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2022年2月4日,第24届冬季奥运会在北京拉开帷幕。作为全球性的体育盛事,北京冬奥会吸引了全世界的目光,它不仅是运动健儿奋力拼搏的赛场,也是我国绿色低碳技术创新与应用的盛会。特别是近千辆氢氧燃料电池汽车的应用,打破了历届冬奥会使用清洁能源车辆的纪录,生动诠释了“绿色冬奥”的理念。
现代工业社会使用的煤炭、石油、天然气都属于化石能源。化石能源在燃烧后会产生污染物和温室气体,给全球气候带来许多负面影响。相比之下,氢能源有很多优势:通常情况下,氢气与氧气燃烧后只生成水,对环境非常友好;氢气的热值较高,在相同条件下,其燃烧释放的能量多于普通燃料。
除了将氢气直接用于燃烧,科学家们还发明了氢氧燃料电池。氢氧燃料电池与普通的电池相似,都是利用化学反应来提供电能的装置。如图所示,这是氢氧燃料电池的工作原理图。将氢气送到燃料电池的负极,经过催化剂的作用,氢分解成带正电的氢离子(质子)和带负电的电子,氢离子穿过质子交换膜,到达燃料电池的正极。而电子是不能通过质子交换膜的,只能经外电路从负极流向正极,于是外电路中就形成了电流。电子到达正极后,再与氧气和氢离子重新结合为水,整个过程实现了化学能与电能的转化。
(1)氢能源在能源种类上来讲属于__________ (选填“一次能源”或“二次能源”);
(2)氢能源的优势是__________ ;(写出一条即可)
(3)氢氧燃料电池中,电子在外电路中运动形成的电流方向为__________ (选填“从负极到正极”或“从正极到负极”)。
氢能助力“绿色冬奥”
2022年2月4日,第24届冬季奥运会在北京拉开帷幕。作为全球性的体育盛事,北京冬奥会吸引了全世界的目光,它不仅是运动健儿奋力拼搏的赛场,也是我国绿色低碳技术创新与应用的盛会。特别是近千辆氢氧燃料电池汽车的应用,打破了历届冬奥会使用清洁能源车辆的纪录,生动诠释了“绿色冬奥”的理念。
现代工业社会使用的煤炭、石油、天然气都属于化石能源。化石能源在燃烧后会产生污染物和温室气体,给全球气候带来许多负面影响。相比之下,氢能源有很多优势:通常情况下,氢气与氧气燃烧后只生成水,对环境非常友好;氢气的热值较高,在相同条件下,其燃烧释放的能量多于普通燃料。
除了将氢气直接用于燃烧,科学家们还发明了氢氧燃料电池。氢氧燃料电池与普通的电池相似,都是利用化学反应来提供电能的装置。如图所示,这是氢氧燃料电池的工作原理图。将氢气送到燃料电池的负极,经过催化剂的作用,氢分解成带正电的氢离子(质子)和带负电的电子,氢离子穿过质子交换膜,到达燃料电池的正极。而电子是不能通过质子交换膜的,只能经外电路从负极流向正极,于是外电路中就形成了电流。电子到达正极后,再与氧气和氢离子重新结合为水,整个过程实现了化学能与电能的转化。
(1)氢能源在能源种类上来讲属于
(2)氢能源的优势是
(3)氢氧燃料电池中,电子在外电路中运动形成的电流方向为
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22-23九年级上·山西吕梁·期末 查看更多[2]
山西省吕梁市兴县东关中学2022-2023学年九年级上学期期末物理试题(已下线)【专题】2023-2024学年九年级物理全一册同步精品课堂(北师大版) 第十六章 粒子和宇宙 第37讲《16.3能源:危机与希望》(分层练习)
更新时间:2023-05-27 21:33:39
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解题方法
【推荐1】阅读下面的短文,回答问题。
把两种不同材料的导线(如铁线和铜线)组成如题图所示的闭合回路,当AB两端存在温度差时,回路中就会有电流通过,这就是塞贝克效应,这种电路叫热电偶。实验表明:热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟接点A和B间的温度差的大小有关,温度差越大,回路电流越大。
请回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/6/74fc4a62-0fa1-4f6d-b631-ab140c3216ec.png?resizew=212)
(1)如图所示,其它条件不变,只将铁丝换成铜丝,电路中将________ (选填“有”或“没有”)电流;
