阅读下列短文,回答问题。
我国自行生产的混合动力汽车已经面世,混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成,这台电机既可以充当电动机驱动汽车,又可以充当发电机给蓄电池充电。汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池通过电机向车轮输送动力,使汽车行驶;当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,改由内燃机工作,一方面向车轮输送动力,另外通过电机给蓄电池充电。
(1)内燃机工作时,汽油燃烧时释放出的内能转化为汽车的______ 能,另外通过给蓄电池充电,转化为蓄电池的______ 能。若电池的容量为,储存的能量为______ J;
(2)汽车尾气带走的能量不能自动汇集回来转化为燃料的化学能,这反映了能量的转化具有______ ;
(3)随着汽油的不断消耗,其热值将______ (填“增大”“减小”或“不变”);
(4)发动机用水做冷却剂是因为水的______ 。
我国自行生产的混合动力汽车已经面世,混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成,这台电机既可以充当电动机驱动汽车,又可以充当发电机给蓄电池充电。汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池通过电机向车轮输送动力,使汽车行驶;当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,改由内燃机工作,一方面向车轮输送动力,另外通过电机给蓄电池充电。
(1)内燃机工作时,汽油燃烧时释放出的内能转化为汽车的
(2)汽车尾气带走的能量不能自动汇集回来转化为燃料的化学能,这反映了能量的转化具有
(3)随着汽油的不断消耗,其热值将
(4)发动机用水做冷却剂是因为水的
更新时间:2023-05-10 22:38:06
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【推荐1】热机发明后,一直在持续的改进和发展中。
材料一:1769年,法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车(图甲),传统蒸汽机的燃料在汽缸外部燃烧(图乙)。
材料二:1862年,法国人德罗夏提出内燃机(内燃指燃料在汽缸内燃烧)的四冲程循环理论:①汽缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入汽缸;②通过汽缸的向内运动对进入汽缸里的燃料进行压缩;③高压燃烧气体产生巨大爆发力;④将已经燃烧的废气从汽缸中排出。
材料三:1876年,德国人奥托制造出以四冲程为依据的燃气内燃机,利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复。
阅读上面材料,回答下列问题:
(1)根据材料知道热机一个工作循环有四个冲程,请你判断图丙中表示的是______ 冲程;热机工作时用水而不用其他液体来做冷却剂,这是因为水的______ 。
(2)小锦同学阅读了某牌号汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图丁所示的图表,请根据给出的信息,计算该内燃机输出的有用功为燃料释放热量的____ %。
材料一:1769年,法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车(图甲),传统蒸汽机的燃料在汽缸外部燃烧(图乙)。
材料二:1862年,法国人德罗夏提出内燃机(内燃指燃料在汽缸内燃烧)的四冲程循环理论:①汽缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入汽缸;②通过汽缸的向内运动对进入汽缸里的燃料进行压缩;③高压燃烧气体产生巨大爆发力;④将已经燃烧的废气从汽缸中排出。
材料三:1876年,德国人奥托制造出以四冲程为依据的燃气内燃机,利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复。
阅读上面材料,回答下列问题:
(1)根据材料知道热机一个工作循环有四个冲程,请你判断图丙中表示的是
(2)小锦同学阅读了某牌号汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图丁所示的图表,请根据给出的信息,计算该内燃机输出的有用功为燃料释放热量的
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【推荐2】阅读短文后,认真思考并回答下面的问题。
汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高。为了确保安全,可用水循环进行冷却。实际上,水中往往还要加入不易挥发的防冻液(原液),加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固,长时间开车也不容易沸腾。
有关资料表明,防冻液与水按不同的比例混合,混合液的凝固点、沸点不同,具体数值参见下表(表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比)。
在给汽车水箱中加防冻液时,宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10~15℃。考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果,因此,混合液中防冻液的含量不宜过高。
(1)在混合液中,如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%,则混合液凝固点的变化情况是_____ .
A.逐渐升高 B.逐渐降低 C.先升高后降低 D.先降低后升高.
(2)若某地常年最低气温为-15℃,对该地区汽车来说,在下列不同防冻液含量的混合液中,宜选________ 。
A.30% B.40% C.60% D.90%
(3)长时间使用后,汽车水箱中的混合液会减少.与原来相比,混合液的沸点_______ (选填“升高”、“降低”或“不变”),其原因是水分减小,导致_________________ 。
汽车防冻液
汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高。为了确保安全,可用水循环进行冷却。实际上,水中往往还要加入不易挥发的防冻液(原液),加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固,长时间开车也不容易沸腾。
有关资料表明,防冻液与水按不同的比例混合,混合液的凝固点、沸点不同,具体数值参见下表(表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比)。
防冻液含量/% | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
混合液的凝固点/℃ | -17 | -28 | -37 | -49 | -48 | -46 | -28 |
混合液的沸点/℃ | 103 | 104 | 107 | 111 | 117 | 124 | 141 |
(1)在混合液中,如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%,则混合液凝固点的变化情况是
A.逐渐升高 B.逐渐降低 C.先升高后降低 D.先降低后升高.
