(2)核心舱在太空中主要靠太阳能来维持运转,太阳能是
(3)地面控制站对核心舱发射频率为1.5×109Hz的电磁波实施控制,则该电磁波的波长要比无线电波(频率约为108Hz)的波长要
(4)若火箭将核心舱以5km/s的平均速度送到预定轨道,每秒种消耗燃料2000升,则共需要燃料
(5)若核心舱运行轨道平面与赤道平面重合,轨道周期和地球在惯性空间中的自转方向一致,则核心舱绕地球转一周大约需要
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如图甲是我国首艘“海上飞船”——“翔州1”。它的最大起飞质量为2.5t,巡航速度140~160km/h,最大航速可达210km/h,最高能爬升至150m,可乘坐7人。它既可以在水中航行,又可以贴近水面飞行。该设计利用了“翼地效应”,即当运动的飞行器距离地面(或水面)很近时,气流流过机翼后会向后下方流动,这时地面(或水面)将产生一股向上的反推力,使整个机体的上下压力差增大,升力会陡然增加,阻力减小。
(1)“翔州1”在水面上飞行时,机翼
(2)“翔州1”在平静的水面上由静止开始运动,若运动过程中受到的阻力不变,水平方向获得的动力F随运动时间t的变化关系如图乙所示。t=50s后,“翔州1”以20m/s的速度做匀速直线运动。则在0~50s内,“翔州1”的运动状态是
(3)“翔州1”在空中飞行时,流过机翼上方的气流速度
(4)“翔州1”靠岸后,有5名乘客登岸,则船排开海水的体积约减少
嫦娥四号的“三双眼睛”
2019年1月3日,嫦娥四号月球探测器成功登陆月球,成为人类历史上首个在月球背面实现软着陆的月球探测器。嫦娥四号与嫦娥三号一样,仍由着陆器和巡视器(又叫月球车)组成。嫦娥四号探测任务的成功依赖于探测器上的三大光学装备-激光测距敏感器、激光三维成像敏感器和红外成像光谱仪。
其中,激光测距敏感器和激光三维成像敏感器是嫦娥四号落月过程中必不可少的“眼睛”,堪称确保探测器安全着陆最关键、最核心的技术装备。在嫦娥四号着陆器距离月面15千米高度时,激光测距敏感器开始工作。每秒向月面发射两次激光脉冲,在月球表面接近真空的环境下,激光几乎可以毫无损失的到达月球表面。激光测距敏感器通过测量月面回波脉冲信号与激光发射脉冲信号的时间间隔、获得嫦娥四号着陆器相对于月面的精确距离。当嫦娥四号到达距月面100米的悬停位置时,激光三维成像敏感器开始工作;采集月面的三维图像,将高于月面15厘米的石头或低于月面15厘米的坑识别出来,确保探测器降落在安全区域。如此精细的扫描成像工作,在短短几秒内就完成了。
此外,嫦娥四号携带的月球车(玉兔二号)装载了“红外眼”一红外成像光谱仪。其工作原理是将一束包含不同频率的红外线照射到月面物质上,当物质吸收了一定频率的红外线后,相应频率的射线被减弱。通过比较红外线被吸收的情况(吸收光谱)分析出月球表面物质的成分。
激光测距敏感器、激光三维成像敏感器和红外成像光谱仪共同构成了嫦娥四号的“三双眼睛”,助力嫦娥四号高效精准的完成月球探测任务。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)在三大光学装备中,能够识别月球表面平整程度,确保探测器降落在安全区域的是
(2)在嫦娥四号落月过程中,激光测距敏感器开始工作时,向月面发射一束激光脉冲,
(3)利用超声波回声测距也是一种重要的测距方式。嫦娥四号的落月过程
(4)红外成像光谱仪是利用红外线工作的光学装备,请你再列举一个应用红外线的实例:
智能手机
智能手机就像个人电脑一样,具有独立的操作系统,独立的运行空间,可以由用户自行安装软件、游戏、导航等程序,并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入。
小明在智能手机上安装了一些应用软件后,打开手机中的GPS定位软件,可以通过卫星反射电磁波,精确定位手机所在的位置,根据位置的移动进行测速、测距、导航等;手机前后有两个摄像头,后置摄像头内的透镜组合,相当于焦距为2.1mm凸透镜,前置摄像头利用应用软件,可以实现自拍和照镜子的功能。
(1)下列关于手机的说法中,错误的是
A.打电话时可通过音色辨别出熟人
B.正在发光的手机屏幕是光源
C.增大音量是改变了声音的响度
D.卫星是通过超声波对手机进行定位
(2)如图甲生活中常用的二维码,设备扫描二维码后可获取所含的信息。扫描时,
(3)如图乙所示,小明打开手机中的跑步软件记录了一次跑步数据,图中“”表示小明跑1千米所用时间为6min15s,则他此次跑步的平均配速为
北斗卫星导航系统
2015年3月30日,搭载首颗新一代北斗导航卫星的长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射,成功将北斗卫星导航系统第17颗卫星送入工作轨道,标志着我国北斗卫星导航系统由区域运行向全球拓展的启动实施.
