克,六轮驱动,可以全方位探测了解火星。
火星的引力约是地球的2/5,火星表面气压大约是地球表面气压的1%,火星地表沙丘、砾石遍布,非常干燥,南北极有以固态的水和二氧化碳组成的冰盖火星表面弱光照、低温。
火星着陆探测最大的难点在于:探测器在火星上方下降着陆的9分钟时间内要自主完成众多密集而复杂的动作,这需要融合气动外形、降落伞、发动机、多级减速和着陆反冲等多项技术才能实施软着陆我国根据探月工程的技术积累,将这一过程通过气动减速段降落伞打开降速段、动力减速段、着陆缓冲段四个阶段逐步完成。
截至目前,探测器每一个环节都顺利完成,这是中国太空探索的一个里程碑,值得我们每一个华夏儿女骄傲和自豪。
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(1)为了应对火星表面的昼夜温差,研制团队为火星车配置了两套集热器,并采用了纳米气凝胶保温,这是因为纳米气凝胶的导热性
(2)在动力减速段,探测器的反推发动机点火开始工作,将速度由非常大逐渐减小,说明物体间力的作用是
(3)在火星表面水的沸点
(4)下列关于探测器的说法错误的是
A.探测器进入火星大气层后,为保证减速效果,应选择在地势较低的地方着陆
B.探测器着陆火星前,已经在火星轨道完成3个月的绕飞工作,天问一号绕火星运动过程中,运动状态保持不变
C.探测器车轮上的花纹可以增大行驶过程中车轮与火星表面的摩擦力
D.探测车在火星上沿坡面减速上行时,重力的方向始终保持不变
(5)“祝融号”火星车每个轮子与地面的接触面积约为60cm2,在火星某段水平表面上匀速行驶时,火星车对水平面的压强约为
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2023年9月6日下午,全球首列氢能源“智轨”电车(三编组)正式亮相马来西亚,这是我国全球首创、自主研发的一种新型绿色轨道交通工具。“智轨”电车以胶轮取代钢轮,无需铺设有形轨道,采用激光雷达感知技术、毫米波雷达感知技术等环境感知手段,获得安全防护信息。
“智轨”电车(三编组)创新采用了70MPa储氢系统和大功率燃料电池系统,还配备钛酸锂电池,用于回收制动能量,实现能量的循环利用。
“智轨”电车部分参数如下表:(三编组即三节车厢编组)
(1)激光雷达感知与毫米波感知都是通过信号发射端向环境发射电磁波,然后信号接收系统接收到来自环境_________ (选填“反射”或“折射”)回来的信号而获得车辆周边环境的信息;
(2)“智轨”电车制动时,锂电池回收制动能量的过程是_________ 能转化为电能,并最终转化为_______ ;
(3)若“智轨”电车(三编组)满载时,每个车轮接触地面面积为250cm2,则电车对水平地面的压强是________ Pa;
(4)已知某燃油公交车(满载60人),平均油耗为30L/100km,汽油的二氧化碳排放量为2.5kg/L。某两地区相距为18km,若启用“智轨”电车(三编组)替代5辆公交车运送300人时,可减少二氧化碳排放量为______ kg;(只考虑单程)
(5)已知常温条件下,氢气在70MPa压强下的密度为39.00kg/m3,氢燃料的热值为
;若氢燃料电池的能量转化效率为50%,能耗为
。试估算“智轨”电车(三编组)三个储氢罐最多能储存_______ kg氢燃料:每个储氢罐的容积约为______ L;
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/17/3413172605116416/3414447383568384/STEM/eb1357757c8d4b69a46aa7811c05fddb.png?resizew=225)
(6)在进行“智轨”电车续航测试实验时,电车分别以35km/h和70km/h匀速直线行驶7km,已知电机功率P与汽车速度v的关系如图所示,则速度35km/h匀速直线时电车的功率为______ kW;35km/h和70km/h行驶时的能耗之比为_____ 。(电车能耗指的是消耗的能量与里程之比)
“智轨”电车
2023年9月6日下午,全球首列氢能源“智轨”电车(三编组)正式亮相马来西亚,这是我国全球首创、自主研发的一种新型绿色轨道交通工具。“智轨”电车以胶轮取代钢轮,无需铺设有形轨道,采用激光雷达感知技术、毫米波雷达感知技术等环境感知手段,获得安全防护信息。