(2)若某地常年最低气温为-15℃,对该地区汽车来说,在下列不同防冻液含量的混合液中,宜选
A.30% B.40% C.60% D.90%
(3)长时间使用后,汽车水箱中的混合液会减少.与原来相比,混合液的沸点
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【推荐3】(1)汽油机是汽车的“心脏”,汽油燃烧时将 __ 能转化为内能,完全燃烧0.5kg的汽油能够获得 ______ J的能量(汽油的热值为4.6×107J/kg);热机一个工作循环有四个冲程,如图甲中表示的是 ____ 冲程。
(2)汽车发动机的汽缸体和汽缸盖的内外壳间有个“水套”,冷却液在其间循环,以防止汽车发动机过热。
①冷却液的主要成分是水,这是因为水的_____ ;
②在汽车开始行驶的一段时间内,冷却液温度逐渐升高,它的内能会__ (选填“增大”、“减小”或“不变”),这是通过 _____ 的方式改变冷却液的内能。
(3)小明同学阅读了某牌号汽车发动的说明书后,将内燃机的能量流向图制成如图乙所示的图表,根据给出的信息,该内燃机的效率为__ 。
(2)汽车发动机的汽缸体和汽缸盖的内外壳间有个“水套”,冷却液在其间循环,以防止汽车发动机过热。
①冷却液的主要成分是水,这是因为水的
②在汽车开始行驶的一段时间内,冷却液温度逐渐升高,它的内能会
(3)小明同学阅读了某牌号汽车发动的说明书后,将内燃机的能量流向图制成如图乙所示的图表,根据给出的信息,该内燃机的效率为
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【推荐1】阅读短文,回答问题
被压缩的气体压强变大,能对外做功。那么在生活中是否能将空气作为一种“能源”,变成一种推进物体前进的动力呢?经过长时间探索,人们已经成功制造出多种使用压缩空气为动力,推动叶片或者活蹇运动的发动机,即叶片式、活塞式空气发动机。
图乙是某新型的以空气发动机为动力的汽车。它共有4个压缩空气缸,总容量为90L,可储存标准大气压下90m3的空气,其设计最高速度可达154km/h,平均每加一次气能行驶200km或10h。压缩空气动力汽车的充气方式有两种:一是使用车辆自带的空气压缩机,使用家庭电路作为电源,就可在4个小时内完成充气;二是到指定的加气站,可在短短3分钟内完成充气。由于空气发动机不直接使用燃料,因而具有体积小、结构简单、维修成本低、操控方便、“零”排放的优点。即使因为技术不成熟导致某些缺点,在科学界引起不小的争议,但这项技术仍然具有广阔的发展空间。
根据上述材料,回答下列问题:
(1)压缩空气动力汽车与汽油机汽车相比优点是______ (说出一点即可);
(2)图丙所示是四冲程汽油机的______ 冲程;
(3)分析上文,下面说法不正确的是______ ;
A.松开鼓起来的气球时,气球飞出去,这是因为物体间力的作用是相互的
B.空气动力汽车工作时将内能转化为机械能
C.以空气发动机为动力的汽车,靠气缸内空气燃烧产生能量
D.空气动力汽车工作时不会有能量的损失
(4)资料表明,空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度,对于产生此现象的原因,请你提出一条合理的解释______ 。
空气的动力
空气动力是指空气与物体做相对运动时作用在物体上的力,简称气动力。当我们快速地松开鼓起来的气球时,气球会“嗖”的一下飞出去了,这时气球获得了气动力。我们再观察一个实验:如图甲所示,将一个针管的活塞推到底端,并通过一个胶管与一个吹了气的气球相连。用力挤压气球,发现活塞被顶起。这个实验说明空气作为动力对活塞做了功。被压缩的气体压强变大,能对外做功。那么在生活中是否能将空气作为一种“能源”,变成一种推进物体前进的动力呢?经过长时间探索,人们已经成功制造出多种使用压缩空气为动力,推动叶片或者活蹇运动的发动机,即叶片式、活塞式空气发动机。
图乙是某新型的以空气发动机为动力的汽车。它共有4个压缩空气缸,总容量为90L,可储存标准大气压下90m3的空气,其设计最高速度可达154km/h,平均每加一次气能行驶200km或10h。压缩空气动力汽车的充气方式有两种:一是使用车辆自带的空气压缩机,使用家庭电路作为电源,就可在4个小时内完成充气;二是到指定的加气站,可在短短3分钟内完成充气。由于空气发动机不直接使用燃料,因而具有体积小、结构简单、维修成本低、操控方便、“零”排放的优点。即使因为技术不成熟导致某些缺点,在科学界引起不小的争议,但这项技术仍然具有广阔的发展空间。
根据上述材料,回答下列问题:
(1)压缩空气动力汽车与汽油机汽车相比优点是
(2)图丙所示是四冲程汽油机的
(3)分析上文,下面说法不正确的是
A.松开鼓起来的气球时,气球飞出去,这是因为物体间力的作用是相互的
B.空气动力汽车工作时将内能转化为机械能
C.以空气发动机为动力的汽车,靠气缸内空气燃烧产生能量
D.空气动力汽车工作时不会有能量的损失
(4)资料表明,空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度,对于产生此现象的原因,请你提出一条合理的解释
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【推荐2】阅读短文,回答下列问题
随着航空和航天事业的发展,普通的内燃机已经不能提供足够的动力,人们迫切需要大功率的发动机以提高飞行器的飞行速度,因此喷气发动机就应运而生。
喷气发动机是指靠喷管高速喷出的气流直接产生反作用推力的发动机。广泛用作飞行器的动力装置。按燃料燃烧时所需要的来源,可分为二大类:一类是火箭发动机,另一类是空气喷气发动机。火箭发动机根据采用的推进剂又分为固体火箭发动机和液体火箭发动机。空气喷气发动机分为无压气机式和有压气机式二种;无压气机式空气喷气发动机分为冲压式和脉动式,有压式空气喷气发动机分为涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机。