(2)其它条件不变,只将A处杯中的冰水混合物换为沸水,稳定后,电路电流__________ ;(选填“变大”、“变小”、“变为零”或“不变”)
(3)其它条件不变,移去酒精灯,将B放入另一杯冰水混合物中,稳定后,电路电流________ ;(选填“变大”、“变小”、“变为零”或“不变”)
(4)这样的热电偶实际上是一个电源,它的电能是由_________ 能转化而来;
(5)如图,将一块铜片和一块锌片插在一个切开的柳橙上,就制作出了一个水果电池,将铜片、锌片和LED灯用导线连接,我们发现LED发光了,LED灯将电能转化为了________ 能;
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/6/44ea2a0d-f7ce-4190-a4a8-1c71e0e2dade.png?resizew=175)
(6)水果电池的工作原理:铜、锌两金属片一同插入水果接触到果酸,由于锌比铜活泼,容易失去电子,电子由锌片通过LED灯流向铜片,溶液中的氢离子从铜片获得电子。所以,在如图的电路中,导线中的电流方向是_________ (选填“从铜片到锌片”或“从锌片到铜片”),水果电池的正极是_________ (选填“铜片”或“锌片”),与锌片相连的是LED的_________ (选填“长脚”或“短脚”)。
把两种不同材料的导线(如铁线和铜线)组成如题图所示的闭合回路,当AB两端存在温度差时,回路中就会有电流通过,这就是塞贝克效应,这种电路叫热电偶。实验表明:热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟接点A和B间的温度差的大小有关,温度差越大,回路电流越大。
请回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/6/74fc4a62-0fa1-4f6d-b631-ab140c3216ec.png?resizew=212)
(1)如图所示,其它条件不变,只将铁丝换成铜丝,电路中将
(2)其它条件不变,只将A处杯中的冰水混合物换为沸水,稳定后,电路电流
(3)其它条件不变,移去酒精灯,将B放入另一杯冰水混合物中,稳定后,电路电流
(4)这样的热电偶实际上是一个电源,它的电能是由
(5)如图,将一块铜片和一块锌片插在一个切开的柳橙上,就制作出了一个水果电池,将铜片、锌片和LED灯用导线连接,我们发现LED发光了,LED灯将电能转化为了
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(6)水果电池的工作原理:铜、锌两金属片一同插入水果接触到果酸,由于锌比铜活泼,容易失去电子,电子由锌片通过LED灯流向铜片,溶液中的氢离子从铜片获得电子。所以,在如图的电路中,导线中的电流方向是
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【推荐2】阅读下面的短文,回答问题:
把两种不同材料的导线(如铁线和铜线)组成如题图甲所示的闭合回路,当AB两端存在温度差时,回路中就会有电流通过,这就是塞贝克效应,这种电路叫热电偶。实验表明:热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟接点A和B间的温度差的大小有关,温度差越大,回路电流越大,利用热电偶可以测量温度,只要选用适当的金属作热电偶材料,就可轻易测量到从-180℃到+200℃的温度。请回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/8/99fb1ede-24d1-4a8f-bbb3-7d02636c7eef.png?resizew=432)
(1)如题图甲所示,其它条件不变,只将铁丝换成铜丝,电路中将______ (选填“有”或“无”)电流;
(2)其它条件不变,移去酒精灯,一段时间后,电路中电流______ ;
A.变大 B.变小
C.不变 D.无法判断
(3)这样的热电偶实际上是一个电源,它的电能是由______ 能转化而来;
(4)利用热电偶做成的温度计,与液体温度计相比,不受液体的沸点、凝固点等因素的影响,因而具有明显的测量范围大的优势,因此,在选用适当的金属做热电偶材料时,主要考虑金属材料的______ ;