“智轨”电车(三编组)创新采用了70MPa储氢系统和大功率燃料电池系统,还配备钛酸锂电池,用于回收制动能量,实现能量的循环利用。
“智轨”电车部分参数如下表:(三编组即三节车厢编组)
项目 | 参数 | |
车重 | 满载 | 51吨 |
最大载客量 | 100人/节 | 300人 |
储氢罐 | 每节编组 | 1个 |
车轮 | 每节编组 | 4个 |
续航 | 满氢满电综合续航 | 245km |
锂电续航 | 35km |
(2)“智轨”电车制动时,锂电池回收制动能量的过程是
(3)若“智轨”电车(三编组)满载时,每个车轮接触地面面积为250cm2,则电车对水平地面的压强是
(4)已知某燃油公交车(满载60人),平均油耗为30L/100km,汽油的二氧化碳排放量为2.5kg/L。某两地区相距为18km,若启用“智轨”电车(三编组)替代5辆公交车运送300人时,可减少二氧化碳排放量为
(5)已知常温条件下,氢气在70MPa压强下的密度为39.00kg/m3,氢燃料的热值为
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(6)在进行“智轨”电车续航测试实验时,电车分别以35km/h和70km/h匀速直线行驶7km,已知电机功率P与汽车速度v的关系如图所示,则速度35km/h匀速直线时电车的功率为
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如图甲是一款气压升降椅,其结构如图乙所示,调节杆的AB部分长度为5cm、BC长度为12cm、CD长度为6cm,BC垂直于AB,活塞连杆固定在底座上。座垫与气缸连接,可一起升降,调节高度时,向上拉调节杆,开关栓向下移动,气缸上、下两腔氮气经通道连通,此时气缸可升降、松开调节杆后,开关栓向上移动,即可固定座垫高度。
某次调节座椅高度时,小明先离开座椅向上拉调节杆使其升高;接着,重为500N的小明坐上座椅拉动调节杆使其下降至合适高度,再松开调节杆,开关栓闭合,此时气缸内两腔氨气压强相等。
(1)坐在椅子上用脚蹬地后,椅子就在地面上滑行,说明_________ ;椅子底座的轮子可以_________ 摩擦,靠背可以防止图甲中的椅子向右_________ (选填“减速”或“加速”)滑行时人后倒;
(2)当小明坐在气压升降椅子上时,下列说法正确的是_________ ;
A.坐垫凹陷是因为坐垫表面弹力作用产生的效果
B.向上拉调节杆,氮气从气缸上腔经通道进入下腔
C.人后靠要比端坐舒服是因为人受到的压强变大
D.椅子的重力与地面对椅子的支持力是一对平衡力
(3)无人坐在椅子上时,气缸内氮气对开关栓向上的压力为156N,在A点拉动调节杆至少需要_________ N的力;
(4)图乙中气缸上腔中氮气对活塞作用力的面积_________ (选填“大于”“等于”或“小于”)下腔中氮气对活塞作用力的面积,若气缸与座垫、靠背等共重50N,小明坐上坐垫,拉动调节杆,调节至合适位置时,松开调节杆,开关栓闭合,气缸内的氮气压强为2.75×105 Pa,那么活塞连杆的横截面积为__________ cm2;
(5)结合图乙,解释文中划线部分“先离开座椅向上拉调节杆使其升高”的原因______________ 。
气压升降椅
如图甲是一款气压升降椅,其结构如图乙所示,调节杆的AB部分长度为5cm、BC长度为12cm、CD长度为6cm,BC垂直于AB,活塞连杆固定在底座上。座垫与气缸连接,可一起升降,调节高度时,向上拉调节杆,开关栓向下移动,气缸上、下两腔氮气经通道连通,此时气缸可升降、松开调节杆后,开关栓向上移动,即可固定座垫高度。
某次调节座椅高度时,小明先离开座椅向上拉调节杆使其升高;接着,重为500N的小明坐上座椅拉动调节杆使其下降至合适高度,再松开调节杆,开关栓闭合,此时气缸内两腔氨气压强相等。
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(1)坐在椅子上用脚蹬地后,椅子就在地面上滑行,说明
(2)当小明坐在气压升降椅子上时,下列说法正确的是
A.坐垫凹陷是因为坐垫表面弹力作用产生的效果
B.向上拉调节杆,氮气从气缸上腔经通道进入下腔
C.人后靠要比端坐舒服是因为人受到的压强变大
D.椅子的重力与地面对椅子的支持力是一对平衡力
