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题型:科普阅读题 难度:0.65 引用次数:175 题号:20491656
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两种单体飞行的设计路径


“空气飞行板”是由水上运动爱好者、法国马赛的弗兰基·萨帕塔研制而成,使用者用强大的水射流把人抬到空中。新装备配备了以煤油为燃料的喷气发动机,脚底是一部小型的喷气式发动机,背部背负燃料以及控制系统与飞行器连接,从而摆脱了连接设备与地面的不必要的管道和电缆,飞行员用手握住控制面板就能没有束缚自由飞行。在不浪费太多燃油的情况下,飞行板上的空气动力可产生高达3000N的水平牵引力,在6分钟内以40m/s的速度飞行,今后,设计师们希望在时速、续航能力和负载方面进行改进,这样的飞行器你是否也想拥有一台呢?
而以色列的科学家则向人们展示了另一项研究,使用量子悬浮技术可以使物体悬浮起来,一个超导体小晶片,冷却到-185℃,就能悬浮在一排磁铁上方,无论磁铁总面积大小,小晶片总能在与磁铁平行的上方、下方甚至侧面悬浮。如果将一个“量子超导体”放在磁场中,它会在磁场中保持原有位置不变;如果磁场是均匀的,那么当用力给这个“量子超导体”一个初速度的时候,它将在均匀磁场中一直按这个速度运动下去。如果这样的技术改造成熟后,人类御剑飞行就不再是个梦了。
   
(1)文中飞行板中用的是喷气式发动机的工作原理,跟图2中的原理是类似的______(选填“甲”或“乙”);
(2)当人和设备的总重为800N,使用文中飞行板在空中匀速上升时,向上的举力______800N(选填“大于”“等于”或“小于"),当飞行员水平匀速飞行时,飞行板的最大功率是______W;若以最大功率飞行6分钟,牵引力做的功为______J;
(3)超导体小晶体在磁铁上方悬浮飞行时,云雾一直围绕着小晶体,这是因为在小晶体的周围,空气中的水蒸气______(填物态变化的名称)形成了小水滴;
(4)超导是指导电材料在温度降到足够低时,电阻为______的性质,超导体有一个重要特性就是抗磁性,如果把超导体放在磁场中冷却到一定程度时,磁感应线将从超导体中排出,不能通过超导体这种现象称为抗磁性,对单晶锡球进行实验发现球过渡到超导态时,图3中______(选填“A”或“B”)的描述符合单晶锡球的抗磁性特性;
(5)这两项技术你更看好哪一个?写出你看好哪个或不看好另一个的理由(正确即给分)______

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科普阅读题 | 适中 (0.65)
解题方法
【推荐1】阅读短文,回答下列问题

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______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______
2022-02-06更新 | 271次组卷
科普阅读题 | 适中 (0.65)
【推荐2】阅读短文,回答问题

涡轮喷气发动机


如图甲所示为某轴流式涡喷发动机,其结构由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。其中压气机与涡轮装在同一条转轴上。工作时,空气首先进入发动机的进气道,当飞机飞行时,可以看作气流以飞行速度流向发动机,由于飞机飞行的速度是变化的,而进入压气机气流速度有一定限制,因而进气道的功能就是通过可调管道来调整气流速度,使进入进气道的气体全部通过可调管道。空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室。这部分气体在燃烧室中与燃料燃烧,产生的高温高压气流推动涡轮,一边带动压气机正常工作、一边从尾喷管喷出推动飞机飞行。一架搭载某涡轮喷气发动机的飞机,其部分参数如下表,其中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比,而推进效率则是指涡轮喷气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。

热效率

36%

推进效率

64%

航空燃油热值q

   
(1)喷气发动机工作过程中燃料的化学能先转化为内能,内能再转化为___________能,从而提供动力。空气流过压气机时内能___________(选填“增大”、“减小”或“不变”);
(2)关于涡轮喷气发动机,下列说法中正确的是___________
A.进气道中吸入的是空气和燃气的混合气体
B.燃料耗尽后还可利用压气机压缩气体推动涡轮转动
C.尾喷管中喷出的气流对飞机做功
(3)已知上述飞机所受空气阻力与运行速度的关系如图乙所示,当飞机以200 m/s的水平速度匀速巡航时,在巡航1 h的过程中,飞机克服阻力做了多少功?___________
(4)若涡轮喷气发动机的功效是指发动机提供给飞机的推力与发动机机械功率的比值,则其功效为多少?(单位:N/W)。___________
2023-09-14更新 | 239次组卷
科普阅读题 | 适中 (0.65)
解题方法
【推荐3】阅读以下材料,回答问题:
请阅读材料一、材料二,回答题。
材料一
2022年2月,第24届冬季奥林匹克运动会将在北京和张家口举行。近日,有"冰丝带”之称的国家速滑馆完成速滑滑冰赛道的首次制冰工作,正式具备了迎接测试赛的条件。值得一提的是,国家速滑馆采用二氧化碳跨临界直冷制冰系统,是全球首个采用二氧化碳跨临界直接蒸发制冷的冬奥速滑场馆。经理论分析,采用二氧化碳制冷,有把握实现冰表面温差不超过0.5℃,温差越小,冰面的硬度就越均匀,冰面便越平整,越有利于出成绩。此届冬奥会将使中国成为第一个实现冬夏奥运举办“全满贯”国家。
材料二
北京冬奥会的跳台滑雪比赛将在张家口赛区的北欧中心跳台滑雪场进行。此次冬奥会的跳台滑雪比赛设有90米标准跳台、120米大跳台两种规格的赛道,跳台由助滑坡、着陆坡、停止区组成,如图所示。滑雪运动员两脚各绑一块专用的滑雪板,每只滑板质量约为4kg,板长2.3~2.7m,宽约0.1m。比赛时运动员不借助任何外力,以自身重力从出发台起滑,经助滑坡到起跳点时可获得约110km/h的速度;在起跳点飞起后,身体前倾和滑雪板成锐角,两臂紧贴体侧,沿自然抛物线在空中飞行;在着陆坡着陆后继续自然滑行到停止区。裁判们根据运动员从起跳点到落地点的飞行距离和动作姿势进行评分,跳台滑雪比赛项目包括男女个人标准台、男子个人大跳台、男子团体大跳台以及新增的混合项目会产生5枚金牌,我们期待北京冬奥会上中国跳台滑雪健儿们带来更多惊喜。

根据上述材料,回答下列问题。
(1)二氧化碳直冷制冰系统的优点是__________
(2)跳台滑雪比赛时,从出发台到起跳点的过程中,滑雪运动员的重力势能______(选填选项前的字母);
A.一直减小  B.一直增加  C.先减小后增加  D.先增加后减小
(3)质量为70kg的滑雪运动员,从跳台滑雪比赛的120m大跳台起滑,经助滑坡起跳,最终在停止区停下的过程中运动员自身重力做功为_______。(重力常数g=10N/kg)
2022-04-24更新 | 127次组卷
共计 平均难度:一般