A.熔点的高低
B.密度的大小
C.比热容的大小
D.质量的大小
(5)如题图乙所示为一水果电池,其工作原理是:铜、锌两金属片一同插入水果接触到果酸,由于锌比铜活泼,容易失去电子,电子由锌片通过导线流向铜片,溶液中的氢离子从铜片获得电子。在如题图乙所示的电路中,导线中的电流方向是______ (选填“从铜片到锌片”或“从锌片到铜片”),水果电池的正极是______ (选填“铜片”或“锌片”)。
热电偶
把两种不同材料的导线(如铁线和铜线)组成如题图甲所示的闭合回路,当AB两端存在温度差时,回路中就会有电流通过,这就是塞贝克效应,这种电路叫热电偶。实验表明:热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟接点A和B间的温度差的大小有关,温度差越大,回路电流越大,利用热电偶可以测量温度,只要选用适当的金属作热电偶材料,就可轻易测量到从-180℃到+200℃的温度。请回答下列问题:
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(1)如题图甲所示,其它条件不变,只将铁丝换成铜丝,电路中将
(2)其它条件不变,移去酒精灯,一段时间后,电路中电流
A.变大 B.变小
C.不变 D.无法判断
(3)这样的热电偶实际上是一个电源,它的电能是由
(4)利用热电偶做成的温度计,与液体温度计相比,不受液体的沸点、凝固点等因素的影响,因而具有明显的测量范围大的优势,因此,在选用适当的金属做热电偶材料时,主要考虑金属材料的
A.熔点的高低
B.密度的大小
C.比热容的大小
D.质量的大小
(5)如题图乙所示为一水果电池,其工作原理是:铜、锌两金属片一同插入水果接触到果酸,由于锌比铜活泼,容易失去电子,电子由锌片通过导线流向铜片,溶液中的氢离子从铜片获得电子。在如题图乙所示的电路中,导线中的电流方向是
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解题方法
【推荐3】阅读短文,回答问题:
物体带电的几种方法自然界经常出现物体带电的情况,你知道有几种方法可以使物体带电吗?
摩擦起电:实验室经常用玻璃棒与丝绸、橡胶棒与毛皮相互摩擦起电。其实,日常用的塑料梳子、笔杆、尺子与头发或晴纶针织物摩擦也极易起电。摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚电子的能力不同,在摩擦过程中,电子发生转移而使相互摩擦的两物体带上了等量的异种电荷。
根据不同物质的原子核对电子束缚本领的大小不同,科学家通过实验的方法得出了起电顺序表:兔毛、玻璃、羊毛、丝绸、铝、木、硬橡胶、硫磺、人造丝。顺序表中任意两种物质相互摩擦时,排在前面的物质带正电,排在后面的物质带负电。两物质次序相隔越多,起电的效果就越好。
接触起电:将一带电体与一不带电体接触时,就会有一部分电子从带电体跑到非带电体上,或从非带电体跑到带电体上,使原来不带电体上带上了与带电体相同的电荷。
感应起电:如图甲所示,将一带正电的物体A靠近与大地绝缘的导体B的左端时,由于电荷间的相互作用,B的左端聚集了与A所带电荷相反的负电荷,右端聚集了与A所带电荷相同的正电荷。这就是感应起电。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/17/6e2b95ad-fe8e-4783-8f2a-1e6eac019536.png?resizew=185)
(1)摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚电子的能力不同,其实质是___________ 发生了转移;
(2)若用兔毛与木条相互摩擦而带电,___________ 将带正电;
(3)甲图中,若此时站在地面上的人用手碰触B的右端,电子将从大地通过人体跑到物体B上,这说明人体是___________ (选填“导体”或“绝缘体”),此过程中通过人体的电流方向是___________ (选填“从大地到物体 B”或“从物体B 到大地”);
(4)如图乙是在科技馆看到的静电游戏“怒发冲冠”,这是因为通过___________ 起电,电荷通过人体传到头发上,头发由于___________ 而使头发竖起来。
物体带电的几种方法自然界经常出现物体带电的情况,你知道有几种方法可以使物体带电吗?