如图甲为涡轮喷气发动机使压缩后的混合气体在燃烧室燃烧,燃烧后剧烈膨胀的气体从尾部高速喷出,其巨大的反冲推力直接成为飞机的推进力。减小发动机的体积和质量,使用高能燃料,可以获得更大的推进力;如图乙为火箭发动机的工作原理图,火箭发动机和涡轮喷气发动机十分相似,主要的差别是:火箭自带燃料和氧化剂,而涡轮喷气发动机只带燃料,利用空气做氧化剂,因此它只能在大气层内工作。同涡轮喷气发动机相比较,火箭发动机的最大特点是:它自身既带燃料,又带氧化剂,靠氧化剂来助燃,不需要从周围大气层中汲取氧气,所以它不但能在大气层内也可以在大气层之外的宇宙真空中工作。火箭发动机可用于航天器推进,也可用于导弹等在大气层内飞行。迄今为止发射的人造卫星、月球飞船以及各种宇宙飞行器所用的推进装置,都是火箭发动机。
2019年3月24日,由中国航天科技集团有限公司六院研制的500吨级液氧煤油发动机燃气发生器——涡轮泵联动试验取得圆满成功(如图丙),标志着我国500吨级重型运载火箭发动机关键技术攻关及方案深化论证达到预期目标,为后续重型运载火箭工程研制打下坚实基础。
2019年10月5日02时51分,我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭,成功将高分十号卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,任务获得圆满成功。
(1)喷气发动机工作过程中燃料的______ 能先转化为内能,内能再转化为______ 能,从而提供动力;
(2)长征四号丙运载火箭使用的燃料主要是液态氢,随着液态氢的不断消耗,其热值将______ (减小/增大/不变/都有可能);
(3)喷气压缩发动机使混合气体在燃烧室燃烧直到膨胀的气体再从尾部高速喷出过程中,燃气的温度是不断变化的,图丁中能大致反映燃气温度随时间而变化的( )
(4)假设我国500吨级重型运载火箭某次发射平均推力约为8×106N,将起飞质量5000多吨的火箭在20秒的时间内推到约1.2×104米的高度,同时最大速度达到3千米/秒。则火箭发动机推力的平均功率约为多少______ ?
喷气发动机
随着航空和航天事业的发展,普通的内燃机已经不能提供足够的动力,人们迫切需要大功率的发动机以提高飞行器的飞行速度,因此喷气发动机就应运而生。
喷气发动机是指靠喷管高速喷出的气流直接产生反作用推力的发动机。广泛用作飞行器的动力装置。按燃料燃烧时所需要的来源,可分为二大类:一类是火箭发动机,另一类是空气喷气发动机。火箭发动机根据采用的推进剂又分为固体火箭发动机和液体火箭发动机。空气喷气发动机分为无压气机式和有压气机式二种;无压气机式空气喷气发动机分为冲压式和脉动式,有压式空气喷气发动机分为涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机。
如图甲为涡轮喷气发动机使压缩后的混合气体在燃烧室燃烧,燃烧后剧烈膨胀的气体从尾部高速喷出,其巨大的反冲推力直接成为飞机的推进力。减小发动机的体积和质量,使用高能燃料,可以获得更大的推进力;如图乙为火箭发动机的工作原理图,火箭发动机和涡轮喷气发动机十分相似,主要的差别是:火箭自带燃料和氧化剂,而涡轮喷气发动机只带燃料,利用空气做氧化剂,因此它只能在大气层内工作。同涡轮喷气发动机相比较,火箭发动机的最大特点是:它自身既带燃料,又带氧化剂,靠氧化剂来助燃,不需要从周围大气层中汲取氧气,所以它不但能在大气层内也可以在大气层之外的宇宙真空中工作。火箭发动机可用于航天器推进,也可用于导弹等在大气层内飞行。迄今为止发射的人造卫星、月球飞船以及各种宇宙飞行器所用的推进装置,都是火箭发动机。
2019年3月24日,由中国航天科技集团有限公司六院研制的500吨级液氧煤油发动机燃气发生器——涡轮泵联动试验取得圆满成功(如图丙),标志着我国500吨级重型运载火箭发动机关键技术攻关及方案深化论证达到预期目标,为后续重型运载火箭工程研制打下坚实基础。
2019年10月5日02时51分,我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭,成功将高分十号卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,任务获得圆满成功。
(1)喷气发动机工作过程中燃料的
(2)长征四号丙运载火箭使用的燃料主要是液态氢,随着液态氢的不断消耗,其热值将
(3)喷气压缩发动机使混合气体在燃烧室燃烧直到膨胀的气体再从尾部高速喷出过程中,燃气的温度是不断变化的,图丁中能大致反映燃气温度随时间而变化的
(4)假设我国500吨级重型运载火箭某次发射平均推力约为8×106N,将起飞质量5000多吨的火箭在20秒的时间内推到约1.2×104米的高度,同时最大速度达到3千米/秒。则火箭发动机推力的平均功率约为多少
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【推荐3】阅读短文,回答问题:
在我国随着人民生活水平的提高,加上“汽车下乡”政策的实施,不少农村家庭都购买了汽车,汽车开始进入普通百姓家庭。家住农村的小明同学家买了一辆崭新的国产“奇瑞风云2”三厢汽车(如图甲)。他高兴极了,把车的里里外外都观察了个够。通过观察,小明发现汽车上的许多部件都用到了物理知识。
(1)汽车的发动机是四冲程汽油机,其中__________ 冲程将内能转化为机械能。汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热,主要是利用了水的______________ 的特点。
(2)图乙是该车自动测定汽车油箱内油面高度的装置原理图,图乙中的油量表实质是__________ (选填“电流表”、“电压表”或“电能表”)改装而成的。
(3)小明发现,汽车装有安全带未系提示系统,当驾驶员坐上驾驶座椅时,座椅下的开关S1闭合,若未系安全带,则开关S2断开,仪表盘上的指示灯亮起,蜂鸣器发出提示音;若系上安全带,则开关S2闭合,指示灯熄灭,蜂鸣器不工作。则下图中,满足设计要求的电路图是( )
A.B.