(3)无人坐在椅子上时,气缸内氮气对开关栓向上的压力为156N,在A点拉动调节杆至少需要
(4)图乙中气缸上腔中氮气对活塞作用力的面积
(5)结合图乙,解释文中划线部分“先离开座椅向上拉调节杆使其升高”的原因
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电动平衡车
电动平衡车又称体感车,是一种时尚代步工具,以内置的精密固态陀螺仪来判断车身所处的姿势状态,检测车体姿态的变化,并利用伺服控制系统,精确地驱动左右两个电动机进行相应的调整,以保持系统的平衡,电动平衡车采用站立式驾驶方式,如图1所示,通过身体重心和操控杆控制车体运行,采用锂电池组作为动力来源驱动左右两个电动机行驶。
下表为某品牌电动平衡车部分技术参数。平衡车的转向指示灯电路如图乙所示,电路中电源电压恒为6V,指示灯L1、L2的规格均为“6V 6W”,R0为定值电阻,电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计,不考虑指示灯电阻随温度的变化,当单刀双掷开关S与“1”接通后,左转指示灯L1会亮暗交替闪烁。在此过程中,左转指示灯L1两端实际电压UL随时间,变化规律如图丙所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/11/29/2603506558967808/2605614641790976/STEM/662700ff-28df-4999-b148-37a492703cb0.png?resizew=681)
(1)当人驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时,下列说法正确的是 _____ 。
A.平衡车轮胎上的花纹只是为了美观
B.平衡车做匀速直线运动是因为不受摩擦力
C.平衡车的重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力
D.人对平衡车的压力与平衡车对人的支持力是一对相互作用力
(2)如图所示,与电动平衡车驱动前行过程原理相同的是_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/11/29/2603506558967808/2605614641790976/STEM/2d0694ed-cf99-4ea2-8771-e5df77ea8d90.png?resizew=647)
(3)图乙电路中定值电阻R0的阻值为_____ Ω,在单刀双掷开关S与“1”接通情况下,左转指示灯L1亮暗交替闪烁工作10min,则整个电路消耗的电能为 _____ J。
(4)体重为60kg的小明站在该双轮电动平衡车上时,若每个车轮与地面接触面积为20cm2,则地面受到的压强是_____ Pa;他驾驶该电动平衡车在水平路面上以最大速度匀速行驶时,受到的阻力是人与车总重的0.1倍,则阻力为 _____ N。(g=10N/kg)
(5)体重为60kg的小明驾驶该电动平衡车在水平路面上以最大速度匀速行驶时,则每个电动机的平均输出功率为_____ W,平衡车最大行驶的路程是 _____ km。
电动平衡车
电动平衡车又称体感车,是一种时尚代步工具,以内置的精密固态陀螺仪来判断车身所处的姿势状态,检测车体姿态的变化,并利用伺服控制系统,精确地驱动左右两个电动机进行相应的调整,以保持系统的平衡,电动平衡车采用站立式驾驶方式,如图1所示,通过身体重心和操控杆控制车体运行,采用锂电池组作为动力来源驱动左右两个电动机行驶。
下表为某品牌电动平衡车部分技术参数。平衡车的转向指示灯电路如图乙所示,电路中电源电压恒为6V,指示灯L1、L2的规格均为“6V 6W”,R0为定值电阻,电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计,不考虑指示灯电阻随温度的变化,当单刀双掷开关S与“1”接通后,左转指示灯L1会亮暗交替闪烁。在此过程中,左转指示灯L1两端实际电压UL随时间,变化规律如图丙所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/11/29/2603506558967808/2605614641790976/STEM/662700ff-28df-4999-b148-37a492703cb0.png?resizew=681)