摩擦起电:实验室经常用玻璃棒与丝绸、橡胶棒与毛皮相互摩擦起电。其实,日常用的塑料梳子、笔杆、尺子与头发或晴纶针织物摩擦也极易起电。摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚电子的能力不同,在摩擦过程中,电子发生转移而使相互摩擦的两物体带上了等量的异种电荷。
根据不同物质的原子核对电子束缚本领的大小不同,科学家通过实验的方法得出了起电顺序表:兔毛、玻璃、羊毛、丝绸、铝、木、硬橡胶、硫磺、人造丝。顺序表中任意两种物质相互摩擦时,排在前面的物质带正电,排在后面的物质带负电。两物质次序相隔越多,起电的效果就越好。
接触起电:将一带电体与一不带电体接触时,就会有一部分电子从带电体跑到非带电体上,或从非带电体跑到带电体上,使原来不带电体上带上了与带电体相同的电荷。
感应起电:如图甲所示,将一带正电的物体A靠近与大地绝缘的导体B的左端时,由于电荷间的相互作用,B的左端聚集了与A所带电荷相反的负电荷,右端聚集了与A所带电荷相同的正电荷。这就是感应起电。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/17/6e2b95ad-fe8e-4783-8f2a-1e6eac019536.png?resizew=185)
(1)摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚电子的能力不同,其实质是
(2)若用兔毛与木条相互摩擦而带电,
(3)甲图中,若此时站在地面上的人用手碰触B的右端,电子将从大地通过人体跑到物体B上,这说明人体是
(4)如图乙是在科技馆看到的静电游戏“怒发冲冠”,这是因为通过
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【推荐1】阅读下面短文,并回答问题.
可燃冰,学名天然气水合物(Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate),是由天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状的结晶物质,分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中.因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧(如图甲所示),所以又被称作“可燃冰”或者“气冰”.可燃冰中含有大量可燃气体,1立方米可燃冰可以分解释放出160立方米以上的天然气.其中甲烷含量占80%~99.9%,甲烷则是海底古生物尸体的沉积物被细菌分解后产生的,极易燃烧.同等条件下,可燃冰燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍,燃烧后不产生任何残渣和废气,避免了最让人们头疼的污染问题,而且储量丰富,全球储量足够人类使用1000年,因而被各国视为未来石油、天然气的替代能源.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/23/4a775ddd-c76f-492a-916e-79cab22704bc.png?resizew=308)
如图乙所示为2017年我国开采可燃冰时的作业现场.此次开采作业持续8天,平均日产超过1.6万立方米,我国成为能够同时达到连续一周不间断以及日均产气一万方以上的国际公认指标的第一个国家.这不仅表明我国天然气水合物勘查和开发的核心技术得到验证,也标志着中国在这一领域的综合实力达到世界顶尖水平.
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)可燃冰就是干冰,这种说法是______ (填“正确”或“错误”)的.
(2)可燃冰属于______ (填“一次”或“二次”)能源.
(3)一辆以天然气为燃料的汽车,100升天然气可使其运行300公里.一块100升的可燃冰可使这辆车大约运行______ (填“5千”或“5万”)公里.