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成.5颗静止轨道卫星定点位置为东经58.75°、80°、110.5°、140°、160°,离地面的高度约为3.60×10km;30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星,中轨道卫星轨道离地面高度约为2.15×10km.
预计到2020年,我国将建成覆盖全球的北斗卫星导航系统,其定位精度1—2m,定位时间3s,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力.
请回答下列问题:
(1)长征三号丙运载火箭发射加速升空过程中,火箭的机械能
(2)北斗卫星导航系统的空间段由
(3)若从地面向静止轨道卫星发送电磁波信号,至少需要
微波炉
1946年美国斯潘瑟在一个偶然的机会,发现微波熔化了糖果。事实证明,微波辐射能引起食物内部的分子振动,从而产生热量。
微波是一种电磁波,这种电磁波的能量不仅比通常的无线电波大得多,还有以下几个重要特性:①微波一碰到金属就发生反射,金属根本没有办法吸收或传导它;②微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料,但不会消耗能量;③含有水分的食物,微波不但不能透过,其能量反而会被吸收。微波炉正是利用微波的这些特性制作的。为便于人们观察里面的食物,微波炉安装了玻璃炉门,装食物的容器则用绝缘材料制成。微波炉的心脏是磁控管,这个叫磁控管的电子管是个微波发生器,它能产生每秒钟振动24.5亿次的微波。这种肉眼看不见的微波,能穿透食物达5cm深,并使食物中的水分子吸收其能量发生剧烈的振动,产生了大量的内能,于是食物就“煮”熟了。这就是微波炉加热的原理。目前,其他各种炉灶的热效率无法与它相比,而微波炉由于烹饪的时间很短,能很好地保持食物中的维生素和天然风味。
(1)微波在真空中的传播速度为
(2)为防止微波泄漏对人体造成伤害,在微波炉的玻璃炉门内侧应装有
(3)小雨家新买了一台微波炉,刚接入电路,家里的空气开关就自动断开了,这是因为:家庭电路的电压一定,接入微波炉后,电路中的
极紫外光,又称极端紫外线辐射,是指电磁波谱中波长从121纳米到10纳米的电磁辐射。极紫外光刻(Extremeultra-violet),常称作EUV光刻,它以波长为10纳米-14纳米(频率为3×1016Hz-2.14×1016Hz)的极紫外光作为光源的光刻技术。具体为采用波长为13.4nm的紫外线。极紫外线就是指需要通过通电激发紫外线管的K极然后放射出紫外线。(1)如图1所示,灯光照射在Mate60RS非凡大师版本手机上,机身上部比下部暗,机身下部明亮是由于灯光在手机下部发生
(2)如图2所示,静谧空间通话功能所采集的声纹信息主要属于乐音三个特征中的:
(3)天通一号卫星相对地球静止,下图中哪个轨道是天通一号卫星所处轨道
空气能热水器
空气能热水器是吸收空气的热能来制造热水的装置。如图是空气能热水器的工作原理示意图,它主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成。制冷剂是一种在常温下极易汽化的液体,它在毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器之间循环过程与我们所熟悉的电冰箱的制冷循环过程相同,其工作过程如下:
A.液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器,在蒸发器迅速①,变成蒸气并从空气中吸收热能。
B.制冷剂经过蒸发器生成的蒸气被压缩机压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器