电池 | 可光锂电池 | 车身自重 | 20kg |
电池最大储能 | 0.5kWh | 最大载重 | 90kg |
每个电动机最大输出功率 | 350W | 最高速度 | 18km/h |
每个电动机的能量转化效率 | 80% | 最大陡坡 | 30° |
A.平衡车轮胎上的花纹只是为了美观
B.平衡车做匀速直线运动是因为不受摩擦力
C.平衡车的重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力
D.人对平衡车的压力与平衡车对人的支持力是一对相互作用力
(2)如图所示,与电动平衡车驱动前行过程原理相同的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/11/29/2603506558967808/2605614641790976/STEM/2d0694ed-cf99-4ea2-8771-e5df77ea8d90.png?resizew=647)
(3)图乙电路中定值电阻R0的阻值为
(4)体重为60kg的小明站在该双轮电动平衡车上时,若每个车轮与地面接触面积为20cm2,则地面受到的压强是
(5)体重为60kg的小明驾驶该电动平衡车在水平路面上以最大速度匀速行驶时,则每个电动机的平均输出功率为
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解题方法
【推荐1】请阅读《“奋斗者”号潜水器——下潜和上浮的奥秘》并回答问题。
2020年我国全海深载人潜水器“奋斗者”号(如图甲所示)在世界最深的马里亚纳海沟(深度10909m)成功坐底,刷新了中国载人深潜的纪录,达到了目前全海深载人潜水器的最高标准。普通潜艇是通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变自重,从而控制其下潜或上浮的。但万米深度,水压非常大,潜水器无法产生这么大的高压,不能将舱室内的海水排出。“奋斗者”号潜水器是如何实现下潜和上浮的呢?
第一,改变自重
为了实现下潜和上浮,“奋斗者”号底部外挂了压载铁如图乙所示,下潜开始时,压载水箱开始注水并调整姿态,达到“最舒服的状态”后,开始下潜,在临近海底时,潜水器会抛掉第一组压载铁使自己悬浮在水中,并按照作业计划进行海底作业。完成作业后,潜水器会抛掉第二组压载铁,使潜水器所受的浮力大于自身的重力,加速上浮返航。
第二,穿件“救生衣”
为帮助上浮,奋斗者号还穿有一件“救生衣”——浮力块,浮力块的材料为微米级大小的空心玻璃微珠。空心玻璃微珠具有密度小、耐磨耐高温、隔音隔热、电绝缘等优点,抗压能力超过110MPa。
除此之外潜水器还需要尽可能降低它的重心,以提高其稳定性,也要使自身重力分布均匀,如果重力分布不均匀,在下潜或上浮过程中,平衡就会受影响,所以要合理放置压载铁、浮力块等物体。
请根据上述材料回答下列问题。
(1)“奋斗者”号在马里亚纳海沟坐底深度10909m时,海水对它的压强约为______ Pa。(海水的密度近似取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(2)“奋斗者”号下潜时采用水箱注水,上浮时不用水箱排水而用抛掉压载铁的方式减重,原因是_________ 。
(3)若每块压载铁的重力和体积均相同,每块压载铁的重力为5000N,在海水中所受浮力为625N,则当潜水器完成作业后抛掉第二组(2块压载铁)时,潜水器所受的浮力比自身的重力大______ N。
请你根据空心玻璃微珠的优点,想一想在日常生活中空心玻璃微珠可以应用在哪些方面,举一例。_________
“奋斗者”号潜水器——下潜和上浮的奥秘
2020年我国全海深载人潜水器“奋斗者”号(如图甲所示)在世界最深的马里亚纳海沟(深度10909m)成功坐底,刷新了中国载人深潜的纪录,达到了目前全海深载人潜水器的最高标准。普通潜艇是通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变自重,从而控制其下潜或上浮的。但万米深度,水压非常大,潜水器无法产生这么大的高压,不能将舱室内的海水排出。“奋斗者”号潜水器是如何实现下潜和上浮的呢?