可燃冰
可燃冰,学名天然气水合物(Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate),是由天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状的结晶物质,分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中.因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧(如图甲所示),所以又被称作“可燃冰”或者“气冰”.可燃冰中含有大量可燃气体,1立方米可燃冰可以分解释放出160立方米以上的天然气.其中甲烷含量占80%~99.9%,甲烷则是海底古生物尸体的沉积物被细菌分解后产生的,极易燃烧.同等条件下,可燃冰燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍,燃烧后不产生任何残渣和废气,避免了最让人们头疼的污染问题,而且储量丰富,全球储量足够人类使用1000年,因而被各国视为未来石油、天然气的替代能源.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/23/4a775ddd-c76f-492a-916e-79cab22704bc.png?resizew=308)
如图乙所示为2017年我国开采可燃冰时的作业现场.此次开采作业持续8天,平均日产超过1.6万立方米,我国成为能够同时达到连续一周不间断以及日均产气一万方以上的国际公认指标的第一个国家.这不仅表明我国天然气水合物勘查和开发的核心技术得到验证,也标志着中国在这一领域的综合实力达到世界顶尖水平.
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)可燃冰就是干冰,这种说法是
(2)可燃冰属于
(3)一辆以天然气为燃料的汽车,100升天然气可使其运行300公里.一块100升的可燃冰可使这辆车大约运行
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【推荐2】阅读下列短文,回答问题。
电饭锅是生活中常见的用电器,它是利用感温磁钢(软磁体)的磁性随温度变化的特性来设计的,这样可以限制煮饭过程中的最高温度。
感温磁钢的磁性随其自身的温度作非线性变化,其特性曲线如图甲所示。
磁钢限温器的结构如图乙所示,它主要由感温磁钢、永磁体和弹簧组成.感温磁钢及其外套和内锅由弹簧支撑。感温磁钢与受热面固定在一起,受热面直接把热量传递给锅底。
煮饭时,先将电源线插头接入插座,再用手按下按钮开关,通过杠杆AOC使永磁体上移与感温磁钢吸合,在吸力作用下永磁体不会落下,同时使金属触点闭合,电饭锅处于加热煮饭状态。当饭煮熟后,温度继续上升,当升高到某一温度时,永磁体落下,通过杠杆CBO使金属触点分开,电饭锅处于保温状态,同时按钮开关跳起。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/27/2967192236777472/2971981885603840/STEM/ecb9463d-9f66-44b3-bdab-00de61576e4f.png?resizew=523)
(1)在以下二次能源中,_______ 被誉为二次能源的“骄子”;
A.汽油 B.酒精 C.液化石油气 D.电能
(2)煮饭时用手按下按钮开关,杠杆AOC属于_______ 杠杆;饭煮熟后,永磁体落下,通过杠杆CBO使触点分开,杠杆CBO属于_______ 的杠杆;(均选填“省力”、“费力”或“等臂”)
(3)永磁体落下时,感温磁钢的温度为_______ ℃;永磁体下落过程中,感温磁钢对永磁体_______ (选填“有”或“没有”)磁力的作用;
(4)图乙中,R1、R2是电热丝,R1=44Ω,R2=440Ω。则电饭锅处于加热状态和保温状态的电功率分别为_______ W、_______ W。
电饭锅中的磁钢限温器
电饭锅是生活中常见的用电器,它是利用感温磁钢(软磁体)的磁性随温度变化的特性来设计的,这样可以限制煮饭过程中的最高温度。
感温磁钢的磁性随其自身的温度作非线性变化,其特性曲线如图甲所示。
磁钢限温器的结构如图乙所示,它主要由感温磁钢、永磁体和弹簧组成.感温磁钢及其外套和内锅由弹簧支撑。感温磁钢与受热面固定在一起,受热面直接把热量传递给锅底。
