多功能喷洒车
二十大报告指出:推动绿色发展,促进人与自然和谐共生,多功能喷洒车作为城市环保小卫士充当着重要角色。某款喷洒车的主要结构如图甲所示,配置的四冲程柴油机不仅要牵引喷洒车前行,还要带动雾炮机电气箱里的发电机发电,然后发电机给风机、转向机、水泵和液压泵供电,水泵和液压泵可独立工作,机械结构上,喷雾炮筒的转轴设计在炮筒的重心;工作时水泵通过水管将水箱中的水直接压到喷嘴处,然后被风机产生的强风喷射出去;转向机可带动喷雾炮筒左右水平旋转,液压泵撑杆可支撑并带动喷嘴上下转动,达到有效控制喷洒射程和面积的作用。
喷洒车的部分参数如下表所示,其中最大能效的定义为:当以最大射程和流量工作时,最大射程和单位时间喷水体积的乘积与发电机输出功率的比值。
发电机输出电压 | 380V | 最大能效 | ___________L•m/kJ | 柴油机效率 | 40% |
发电机效率 | 90% | 喷水最大流量 | 100L/min | 水箱容积 | 8m3 |
(2)下列关于雾炮机的说法正确的是
A.液压泵和水泵应该并联在电路中
B.风机、转向机和发电机都是将电能转化为机械能
C.喷水时,喷出的水雾在空中飞散,水雾的机械能守恒
D.该雾炮机也可利用家中的插座直接供电工作
(3)图乙是水箱内自动测定水量的电路示意图,R是滑动变阻器,水量表是由
(4)某次喷洒车以36km/h匀速行驶执行喷洒任务,柴油机以3000r/min的转速运行,提供5000N牵引力的同时还实现发电机输入功率30kW,若喷洒车工作20min,求该过程中:
①柴油机每秒完成
②发动机牵引力做的功为
③若该雾炮机的最大射程为81m,可知该喷洒车的最大能效为
④若喷洒车在此期间油耗7.5L,则可知柴油热值为
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天龙山公路
省会太原天龙山防火旅游通道全长30公里,该通道为太原西山旅游公路的重要组成部分,这条公路兼具“森林防火”和“山洪防御”的功能,其矫若惊龙的外形,被网民称为最美“网红路、网红桥”。
天龙山公路,全程长度为30公里,沿途有四座高架桥和一处隧道。天龙山公路从起点到终点的垂直高低落差达350米。以一层居民楼3米的平均高度估算,这相当于116层楼的高度。
(1)同样高的山,建高架桥是为了加大公路的
(2)一台1.5t的小轿车从起点匀速开到终点,克服重力做功
材料一:研究发现,当只有重力做功的时候,物体的动能和重力势能可以相互转化,但机械能的总量保持不变.在物理学中把这个规律叫做机械能守恒定律.
现有一小球在没有空气阻力的情况下,沿无摩擦轨道运动.
(1)如图甲所示,小球从A点静止释放,在从A到C的运动过程中,动能大小的变化情况是
(2)若将轨道BC段改为水平,如图乙所示,小球仍从A点静止释放,小球经过M点时的机械能
(3)以小球经过M点时为计时起点,大致画出小球在MN段运动的速度—时间图像.
材料二:进一步研究发现,动能EK的大小与物体质量m和速度v的具体关系为:EK=;重力势能Ep的大小与物体的质量m和相对高度h的关系为:Ep=mgh.