第一,改变自重
为了实现下潜和上浮,“奋斗者”号底部外挂了压载铁如图乙所示,下潜开始时,压载水箱开始注水并调整姿态,达到“最舒服的状态”后,开始下潜,在临近海底时,潜水器会抛掉第一组压载铁使自己悬浮在水中,并按照作业计划进行海底作业。完成作业后,潜水器会抛掉第二组压载铁,使潜水器所受的浮力大于自身的重力,加速上浮返航。
第二,穿件“救生衣”
为帮助上浮,奋斗者号还穿有一件“救生衣”——浮力块,浮力块的材料为微米级大小的空心玻璃微珠。空心玻璃微珠具有密度小、耐磨耐高温、隔音隔热、电绝缘等优点,抗压能力超过110MPa。
除此之外潜水器还需要尽可能降低它的重心,以提高其稳定性,也要使自身重力分布均匀,如果重力分布不均匀,在下潜或上浮过程中,平衡就会受影响,所以要合理放置压载铁、浮力块等物体。
请根据上述材料回答下列问题。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/6/948716d4-ac1c-4afe-be19-66cc572b12af.png?resizew=271)
(1)“奋斗者”号在马里亚纳海沟坐底深度10909m时,海水对它的压强约为
(2)“奋斗者”号下潜时采用水箱注水,上浮时不用水箱排水而用抛掉压载铁的方式减重,原因是
(3)若每块压载铁的重力和体积均相同,每块压载铁的重力为5000N,在海水中所受浮力为625N,则当潜水器完成作业后抛掉第二组(2块压载铁)时,潜水器所受的浮力比自身的重力大
请你根据空心玻璃微珠的优点,想一想在日常生活中空心玻璃微珠可以应用在哪些方面,举一例。
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【推荐2】阅读短文,回答问题。
如图所示是一艘智能太阳能混合动力游船,它的动力系统由太阳能电池组和柴油发电机组组成。游船照明采用节能灯和LED灯,船满载时的排水量为60t,航行中,船载能量管理系统按下表中航行速度要求自动识别并切换动力系统,船的航行速度简称航速,单位为“节”,用kn表示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/7/1/1574856917336064/1574856934940672/STEM/bc7f46f3-97d9-44ae-97c5-345be21f3141.png?resizew=220)
(1)游船满载时,所受的浮力为___ N;当部分游客下船后,船底受到水的压强将__ (增大/减小/不变);
(2)船上照明电路中用到了恒流电阻,它的电流与电压关系如图所示,当恒流电阻两端的电压由0V增大到4V的过程中,它的电阻______ (不变/减小/增大)。若将它与一只标有“3.2V 0.3A”的LED(发光二极管)一起接到电压为4V的电源上,要使LED正常工作,则应将它们_______ 联到电路中;若该电路中的电源电压可调,则电源电压在_______ 范围内变化,它们都能正常工作;
(3)已知船航行时,所受的阻力与航速的平方成正比.若在柴电和纯电池供电模式下,游船以最大航速航行时所受的阻力分别为f1、f2,则f1与f2的比值是___ ;当游船以纯电池模式航行时,动力系统的最大功率是______ kW。(设船做匀速直线运动)
如图所示是一艘智能太阳能混合动力游船,它的动力系统由太阳能电池组和柴油发电机组组成。游船照明采用节能灯和LED灯,船满载时的排水量为60t,航行中,船载能量管理系统按下表中航行速度要求自动识别并切换动力系统,船的航行速度简称航速,单位为“节”,用kn表示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/7/1/1574856917336064/1574856934940672/STEM/bc7f46f3-97d9-44ae-97c5-345be21f3141.png?resizew=220)
航速/kn | 供电模式 | 动力系统 | 最大功率/kW |
0~4 | 纯电池 | 太阳能电池组 | |
4~8 | 柴 电 | 柴油发电机 | 300 |
(2)船上照明电路中用到了恒流电阻,它的电流与电压关系如图所示,当恒流电阻两端的电压由0V增大到4V的过程中,它的电阻
(3)已知船航行时,所受的阻力与航速的平方成正比.若在柴电和纯电池供电模式下,游船以最大航速航行时所受的阻力分别为f1、f2,则f1与f2的比值是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/7/1/1574856917336064/1574856934940672/STEM/f2997987-f0fa-4c43-84f5-c6d31b7ffdb3.png?resizew=190)