C.D.
(4)如图丙所示是智能汽车的后视镜,该后视镜有防雾、除雨露、除冰霜三种功能,且相同时间内需要的热量依次增多,图丁是其原理图。已知车载电源电压恒为12V,电热丝电阻分别为R1=5Ω,R2=10Ω,R3=15Ω。则开关旋至_______ (选填“1”、“2”或“3”)挡时,开启除冰霜功能,此时电路消耗的功率是______________ W。
在我国随着人民生活水平的提高,加上“汽车下乡”政策的实施,不少农村家庭都购买了汽车,汽车开始进入普通百姓家庭。家住农村的小明同学家买了一辆崭新的国产“奇瑞风云2”三厢汽车(如图甲)。他高兴极了,把车的里里外外都观察了个够。通过观察,小明发现汽车上的许多部件都用到了物理知识。
(1)汽车的发动机是四冲程汽油机,其中
(2)图乙是该车自动测定汽车油箱内油面高度的装置原理图,图乙中的油量表实质是
(3)小明发现,汽车装有安全带未系提示系统,当驾驶员坐上驾驶座椅时,座椅下的开关S1闭合,若未系安全带,则开关S2断开,仪表盘上的指示灯亮起,蜂鸣器发出提示音;若系上安全带,则开关S2闭合,指示灯熄灭,蜂鸣器不工作。则下图中,满足设计要求的电路图是
A.B.
C.D.
(4)如图丙所示是智能汽车的后视镜,该后视镜有防雾、除雨露、除冰霜三种功能,且相同时间内需要的热量依次增多,图丁是其原理图。已知车载电源电压恒为12V,电热丝电阻分别为R1=5Ω,R2=10Ω,R3=15Ω。则开关旋至
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【推荐1】神舟十二号22马赫高速再入,硬扛上千度高温灼烧顺利返回。
北京时间2021年6月17日9时22分,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射,将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员顺利送入太空,飞船发射6.5小时后,飞船与中国空间站顺利对接,宇航员顺利进入空间站。神舟十二号“太空3人组”圆满完成多项测试任务后,于2021年9月17日搭乘神舟十二号在东风着陆场预定区域成功着陆(如图1所示),刷新了中国航天员单次飞行任务太空驻留时间的纪录。
把飞船发射到太空很困难,但要飞船安全可靠地返回地面,也不容易,在某种程度上返回的技术准度会更大些。因为飞船返回地面要通过四道难关﹣﹣过载关、烧蚀关、撞击头和落点头。
神舟十二号飞船就开始着手进行返回地球的任务准备,需要继续绕地球飞行十几圈进行相关准备工作,整个过程大约需要二十多个小时。当飞船运行至最后一圈时进入返回任务流程,总共有5个阶段,分别是制动减速段、再入轨道过渡段、再入段、降落伞减速段、着陆段。
1制动减速段,此阶段有两次调姿与一次制动减速;
第一次调姿飞船由轨道舱朝前姿态逆时针转动90度,此举旨在为轨道舱与返回舱分离创造安全的分离条件,轨返分出前轨道舱还需要执行泄压操作,以防止其在后续运行过程中出现意外。轨返分出后进行第二次调姿,推进舱与返回舱组合体继续沿逆时针方向转动90度,建立推进舱朝向前进方向的“飞行姿态,此举旨任为制动减速创造条件。
第二次调姿完成后就是制动减速,2500N变轨发动机点火产生与飞行方向相反的作用力,使飞船飞行速度减慢,进而由工作轨道进入到“再入轨道过渡段”,相当于太空刹车。
2再入轨道过渡段:
飞船由工作轨道减速制动进入再入轨道后,由于此一阶段仍然处于真空环境,飞船仍按天体力学规律自由飞行,因此将制动减速点火结束点至大气层顶点飞行段称为“再入轨道过渡段”或“惯性滑行阶段”。当飞船高度下降至约145公里时推返组合体再次调姿,最终建立返回舱朝向地球一侧姿态,此举旨在为推进舱与返回舱分离创造安全条件。推返分离后推进舱没有再入热防护措施因此它将在之后再入大气层过程中烧毁,返回舱随后在约120 公里高度时基于姿控动力再次调姿建立大底朝前再入姿态。
3再入段:
返回舱高度下降至100公里左右时进入“再入段”,随着高度持续降低,大气密度也持续增大,舱体与大气的摩擦也越剧烈,此时返回舱舱从外形上看是近2000℃极高温大火球(如图2),舱内却是20多摄氏度的正常室温,这是因为返回舱表面防热烧蚀材料吸收了大部分热量,同时在进入大气前舱内热控系统也进行了预冷,有效控制了舱内温度。再入段也可以称为“气动减速段”,它可以将飞船再入速度由7.6公里/秒(超过22马赫)消减至200米/秒,承担了90%以上的减速任务。航天器再入大气层虽然险象环生,但大气层的存在也为载人天地往返提供了极大的便利条件,因为它就是天然的减速场。
4降落伞减速段:
再入段下降至15公里高度时返回舱此时基本不再减速,接下来就需要引入降落伞减速手段。当返回舱下降至距离地面10公里高度时着陆回收系统开始工作,首先是弹出伞舱盖拉出引导伞,作用是拉出减速伞(引导伞与减速伞都属于“锥形带条伞”),后者能将返回舱速度由200米/秒减速至90米/秒,为主伞工作创造速度条件。