C.在冷凝器中,高温高压的蒸气将热能传递给冷水并液化成液态制冷剂。制冷剂依此不断循环流动,使水的温度不断上升。(1)给短文中的①处补写上适当的物态变化:
(2)在循环过程中,制冷剂流经部件
A.毛细管B.冷凝器C.压缩机D.蒸发器
(3)在循环过程中,高温高压的蒸气在冷凝器中通过
(4)制冷剂在工作循环过程中,将
(5)根据空气能热水器的工作原理,管中的“制冷剂”应具有
A.沸点低
B.沸点高
C.熔点低
D.熔点高
智能汽车
汽车是我们生活中的代步工具,随着科学技术的发展,汽车也越来越智能化。
冬天,前挡风玻璃上出现白雾时,汽车能自动启动除雾功能,向前挡玻璃吹出热风,一会儿白雾就消失了。车身配有多个雷达,能够判断车与障碍物的距离,充分提高了行车的安全性。车窗采用“智能玻璃”,这种玻璃可具有单向透光功能,能从车内看到车外明亮的景物,而从车外看不见较暗的车内景象。这种玻璃还能根据车外的光照度,自动调节透明度,使车内有良好的亮度和温度。
汽车抬头显示系统(如图甲),简称HUD.HUD利用平面镜成像原理(如图乙),将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,驾驶员透过挡风玻璃往前方看的时候,能够在看到车外的景象的同时,不必低头就可以看到车辆行驶信息,如车速、油耗、导航等,从而避免分散对前方道路的注意力,确保驾驶舒适安全。
(1)冬天行车时,汽车挡风玻璃的
(2)下列与汽车相关说法中正确的是
A.汽车雷达能够发出次声波,判断车与障碍物的距离
B.透过玻璃看到的“车外的景物”是景物的实像
C.玻璃具有单向透光功能时,光路是不可逆的
D.夜间行车时为了让司机更清楚的看到路况,车内应不开灯
(3)“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度,实现车内的光照度为一个适宜的定值,经测算车外光照度和玻璃的透明度的关系图像如图丙所示,则该车车内光照度为
(4)已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上,通过挡风玻璃成垂直于水平面的像,则挡风玻璃与水平面夹角为
(5)为了使挡风玻璃所成的像离人眼距离达2米以上,甚至更远,以便避免观察数据时眼睛的疲劳,下列做法可行的是
A.将显示器上的字体变大
B.将显示器安装在后挡风玻璃上
C.让显示器上的信息通过多面平面镜多次成像
气体的临界温度
所有的气体都可以发生液化,但每一种气体都有一个特定的温度,在这个温度以上,无论怎样压缩,气体都不会液化,这个温度叫临界温度。临界温度是物质以液态形式出现的最高温度,各种物质的临界温度不同,有的高于常温,如水的临界温度是374℃,酒精的临界温度是243℃,因此在常温下它们通常以液态形式出现;有的低于常温,如氧的临界温度是,氮的临界温度是,所以我们时常认为它们是气态。城市的各大小区都有接通天然气管道,我们通常使用运输LNG(液化天然气)的运输船通过海上运输,运输船运输途中一般要将天然气冷却至,是天然气在常压下的液化温度,天然气的要分是甲烷,是甲烷的临界温度。
(1)使气体液化的方法有
(2)在食物包装袋里填充氮气可延长食物保质期,在常温下氮气
(3)气体打火机里的燃料主要成分是丁烷,临界温度为151℃,常压下沸点(液化温度)是,所以丁烷常压下是
(4)判断题(请在对应的横线用符号“√”或“×”标注)
①100℃以下也有气态的水
②天然气在常温下加压是无法液化的
(5)如图所示为某种物质在不同压力和温度下的状态图,实线上下分别表示该物质所处的状态,下列说法中,正确的是
B.温度在熔点与临界温度之间时,实线上方为气态
C.只有在温度高于临界温度时才是气态
D.温度介于熔点和临界温度之间时都为液态
从蒸汽机到飞机