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【推荐3】阅读短文,回答问题:
随着我国科技的进步和无数海洋人的努力和探索,“奋斗者号”载人深潜器于2020年11月28日,成功潜入海底10909米,再次向世界展示中国力量!“奋斗者号”两侧配有压载铁,通过改变其数量,来控制“奋斗者号”的下沉、上浮或悬停。设海水的密度ρ水=1×103kg/m3,ρ铁=8×103kg/m3)
(1)若海水的密度均匀,“奋斗者号”在下潜过程中,所受海水的压强逐渐___________ (选填“变大”、“变小”或“不变”),当其潜入海底1000m时,所受海水压强大小为 ___________ ;
(2)“奋斗者号”加速下沉时,其所受浮力___________ (填“大于”、“小于”或“等于”)重力,若在经过某一密度均匀的海水区域时,迅速抛掉部分压载铁,使其所受浮力等于重力(不考虑海水的摩擦阻力),则“奋斗者号”将 ___________ ;
A.加速下沉
B.减速下沉
C.匀速下沉
D.静止
(3)若“奋斗者号”体积为50m3(不包括压载铁),其所受浮力为___________ N,最大负载时总质量为22吨(不包括压载铁),当抛卸其中部分压载铁,只剩下2块时,可使“奋斗者号”处于悬浮状态,每块铁块的体积为 ___________ m3,才能使“奋斗者号”最大负载时实现悬浮静止状态。
中国载人深潜新坐标——奋斗者号
随着我国科技的进步和无数海洋人的努力和探索,“奋斗者号”载人深潜器于2020年11月28日,成功潜入海底10909米,再次向世界展示中国力量!“奋斗者号”两侧配有压载铁,通过改变其数量,来控制“奋斗者号”的下沉、上浮或悬停。设海水的密度ρ水=1×103kg/m3,ρ铁=8×103kg/m3)
(1)若海水的密度均匀,“奋斗者号”在下潜过程中,所受海水的压强逐渐
(2)“奋斗者号”加速下沉时,其所受浮力
A.加速下沉
B.减速下沉
C.匀速下沉
D.静止
(3)若“奋斗者号”体积为50m3(不包括压载铁),其所受浮力为
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/1/e430c63a-fa7e-43af-ad30-051881df06c9.png?resizew=230)
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【推荐1】阅读短文,回答问题
扫地机器人是一款能自动清扫地面的智能家用电器(如图甲所示)。
机器人通过电动机旋转产生高速气流,将灰尘、杂物吸入集尘盒;其轮子的防滑皮采用凸凹材质制成;底部安装有塑料刷,用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体;前端装有感应器,通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物,当剩余电量减为电池容量的20%时,机器人会主动寻找充电器充电。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/1/1699615876841472/1707466913980416/STEM/89f66dfc77d8458b88190d460592c130.png?resizew=117)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/1/1699615876841472/1707466913980416/STEM/31d10dc2-e301-49d9-8318-c56f1ee1cefa.png?resizew=175)
机器人中吸尘电机的吸入功率、风量和真空度是衡量其优劣的重要参数。风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积,真空度指主机内部气压与外界的气压差。
下表为某扫地机器人的部分参数:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/1/1699615876841472/1707466913980416/STEM/76fc3921b2bd43ab85ae33767b5fab31.png?resizew=404)
(1)机器人工作时,主机内部的气压__ (大于/小于/等于)大气压而产生吸力;
(2)下列说法中错误的是____
A.地面有静电时,轻小物体会吸附在地板上而不易清扫
B.当遇到玻璃门等透明障碍物时,使用红外线感应器效果较好
C.机器人工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤
D.采用凸凹材质的轮皮,可增大机器人与地面间的摩擦