煮饭时,先将电源线插头接入插座,再用手按下按钮开关,通过杠杆AOC使永磁体上移与感温磁钢吸合,在吸力作用下永磁体不会落下,同时使金属触点闭合,电饭锅处于加热煮饭状态。当饭煮熟后,温度继续上升,当升高到某一温度时,永磁体落下,通过杠杆CBO使金属触点分开,电饭锅处于保温状态,同时按钮开关跳起。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/27/2967192236777472/2971981885603840/STEM/ecb9463d-9f66-44b3-bdab-00de61576e4f.png?resizew=523)
(1)在以下二次能源中,
A.汽油 B.酒精 C.液化石油气 D.电能
(2)煮饭时用手按下按钮开关,杠杆AOC属于
(3)永磁体落下时,感温磁钢的温度为
(4)图乙中,R1、R2是电热丝,R1=44Ω,R2=440Ω。则电饭锅处于加热状态和保温状态的电功率分别为
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2020年11月24日4时30分,我国在海南文昌航天发射场,用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器,顺利将探测器送入预定轨道。2020年12月17日凌晨,经历23天漫长等待,嫦娥五号为我们带回了来自月球的岩石与土壤,共采集月球样品1.731kg。
月球的岩石和土壤,被认为对于研究太阳系有特殊的价值。全国空间探测技术首席传播专家庞之浩介绍,月球没有大气层保护,所以月表的月壤是受地外星体撞击,以及受到宇宙射线辐射和太阳风轰击等空间风化作用后形成的。通过研究月壤,能进一步了解月球状态、物质含量、地质演化历史,也可以为了解太阳活动等提供新的信息,这将帮助中国人在月球研究领域为全球做出贡献。
嫦娥五号代表人类时隔40多年后再次完成月球“挖土”的壮举,是我国1970年发射第一颗人造地球卫星进入太空时代50年来又一段动人节拍。人们惊叹,来自月球的小小石头却能够代表一个国家科技进步的程度。同样,嫦娥五号在月球上展开重仅12克的五星红旗,这一抹闪耀月面的“中国红”,也映照出科技底气。
中国航天如今已走过64年,独立自主的探索能力与执着不懈的勇气毅力,是书写下北斗、嫦娥、神舟、天宫、天问这一个个响亮名字的根基。
(1)很多火箭用液态氢作燃料,是因为液态氢的______ 大,氢能是______ (填“一次能源”、“二次能源”);
(2)火箭加速升空时,燃料的______ 能转化为火箭的机械能;
(3)已知月球上的重力是地球上的六分之一,嫦娥五号采集的月球样品在月球上重力为______ N;
(4)外太空阻力很小,嫦娥五号在达到预定速度,进入预定轨道后,不用开发动机,也能运行很长一段时间,是由于嫦娥五号具有______ 。
2020年11月24日4时30分,我国在海南文昌航天发射场,用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器,顺利将探测器送入预定轨道。2020年12月17日凌晨,经历23天漫长等待,嫦娥五号为我们带回了来自月球的岩石与土壤,共采集月球样品1.731kg。
月球的岩石和土壤,被认为对于研究太阳系有特殊的价值。全国空间探测技术首席传播专家庞之浩介绍,月球没有大气层保护,所以月表的月壤是受地外星体撞击,以及受到宇宙射线辐射和太阳风轰击等空间风化作用后形成的。通过研究月壤,能进一步了解月球状态、物质含量、地质演化历史,也可以为了解太阳活动等提供新的信息,这将帮助中国人在月球研究领域为全球做出贡献。
嫦娥五号代表人类时隔40多年后再次完成月球“挖土”的壮举,是我国1970年发射第一颗人造地球卫星进入太空时代50年来又一段动人节拍。人们惊叹,来自月球的小小石头却能够代表一个国家科技进步的程度。同样,嫦娥五号在月球上展开重仅12克的五星红旗,这一抹闪耀月面的“中国红”,也映照出科技底气。
中国航天如今已走过64年,独立自主的探索能力与执着不懈的勇气毅力,是书写下北斗、嫦娥、神舟、天宫、天问这一个个响亮名字的根基。
(1)很多火箭用液态氢作燃料,是因为液态氢的
(2)火箭加速升空时,燃料的
(3)已知月球上的重力是地球上的六分之一,嫦娥五号采集的月球样品在月球上重力为
(4)外太空阻力很小,嫦娥五号在达到预定速度,进入预定轨道后,不用开发动机,也能运行很长一段时间,是由于嫦娥五号具有
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