5着陆段:
仅凭降落伞减速仍然不够,当返回舱下降至距离地西仅有1米高度时,高度计向缓冲减逸发动机下达点火指令,随后返回舱以1至4米/秒速度着陆、此时再配合缓冲座椅就能够确保航天负安全着陆。
阅读上述材料,回答问题。
(1)运载火箭如果选用液氢作为燃料,主要原因是液氢的______ 。
A.比热容大
B.密度小
C.热值高
D.质量大
(2)火箭加速上升的过程中,燃料燃烧产生的内能一部分转化为火箭的______ 能。
(3)神舟十二飞船进入到再入段时,这是飞船的一部分______ 能转化为 ______ 能,在这一阶段,返回舱外表温度 ______ (选填“升高”、“降低”、“不变”)。
北京时间2021年6月17日9时22分,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射,将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员顺利送入太空,飞船发射6.5小时后,飞船与中国空间站顺利对接,宇航员顺利进入空间站。神舟十二号“太空3人组”圆满完成多项测试任务后,于2021年9月17日搭乘神舟十二号在东风着陆场预定区域成功着陆(如图1所示),刷新了中国航天员单次飞行任务太空驻留时间的纪录。
把飞船发射到太空很困难,但要飞船安全可靠地返回地面,也不容易,在某种程度上返回的技术准度会更大些。因为飞船返回地面要通过四道难关﹣﹣过载关、烧蚀关、撞击头和落点头。
神舟十二号飞船就开始着手进行返回地球的任务准备,需要继续绕地球飞行十几圈进行相关准备工作,整个过程大约需要二十多个小时。当飞船运行至最后一圈时进入返回任务流程,总共有5个阶段,分别是制动减速段、再入轨道过渡段、再入段、降落伞减速段、着陆段。
1制动减速段,此阶段有两次调姿与一次制动减速;
第一次调姿飞船由轨道舱朝前姿态逆时针转动90度,此举旨在为轨道舱与返回舱分离创造安全的分离条件,轨返分出前轨道舱还需要执行泄压操作,以防止其在后续运行过程中出现意外。轨返分出后进行第二次调姿,推进舱与返回舱组合体继续沿逆时针方向转动90度,建立推进舱朝向前进方向的“飞行姿态,此举旨任为制动减速创造条件。
第二次调姿完成后就是制动减速,2500N变轨发动机点火产生与飞行方向相反的作用力,使飞船飞行速度减慢,进而由工作轨道进入到“再入轨道过渡段”,相当于太空刹车。
2再入轨道过渡段:
飞船由工作轨道减速制动进入再入轨道后,由于此一阶段仍然处于真空环境,飞船仍按天体力学规律自由飞行,因此将制动减速点火结束点至大气层顶点飞行段称为“再入轨道过渡段”或“惯性滑行阶段”。当飞船高度下降至约145公里时推返组合体再次调姿,最终建立返回舱朝向地球一侧姿态,此举旨在为推进舱与返回舱分离创造安全条件。推返分离后推进舱没有再入热防护措施因此它将在之后再入大气层过程中烧毁,返回舱随后在约120 公里高度时基于姿控动力再次调姿建立大底朝前再入姿态。
3再入段:
返回舱高度下降至100公里左右时进入“再入段”,随着高度持续降低,大气密度也持续增大,舱体与大气的摩擦也越剧烈,此时返回舱舱从外形上看是近2000℃极高温大火球(如图2),舱内却是20多摄氏度的正常室温,这是因为返回舱表面防热烧蚀材料吸收了大部分热量,同时在进入大气前舱内热控系统也进行了预冷,有效控制了舱内温度。再入段也可以称为“气动减速段”,它可以将飞船再入速度由7.6公里/秒(超过22马赫)消减至200米/秒,承担了90%以上的减速任务。航天器再入大气层虽然险象环生,但大气层的存在也为载人天地往返提供了极大的便利条件,因为它就是天然的减速场。
4降落伞减速段:
再入段下降至15公里高度时返回舱此时基本不再减速,接下来就需要引入降落伞减速手段。当返回舱下降至距离地面10公里高度时着陆回收系统开始工作,首先是弹出伞舱盖拉出引导伞,作用是拉出减速伞(引导伞与减速伞都属于“锥形带条伞”),后者能将返回舱速度由200米/秒减速至90米/秒,为主伞工作创造速度条件。
5着陆段:
仅凭降落伞减速仍然不够,当返回舱下降至距离地西仅有1米高度时,高度计向缓冲减逸发动机下达点火指令,随后返回舱以1至4米/秒速度着陆、此时再配合缓冲座椅就能够确保航天负安全着陆。
阅读上述材料,回答问题。
(1)运载火箭如果选用液氢作为燃料,主要原因是液氢的
A.比热容大
B.密度小
C.热值高
D.质量大
(2)火箭加速上升的过程中,燃料燃烧产生的内能一部分转化为火箭的
(3)神舟十二飞船进入到再入段时,这是飞船的一部分
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【推荐2】阅读材料,请回答以下问题:
垃圾分类与垃圾处理