(3)若风量为0.015m3/s时,10min内通过吸尘电机排出的空气质量为__ kg; (ρ空气=1.3kg/m3)
(4)光敏电阻是制作灰尘传感器的常用元件。图乙为某光敏电阻的控制电路,电源电压U0恒定,RG为光敏电阻,其阻值随空气透光程度的增大而增大,R0为定值电阻。当光敏电阻分别为6Ω和18Ω时,电压表的示数分别为6V和3V,则R0=__ Ω;
(5)为监测空气的透光程度,现将电压表表盘的相关刻度值转化为表示空气中灰尘数目的刻度,则转化后表盘上指针偏转程度越大表示空气中灰尘数目越__ (多/少)。
扫地机器人
扫地机器人是一款能自动清扫地面的智能家用电器(如图甲所示)。
机器人通过电动机旋转产生高速气流,将灰尘、杂物吸入集尘盒;其轮子的防滑皮采用凸凹材质制成;底部安装有塑料刷,用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体;前端装有感应器,通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物,当剩余电量减为电池容量的20%时,机器人会主动寻找充电器充电。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/1/1699615876841472/1707466913980416/STEM/89f66dfc77d8458b88190d460592c130.png?resizew=117)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/1/1699615876841472/1707466913980416/STEM/31d10dc2-e301-49d9-8318-c56f1ee1cefa.png?resizew=175)
机器人中吸尘电机的吸入功率、风量和真空度是衡量其优劣的重要参数。风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积,真空度指主机内部气压与外界的气压差。
下表为某扫地机器人的部分参数:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/1/1699615876841472/1707466913980416/STEM/76fc3921b2bd43ab85ae33767b5fab31.png?resizew=404)
(1)机器人工作时,主机内部的气压
(2)下列说法中错误的是
A.地面有静电时,轻小物体会吸附在地板上而不易清扫
B.当遇到玻璃门等透明障碍物时,使用红外线感应器效果较好
C.机器人工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤
D.采用凸凹材质的轮皮,可增大机器人与地面间的摩擦
(3)若风量为0.015m3/s时,10min内通过吸尘电机排出的空气质量为
(4)光敏电阻是制作灰尘传感器的常用元件。图乙为某光敏电阻的控制电路,电源电压U0恒定,RG为光敏电阻,其阻值随空气透光程度的增大而增大,R0为定值电阻。当光敏电阻分别为6Ω和18Ω时,电压表的示数分别为6V和3V,则R0=
(5)为监测空气的透光程度,现将电压表表盘的相关刻度值转化为表示空气中灰尘数目的刻度,则转化后表盘上指针偏转程度越大表示空气中灰尘数目越
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【推荐2】阅读材料,回答问题。
某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈,发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率
与风速
的关系如图丙所示,在
的范围内,
与
的三次方成正比。风力发电机组所在风场某段时间内的风速
与时间
的关系如图丁所示。(为方便计算,图丙和图丁数据已作简化处理。)______ ;
(2)当风正面垂直吹向静止叶片时,如图乙所示,从正面看,叶片A会______ (选填“顺时针”或“逆时针”)转动;
(3)当风速为12m/s时,风力发电机组工作1h输出的电能相当于______ kg的煤完全燃烧放出的热量;(
)
(4)当风速为13m/s时,发电机转子1min转400圈.若发电机输出电能1kW·h,叶片需要转动______ 圈;
(5)若14∶00-15∶00和15∶00-16∶00两段时间内输出电能之比为1∶3,则14∶00-19∶30的时间段内风力发电机组的输出电能为______ kW·h。