最早的热机是蒸汽机,原始的蒸汽机体积庞大,效率很低,随着社会的发展,迫切需要轻便的热机,于是,内燃机应运而生。内燃机分为汽油机、柴油机两大类,燃料分别是汽油和柴油。内燃机工作时不需要携带大量的水和煤,质量减小了,燃料在汽缸内燃烧的更充分,且热损失小,效率提高了……早期的飞机是由内燃机提供动力,从上世纪40年代开始,飞机越来越多的使用喷气发动机,机身也更多的采用复合材料,飞机的起落架上装有如图甲的导电搭地线,落地时把飞机因摩擦而带的电导入地下,防止因放电发生危险,飞机机翼的横截面如图乙所示。(1)提高内燃机效率的途径很多,请根据文中描述列举一条:
(2)现代飞机不安装导电的搭地线,而采用特殊的橡胶轮胎,落地时与导电搭地线起到同样的效果,这种特殊的橡胶一定是
(3)汽油机工作时燃烧的汽油是属于
(4)由图乙可知,当飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,由于机翼横截面上、下不对称,机翼上表面空气流速大于下表面空气流速,下表面比上表面的压强
化石能源目前仍是世界上许多国家的主要能源,但化石能源的大量开采利用使化石能源接近枯竭,也给人类生存环境带来极大的隐患。石油危机、环境污染,在全球范围内引起了人类对能源问题的思考,我国对此问题尤为重视。为了解决环境污染、能源枯竭问题,中国率先在75届联合国大会上提出“碳达峰”“碳中和”两个奋斗目标,同时大力发展风能、太阳能、核能等新能源。我国风力资源丰富,在东南沿海、西北沙漠优势突出。风能用之不竭、清洁环保,所以我国加大风能的开发和利用。如图甲是我国某风力发电基地,风力发电机组主要由风机叶片和发电机组组成。(1)风力发电是把风能转化为电能,风能是
(2)某段风机叶片的形状像飞机的机翼,若叶片位置和风向如图乙所示,由于叶片两面形状不同导致叶片两面空气流速不同,从而产生
(3)某风力发电机输出功率与风速的关系如图丙所示。由图像可知,当风速在到之间时,风速越大,风力发电机输出功率
光伏发电
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应,将光能转化为电能的一种技术,通常其工作系统主要由太阳能电池、控制器和蓄电池等部分组成。简化电路如图所示,控制器可以发射控制信号,当太阳光照射太阳能电池发电时,控制信号将开关S1闭合、S2断开,太阳能电池向蓄电池充电;当控制信号将开关S1断开、S2闭合时,蓄电池向外供电。
太阳能电池吸收光能,使其两端出现异种电荷的积累,太阳能电池的两端产生电压,将光能转化成电能,这就是“光生伏特效应”。光-电转化效率是太阳能电池的一个关键参数指标,所谓“光-电转化效率”简单的理解就是指太阳能电池将照射到它表面的光能转化成电能的效率,可以用太阳能电池产生的电能除以太阳能电池接收到的太阳能来计算。根据所用材料的不同,太阳能电池可分为硅太阳能电池、化合物太阳能电池等。其中单晶硅太阳能电池转化效率较高,在实际中投入使用时的效率可达到15%。
太阳能是可再生能源,比石油、煤炭等不可再生的矿物能源的利用更加有利于环境保护。应用太阳能光伏发电技术不仅缓解了能源短缺的现状,针对偏远地区存在的电能供应不足问题,太阳能光伏发电技术更是发挥了自身的优势,给人们的生活带来了全新的改变。国家能源局于2013年11月18日发布《分布式光伏发电项目管理暂行办法》,鼓励各类企业或个人等作为项目单位,投资建设分布式光伏发电项目。自2015年以来,我国光伏发电累计装机容量不断增长,到2020年装机容量已达到2.53×108kW。未来太阳能光伏发电技术将会持续突破、拥有广阔的发展前景。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)太阳能属于
(2)如果在太阳照射条件较好的天气里,用E1表示一段时间内太阳能电池产生的电能,用E2表示在这段时间内太阳能电池接收到的太阳能,则太阳能电池的光-电转化效率的表达式为:k=
(3)如果以2020年我国光伏发电累计装机容量来计算,每天正常发电6h(小时),则每天可发电