北京市每天产生将近2.6万吨的生活垃圾,如果处理不当,不仅会污染环境,还浪费资源,垃圾分类和科学处理尤为重要。北京目前采取的垃圾分类方法为“四分法”,将垃圾分为有害垃圾、可回收物、厨余垃圾、其他垃圾。报纸、镜子、饮料瓶、易拉罐、旧衣服、电子废弃物等可循环利用的垃圾属于可回收物,放入蓝色垃圾桶,由再生资源企业回收利用;菜叶菜帮、剩饭剩菜、植物等由厨房产生的垃圾属于厨余垃圾,放入绿色垃圾桶;保鲜膜、塑料袋、纸巾、大骨头、玉米核等属于其他垃圾,放入灰色垃圾桶;废灯管、水银温度计、过期药品、油漆、化妆品等对身体和环境有害的属于有害垃圾,放入红色垃圾桶,需用特殊方法安全处理。需要特别注意的是,现在生产的1号、5号、7号等干电池是低汞或者无汞电池不属于有害垃圾,如图所示。应投入“其他垃圾”中。但纽扣电池、电子产品用的锂电池、电动车电瓶等铅蓄电池和镍镉充电电池仍需作为“有害垃圾”进行回收。对回收后的部分垃圾进行卫生填埋、高温堆肥等处理,并把适于燃烧的生活垃圾送至焚烧厂。北京鲁家山垃圾焚烧发电厂日处理垃圾3000吨。由于我市生活垃圾含水量较大,每充分燃烧1千克的生活垃圾放出的热量大约为4.19×106焦,在这里先将垃圾经专业自然发酵析出垃圾中的部分水量以提高热值,然后将发酵后的垃圾投入高达850~1100℃的焚烧炉内进行高温焚烧。焚烧垃圾产生的内能够把水加热成高温蒸汽,推动汽轮机转动进行发电。每充分燃烧1吨垃圾可产生的电能大约为1.03×106焦。焚烧垃圾时产生的余热,还可以在厂内加热供暖管道,转换成热水,送往附近的居民楼为小区供暖。垃圾焚烧后产生的炉渣,约占焚烧前垃圾重量的五分之一,可用于制备生态建材等产品。垃圾焚烧后产生的内能可用于发电供热,实现资源的综合利用。垃圾发电不仅能变废为宝,产出电能,还能节约煤炭资源。
(1)废弃的“南孚1号”干电池属于______ 垃圾。
A.有害垃圾 B.可回收物 C.厨余垃圾 D.其他垃圾
(2)我市适于焚烧的生活垃圾的热值约为______ J/kg。
(3)用垃圾焚烧发电,发电效率大约为______ %。(结果保留整数)
(4)请简要说明利用焚烧垃圾放出的热发电过程中涉及的能量转化______ 。
垃圾分类与垃圾处理
北京市每天产生将近2.6万吨的生活垃圾,如果处理不当,不仅会污染环境,还浪费资源,垃圾分类和科学处理尤为重要。北京目前采取的垃圾分类方法为“四分法”,将垃圾分为有害垃圾、可回收物、厨余垃圾、其他垃圾。报纸、镜子、饮料瓶、易拉罐、旧衣服、电子废弃物等可循环利用的垃圾属于可回收物,放入蓝色垃圾桶,由再生资源企业回收利用;菜叶菜帮、剩饭剩菜、植物等由厨房产生的垃圾属于厨余垃圾,放入绿色垃圾桶;保鲜膜、塑料袋、纸巾、大骨头、玉米核等属于其他垃圾,放入灰色垃圾桶;废灯管、水银温度计、过期药品、油漆、化妆品等对身体和环境有害的属于有害垃圾,放入红色垃圾桶,需用特殊方法安全处理。需要特别注意的是,现在生产的1号、5号、7号等干电池是低汞或者无汞电池不属于有害垃圾,如图所示。应投入“其他垃圾”中。但纽扣电池、电子产品用的锂电池、电动车电瓶等铅蓄电池和镍镉充电电池仍需作为“有害垃圾”进行回收。对回收后的部分垃圾进行卫生填埋、高温堆肥等处理,并把适于燃烧的生活垃圾送至焚烧厂。北京鲁家山垃圾焚烧发电厂日处理垃圾3000吨。由于我市生活垃圾含水量较大,每充分燃烧1千克的生活垃圾放出的热量大约为4.19×106焦,在这里先将垃圾经专业自然发酵析出垃圾中的部分水量以提高热值,然后将发酵后的垃圾投入高达850~1100℃的焚烧炉内进行高温焚烧。焚烧垃圾产生的内能够把水加热成高温蒸汽,推动汽轮机转动进行发电。每充分燃烧1吨垃圾可产生的电能大约为1.03×106焦。焚烧垃圾时产生的余热,还可以在厂内加热供暖管道,转换成热水,送往附近的居民楼为小区供暖。垃圾焚烧后产生的炉渣,约占焚烧前垃圾重量的五分之一,可用于制备生态建材等产品。垃圾焚烧后产生的内能可用于发电供热,实现资源的综合利用。垃圾发电不仅能变废为宝,产出电能,还能节约煤炭资源。
(1)废弃的“南孚1号”干电池属于
A.有害垃圾 B.可回收物 C.厨余垃圾 D.其他垃圾
(2)我市适于焚烧的生活垃圾的热值约为
(3)用垃圾焚烧发电,发电效率大约为
(4)请简要说明利用焚烧垃圾放出的热发电过程中涉及的能量转化
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【推荐3】阅读短文,回答问题。
霍尔推进器由于近地轨道存在非常稀薄的大气,在轨的卫星或空间站与稀薄大气产生摩擦损失能量,导致轨道高度越来越低,最后坠入大气层烧毁。为了解决这个问题,需要定期开启推进器来保持高度,这时霍尔推进器的优势就显现出来了。
霍尔推进器的特点是推力小、比冲高,由我国自主研发的HET-450单通道霍尔推进器,其原理是:氙气原子与高速电子激烈碰撞变为带正电的氙离子,氙离子在电磁场的作用下加速,并向后喷出产生推力。我国天宫空间站就装备了4台霍尔推进器用于轨道保持。