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源,利用风力发电将助力我国实现碳中和目标.风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成,其简化结构如图甲所示.叶片横截面的设计原理如图乙所示,一面较平,另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转,经过齿轮箱增速后,发电机转子高速旋转发电。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈,发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dad2a36927223bd70f426ba06aea4b45.png)
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(2)当风正面垂直吹向静止叶片时,如图乙所示,从正面看,叶片A会
(3)当风速为12m/s时,风力发电机组工作1h输出的电能相当于
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(4)当风速为13m/s时,发电机转子1min转400圈.若发电机输出电能1kW·h,叶片需要转动
(5)若14∶00-15∶00和15∶00-16∶00两段时间内输出电能之比为1∶3,则14∶00-19∶30的时间段内风力发电机组的输出电能为
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解题方法
【推荐3】阅读下列短文,回答问题。
中国“辽宁号”航母护卫舰下水成功,这标志着我国在航母研制中取得了重大突破。有关参数如下表所示,新型固定舰载机在“辽宁号”航母训练平台上的着落、起飞试验已取得成功,如图甲所示。
(1)机翼的横截面设计成图乙所示的形状,这是利用流体流速越快,压强越___________ 的原理,使舰载机产生___________ 的升力;
(2)下列有关航母、舰载机的说法正确的是___________ (填字母);
A.舰载机静止在航母甲板时,飞机受到的重力与支持力是一对平衡力
B.舰载机起飞时,发动机往后喷出烈焰,可知推力的施力物体是发动机
C.舰载机在航空母舰上顺风起飞,更有利于飞机升空
D.舰载机降落后,飞机由于惯性仍会向前滑行一段距离
(3)飞机降落时,在舰载机与尾钩完全咬合后,舰载机在弹链的强大拉力作用下,迅速减速而停止,这表明力是___________ 的原因;当阻拦索钩住飞机减速时,为确保飞行员的安全,必要的措施是___________ ;
(4)5架歼-15舰载机从航母起飞后,舰底所受海水的压强将___________ (填“变大”“变小”或“不变”),航母所受的浮力变化了___________ N,舰母排开海水的体积将减小___________
(保留1位小数,
,
);
(5)歼-15舰载机向后喷出燃气产生的推力和自身重力的比称为推重比,该舰载机起飞后燃气产生的推力为___________ N,研究表明舰载机受到的阻力与速度的大小关系式
中k值的大小体现了舰载机的性能,设计人员不断改进设计,希望___________ (填“增大”或“减小”)k值。
中国“辽宁号”航母护卫舰下水成功,这标志着我国在航母研制中取得了重大突破。有关参数如下表所示,新型固定舰载机在“辽宁号”航母训练平台上的着落、起飞试验已取得成功,如图甲所示。
满载排水量/t | 67200 | 总功率/kW | ![]() |
最高航速![]() | 54 | 最大舰载机数量/架 | 30 |
最大舰长/m | 304 | 歼-15舰载机推重比 | 0.5 |
最大舰宽/m | 70.5 | 歼-15舰载机的质量/t | 21 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/30/7b06a16b-90d0-412c-b93d-8d0d5fe06b1b.png?resizew=347)
(1)机翼的横截面设计成图乙所示的形状,这是利用流体流速越快,压强越
(2)下列有关航母、舰载机的说法正确的是
A.舰载机静止在航母甲板时,飞机受到的重力与支持力是一对平衡力
B.舰载机起飞时,发动机往后喷出烈焰,可知推力的施力物体是发动机
C.舰载机在航空母舰上顺风起飞,更有利于飞机升空
D.舰载机降落后,飞机由于惯性仍会向前滑行一段距离
(3)飞机降落时,在舰载机与尾钩完全咬合后,舰载机在弹链的强大拉力作用下,迅速减速而停止,这表明力是
(4)5架歼-15舰载机从航母起飞后,舰底所受海水的压强将
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(5)歼-15舰载机向后喷出燃气产生的推力和自身重力的比称为推重比,该舰载机起飞后燃气产生的推力为
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