(1)如图甲所示,小球A在真空中自由下落,另一个完全相同的小球B在阻力很大的液体中匀速下落,它们都由高度为h1处下落到高度为h2处,在这两种情况下,小球
(2)如图乙所示,一个物体从高为h的光滑斜面顶端,由静止开始滑下,不计空气阻力,物体滑到斜面底端时的速度v=
(3)如图丙所示,把一个小球用细线悬挂起来,就成为一个单摆,如图.若摆长为L1 =1m,将小球拉至离原竖直方向L2 =0.6m距离,静止释放,不计空气阻力,则当小球运动到最低处时的速度v=
冰上的“国际象棋”——冰壶
冰壶(Curling)又称掷冰壶,冰上溜石,是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目,被大家喻为冰上的“国际象棋”,它考验参与者的体能与脑力,展现动静之美,取舍之智慧。
玩冰壶,首先要有“三大件”:冰壶、冰壶鞋和冰壶刷。
冰壶对于材料有特殊的要求,首先是要坚硬,其次是在低温条件下不能被撞裂了,也就是抗冲击强度大。人们发现当花岗岩中的石英含量较低时,壶体在低温的环境下撞击时才不会破裂。
冰壶运动员穿的鞋底很独特。两个鞋底质地不同,蹬起蹬器的那只脚的鞋底由橡胶制成,而滑行的那只脚的鞋底由塑料制成。
冰壶比赛时用的冰壶刷通常是用合成鬃或者马鬃制成,用冰壶刷擦冰时可以使冰层表面熔化,从而使冰变成薄薄的一层水。
比赛前,向比较平整的冰面上均匀的喷洒细小的水滴,冰面上就有了一个一个小冰珠。比赛时,投掷队员用力蹬起蹬器,手推着冰壶在冰面上滑行,如图1所示,在投掷线前必须将冰壶掷出。当冰壶离开手后在冰面上滑行时,两名队友在冰壶前用冰壶刷擦冰面,如图2所示,从而调整冰壶的方向和速度。比赛时,队长通过大声喊叫来提示擦冰的队友,以确保冰壶以预定的方向和路径运动,所以冰壶比赛也是“大声喊叫”的比赛。投掷的冰壶在冰面上移动时的轨迹,实际是一条弧线,这就是冰壶的英文名Curling——卷曲的由来。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)冰壶对于材料有特殊要求,主要依据其材料的
(2)当冰壶离开手后在冰面上滑行,两名队友在冰壶前用冰壶刷擦冰面的过程中,冰壶的动能
(3)请分别举出文中一个增大摩擦的例子和一个减小摩擦的例子。
【推荐1】汽车已经逐渐成为人们出行的主要交通工具。家庭使用的小汽车既有传统的燃油汽车,又有电动汽车。请根据你学到的物理知识回答下列有关问题:
(1)如图甲所示为传统燃油汽车的四冲程内燃机的各冲程的示意图,一个工作循环合理的顺序应该为
(2)当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率将
(3)如图乙所示是燃油车测定油箱内油量的原理图,O为杠杆支点,油量表是由
(4)为保证可乘人员的安全,汽车上设有安全带未系提示系统.当乘客坐在座椅上时,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;若系上安全带,则开关S2闭合,指示灯熄灭。如图丙所示。设计比较合理的电路图是
(5)如图丁所示,图1是电动汽车油门示意图,其实质是变阻器。脚往下踩“油门”时,滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动。通过控制流经电动机电流的大小来控制汽车速度。电动汽车速度与电流大小的关系如图2所示。该油门是通过改变接入电路中电阻圈的
神奇的光伏高速公路
12月28日,全球首条承载式光伏高速公路在山东济南通车。该试验段全长1120米,光伏路面铺设长度1080米。光伏路面的最顶层是类似毛玻璃的半透明新型材料,摩擦系数高于传统沥青路面,保证轮胎不打滑的同时,还拥有较高的透光率,可以让阳光穿透它,使下面的太阳能电池对汽车充电,它就好像一个巨大的充电宝,在冬季,这段路面还可以将光能转化为内能,消融冰冻积雪,确保行车安全。目前,路面下还预留了电磁感应线圈,未来随着电动汽车无线技术的配套,可实现电动汽车在此路段行驶过程中,边跑边充电。预留的信息化端口未来还可接入各种信息采集设备,车辆信息、拥堵状况等信息将汇聚成交通大数据。
(1)太阳能电池板给汽车充电,将预留的金属线圈与太阳能电池相连,线圈中会产生电流,电流周围就会产生磁场,当电动汽车内的线圈随汽车运动时,线圈在磁场中做
(2)光伏高速公路的设计应用了许多物理知识,请你写出一条:
(3)在光伏高速公路行驶的电动汽车与汽油机汽车相比,它的优点是