在前往遥远行星的深空探测中,霍尔推进器代替燃料发动机,减少了燃料补给需求和频次,同时大大提高了卫星的性能和寿命。
(1)在近地轨道运行的卫星,会与稀薄大气产生______ 损失能量,导致轨道高度降低,机械能______ (选填“守恒”或“不守恒”);
(2)霍尔推进器的特点是:______ 、比冲高,在工作过程中,氙气原子与高速电子激烈碰撞变为氙离子,氙离子在______ 的作用下加速并向后喷出产生推力;
(3)霍尔推进器应用于航天器的优势有:______ (写出一种即可)。
霍尔推进器由于近地轨道存在非常稀薄的大气,在轨的卫星或空间站与稀薄大气产生摩擦损失能量,导致轨道高度越来越低,最后坠入大气层烧毁。为了解决这个问题,需要定期开启推进器来保持高度,这时霍尔推进器的优势就显现出来了。
霍尔推进器的特点是推力小、比冲高,由我国自主研发的HET-450单通道霍尔推进器,其原理是:氙气原子与高速电子激烈碰撞变为带正电的氙离子,氙离子在电磁场的作用下加速,并向后喷出产生推力。我国天宫空间站就装备了4台霍尔推进器用于轨道保持。
在前往遥远行星的深空探测中,霍尔推进器代替燃料发动机,减少了燃料补给需求和频次,同时大大提高了卫星的性能和寿命。
(1)在近地轨道运行的卫星,会与稀薄大气产生
(2)霍尔推进器的特点是:
(3)霍尔推进器应用于航天器的优势有:
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【推荐1】阅读短文,回答问题。
在北半球的正午,太阳光由南往北倾斜照射,位于吸热塔北面的定日镜,阳光的入射角极小,定日镜的面积可以全部作为有效面积反射阳光。而位于吸热塔南面的定日镜,阳光的入射角很大,反射阳光的有效面积大大缩小了。
在塔式太阳能热发电系统中,吸热器是最关键的核心部位,吸热器内部有多个平行排列的吸热管组成的管屏,它将定日镜所捕捉到的太阳光直接转化为可以高效利用的内能,将能量存储在液态熔盐中,为汽轮发电机组提供所需的热源。
(1)太阳能光热电站利用平面镜______________ 太阳光,聚集到吸热塔上进行加热。在镜阵最外层的大圈,定日镜呈现明显的分布不对称,吸热塔南边的定日镜比北边少,原因是______________ 。
(2)请结合图乙完成太阳能光热发电的能量转化流程图________ 。
(3)熔盐储热是利用高温熔化状态下的无机盐把能量储存起来,当熔盐温度______________ 时,便可把储存的内能释放出来,可以实现24小时均有高温熔盐推动汽轮机工作,实现持续发电。
戈壁滩上的“向日葵”
在甘肃省敦煌市西南方向约15千米的戈壁滩上有一处充满科幻感的设施(如图甲所示),这是目前全球装机容量第二的熔盐塔式产热电站。光热电站的镜场面积约140多万平方米,1万多面巨大的定日镜在计算机的精确控制下,能如同向日葵一样随着太阳位置变化而变化,使太阳光时刻都能聚集到260米高的吸热塔的吸热器上。在北半球的正午,太阳光由南往北倾斜照射,位于吸热塔北面的定日镜,阳光的入射角极小,定日镜的面积可以全部作为有效面积反射阳光。而位于吸热塔南面的定日镜,阳光的入射角很大,反射阳光的有效面积大大缩小了。
在塔式太阳能热发电系统中,吸热器是最关键的核心部位,吸热器内部有多个平行排列的吸热管组成的管屏,它将定日镜所捕捉到的太阳光直接转化为可以高效利用的内能,将能量存储在液态熔盐中,为汽轮发电机组提供所需的热源。
(1)太阳能光热电站利用平面镜
(2)请结合图乙完成太阳能光热发电的能量转化流程图
(3)熔盐储热是利用高温熔化状态下的无机盐把能量储存起来,当熔盐温度
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【推荐2】为了适应生活、工业以及宇宙航行等新技术的发展需要,先后研制了多种新型电池,研制新型电池都遵循这样的一个方向,即自重小、体积小、容量大、温度适应范围宽、使用安全、储存期长、维护方便。下面简单介绍几种新型电池:锌银电池主要优点是能量高,它的能量与质量比(单位质量产生的有效电能量)为100~30W•h/kg(是铅蓄电池的3~4倍)。制成纽扣式微型的锌银电池应用于电子手表、助听器、计算机和心脏起搏器等。
锂电池在自然界是最轻的金属元素,以锂为负极,与适当的正极匹配,可以得到高达380~450W•h/kg的能量质量比,锂电池的主要优点是在较小的体积或自重下,能放出较大的电能,放电时电压十分平稳,储存寿命长,能在很宽广温度范围内有效工作。
目前常用的太阳电池是由硅制成的,一般是在电子型单晶硅的小片上用扩散法渗进一薄层硼,以得到PN结,然后再加上电板,当目光直射渗了硼的薄层面上时,两极间就产生电压。这种电池可用作人造卫星上仪器的电源。除硅外,砷化镓也是制作太阳电池的好材料。
水果不仅可以为我们的身体提供能量,还可以发电。如图所示,几只水果提供的电力足以点亮一排规格相同的发光二极管。
阅读上面短文,请回答以下问题:
(1)通过阅读材料可以确定一般手机是用哪种电池?为什么选用这种电池?______
(2)水果在电路中扮演了电路组成元件中的什么角色?二极管发光时能量是怎样转化的?______
(3)你能确定制作的水果电池的正极和负极吗?请选择适合的器材,写出你的判断过程。______
锂电池在自然界是最轻的金属元素,以锂为负极,与适当的正极匹配,可以得到高达380~450W•h/kg的能量质量比,锂电池的主要优点是在较小的体积或自重下,能放出较大的电能,放电时电压十分平稳,储存寿命长,能在很宽广温度范围内有效工作。
目前常用的太阳电池是由硅制成的,一般是在电子型单晶硅的小片上用扩散法渗进一薄层硼,以得到PN结,然后再加上电板,当目光直射渗了硼的薄层面上时,两极间就产生电压。这种电池可用作人造卫星上仪器的电源。除硅外,砷化镓也是制作太阳电池的好材料。
水果不仅可以为我们的身体提供能量,还可以发电。如图所示,几只水果提供的电力足以点亮一排规格相同的发光二极管。
阅读上面短文,请回答以下问题:
(1)通过阅读材料可以确定一般手机是用哪种电池?为什么选用这种电池?
(2)水果在电路中扮演了电路组成元件中的什么角色?二极管发光时能量是怎样转化的?
(3)你能确定制作的水果电池的正极和负极吗?请选择适合的器材,写出你的判断过程。
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图中所示这款无链条电动自行车正常行驶时,若骑行者不踩脚踏板,仅靠锂电池驱动,蓄电池满电时这种“电力驱动”可使车连续行驶1.8×104m;若骑行者踩脚踏板锂电池给车提供能量,蓄电池满电时这种“混合动力驱动”可使车连续行驶3.2×104m。与链条车相比,这种新型自行车具备许多优点。比如:省力、耐用、安全、灵便、干净卫生、结构简单、修理方便,骑行12000km也无须大修。因此,无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。 请回答下列问题:
(1)骑行者踩脚踏板的目的是把踩脚踏板的__________ 能转化为__________ 能。
(2)无链条电动自行车的车把龙头是_______ (选填“省力”“费力”“等臂”)杠杆。
(3)关于无链条电动自行车的结构和使用,下面说法错误的是( )
A.无链条电动自行车是直接通过电池释放的电能驱动车子前进
B.由于无链条,电动自行车不充电就不能行驶
C.使用时,无链条电动自行车不踩脚踏板也能行驶
D.骑行时,自行车坐垫下面的弹簧会发生形变,具有弹性势能
(4)骑行者用竖直向下的力踩脚踏板时,连接脚踏板的曲柄在________ (选填“水平位置”“竖直位置”“在与水平方向成45°”)最省力。
(5)这款车“混合动力驱动”正常行驶时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为___ 。
无链条电动自行车
无链条电动自行车,整体外形时尚,没有了链条,外观变得与普通自行车或电动车有些不同,如图所示。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”。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。骑行者踩脚踏板的机械能,可通过车上的发电机转化为电能,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。图中所示这款无链条电动自行车正常行驶时,若骑行者不踩脚踏板,仅靠锂电池驱动,蓄电池满电时这种“电力驱动”可使车连续行驶1.8×104m;若骑行者踩脚踏板锂电池给车提供能量,蓄电池满电时这种“混合动力驱动”可使车连续行驶3.2×104m。与链条车相比,这种新型自行车具备许多优点。比如:省力、耐用、安全、灵便、干净卫生、结构简单、修理方便,骑行12000km也无须大修。因此,无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。 请回答下列问题:
(1)骑行者踩脚踏板的目的是把踩脚踏板的
(2)无链条电动自行车的车把龙头是
(3)关于无链条电动自行车的结构和使用,下面说法错误的是
A.无链条电动自行车是直接通过电池释放的电能驱动车子前进
B.由于无链条,电动自行车不充电就不能行驶
C.使用时,无链条电动自行车不踩脚踏板也能行驶
D.骑行时,自行车坐垫下面的弹簧会发生形变,具有弹性势能
(4)骑行者用竖直向下的力踩脚踏板时,连接脚踏板的曲柄在
(5)这款车“混合动力驱动”正常行驶时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为
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