近年来全球气温逐渐上升,在“双碳”目标的背景之下,山西大同的“大熊猫”光伏发电站再一次走进人们的视野。光伏发电的原理是什么呢?光伏发电系统的主要部件是太阳能电池板(组件)、蓄电池组、充放电控制器等。太阳能电池利用半导体的光电效应原理发电,光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收,电子吸收的能量足够大,能克服金属内部引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子,产生电能。蓄电池组是贮存太阳能电池方阵接受光照所产生的电能,并可随时向负载供电的设备。控制器是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。光伏发电系统的特点是可靠性高,使用寿命长,不污染环境,能有效减少碳排放缓解温室效应。
(1)太阳能电池利用
(2)蓄电池充电时将电能转化为
风力发电
风电技术就是利用风能发电的技术,开发风电技术是当今诸多国家的发展重要战略,我们仪征月塘、大仪等乡镇就已经安装了许多风力发电机,如图甲。
如图乙,风力发电是利用风力带动风车叶片旋转,并通过增速机将旋转的速度提高,从而带动风机内的发电机发电。发电机所发的电通过电缆输送到升压变压器提升电压后,由高压输电线路输送给用户。
风电是清洁能源,每生产1度电,就可相应节约标准煤,同时减少污染排放碳粉尘、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物。
请回答下列问题:
(1)风能属于
(2)华锐风电科技集团研发的SL6000风力发电机组,最大发电功率为。此风力发电机组满功率工作,可生产
(3)远距离输电,若输送电能的功率为P、输电电压为U、输电线路总电阻为R,则输电线路因发热而造成的电能损失功率
(4)如表为不同风速下每台风力发电机组输出的电功率。
风速 | 3 | 6 | 9 | 12 | 15 | 18 | … |
输出功率/kW | 20 | 160 | 540 | 1280 | 2500 | 4320 | … |
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,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
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,推动叶片或者活塞运动的发动机,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,就可在4个小时内完成充气;二是到指定的加气站,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
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
混合动力汽车
通常所说的混合动力汽车,一般是指油电混合动力汽车,如图甲,采用传统的内燃机(柴油机或汽油机)和电动机作为动力源。该混合动力汽车启动时,内燃机不工作,车内蓄电池输出能量;当高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输出能量,同时又可以向蓄电池充电;当车辆需要全力加速时,内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。
(1)汽车照明灯的灯泡内装有较亮的远光灯丝和较暗的近光灯丝,两根灯丝可根据需要交替工作,汽车照明灯内的近光灯丝和远光灯丝是
(2)蓄电池充电时将电能转化为
(3)图乙为该汽车的四冲程内燃机的各冲程的示意图,其中吸气冲程的是
(4)当内燃机启动,汽油完全燃烧产生总能量,既可以向车轮输出能量,同时又可以向蓄电池充电。在某次出行的过程中,共消耗汽油7kg,若该汽车内燃机的效率为53%,在水平道路上匀速行驶170km,水平道路的平均阻力为1000N,最终使蓄电池增加的电能为
(1)图1实验中的能量转化方式与图2中汽油机的
(2)图2中四个冲程的工作顺序是
A.丙丁乙甲 B.丙甲丁乙 C.乙丁丙甲 D.甲丁乙丙
(3)汽油机的一个工作循环对外做功
(4)柴油机的一个工作循环中飞轮和曲轴转动
(5)“涡轮增压”是一种利用内燃机运作所产生的废气驱动空气压缩机的技术,利用热机排出的废气带动涡轮旋转,将新鲜空气压缩后再送到进气门。一台发动机装上涡轮增压器后,其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高。由此可见“涡轮增压”主要是采取
A.使燃料更充分燃烧 B.减少热损失