目前大多数汽车刹车时均采用油压制动。油压制动刹车时消耗的动能转化为内能释放 掉,形成了能源的浪费,而现在的混合动力汽车采用再生制动器,它能把汽车刹车制动时消耗的动能转化为电能储存起来,同时产生汽车所需的制动力,从而有效减少了汽车的燃油消耗、污染物排放和制动器摩擦片的磨损。
汽车刹车时再生制动器是无法提供足够的刹车阻力,仍需要与油压制动器配合使用, 产生恒定的刹车阻力来满足刹车要求。若某汽车以72km/h的速度行驶,刹车时再生制动器产生的阻力随时间变化的关系如下表:
再生制动器只会把一部分的动能再生使用,其余的动能转化为内能汽车正常行驶时, 将发动机关闭直至汽车停止的过程中,通过再生制动器将动能转化为电能的效率称为储能 效率,储能效率根据不同的使用环境有所不同。
(1)汽车在设计时充分利用了流体力学的知识,当汽车行驶时,流过它上方的空气速度比下方空气的速度大,此时,上方空气压强比下方空气压强
(2)汽车刹车时,再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间的变化情况是
A.逐渐增大 B.先增大后不变
C.先增大后减小 D.先增大,后不变,再减小
(3)在甲图中画出汽车刹车时再生制动器0 ~ 1s内产生的刹车阻力随时间变化的图像
(4)如果汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为l.0×104N,由图甲可知t=0.7s时,油压制动器还需产生
(5)某次测试中,先让汽车正常行驶,然后关闭发动机,分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下,汽车通过的路程s与对应的速度大小v计算出动能Ek,画出了对应的Ek-s图像如丙图所示,表示开启制动器的图线是
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地效翼船
如图甲,地效翼船停在水面像船,起飞后更像飞机,既可以在水中航行,又可以贴近水面飞行。这种海上飞船除了能借助机翼获得升力外,还巧妙地利用了翼地效应。翼地效应即当运动的飞行器掉到距地面(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。如图是我国研制成功的某型号地效翼船H,它的参数如下表一所示。(升阻比是指飞行器在飞行过程中,升力与飞行阻力的比值,当飞行器受到的升力大于或等于总重时才能飞行)
表一:
自重/kg | 2500 | 最大载重/kg | 1250 |
升阻比 | 20~40 | 单次最大飞行距离/km | 600 |
表二:
速度v(m/s) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
阻力f(×104N) | 1.0 | 4.0 | 9.0 | 16 | 25 |
(2)下列有关地效翼船的说法中正确的是
A.地效翼船外壳的特种钢板硬度小
B.翼地效应使船获得升力的施力物体是空气
C.地效翼船升空时受到大气压变小
D.地效翼船从长江驶入东海所受浮力变大
(3)地效翼船H满载后停在海面时,受到的浮力为
(4)请在图乙中描点作出地效翼船H在海面航行时受到阻力f与速度v的关系图线
(5)当地效翼船H以55m/s的水平速度飞行时,载重为500kg,升阻比为25,则它受到的飞行阻力为
(6)若有6位中学生从岸上登上地效翼船H参观,则地效翼船H排开海水的体积约增加
燃油无人机
如图为某款使用燃油发动机为动力的无人机,具有载荷能力大、续航时长等特点。该无人机外壳初期设计是用钢制作的,后来用研制出的极轻新型复合材料制作,外壳质量减少了590kg,提高了载荷量。下表为该无人机的部分参数。升阻比是指飞机受空气的升力与阻力的比值。飞机飞行时的空气阻力与迎风面积、飞行速度的平方均成正比。(ρ钢=7.9×103kg/m3,g=10N/kg)
升阻比 | 15~20 | 最大载荷量/t | 1 |
最大迎风面积/m2 | 10 | 机身外壳质量/kg | 200 |
最大载油量/L | 375 | 机身质量(含外壳)/t | 1.1 |
(2)下列做法中,目的与无人机前端设计成表面光滑相同的是
A.房室的地基承重面较大
B.体操运动员手上涂镁粉
C.注射器的针头做得很尖
D.在机器转轴处加润滑油
(3)燃油密度为0.8×103kg/m3,该无人机一次最多可加燃油
(4)无人机外壳使用复合材料制作后,无人机的载荷量提高了
(5)若无人机的飞行速度和受到的空气升力不变,增加迎风面积,则该无人机的升阻比
背负式机动喷雾喷粉机
背负或机动喷雾喷粉机(以下简称背负机)主要由机架、离心风机、汽油机、油箱、药箱和喷洒装置等部件组成,如图甲所示。图乙为工作原理图,离心风机与汽油机输出轴直连,汽油机带动风机叶轮旋转,产生高速气流,并在风机出口处形成一定压力,其中大部分高速气流经风机出口流经喷管,而少量气流流进药箱内,使药箱中形成一定的气压,消毒液在压力的作用下流到喷头,从喷嘴周围的小孔以一定的流量流出,先与喷嘴叶片相撞,初步雾化,再与高速气流在喷口中冲击相遇,进一步雾化,弥散成细小雾粒,并随气流吹到很远的前方。
表一:背负机部分参数 | |
净重(kg) | 12 |
药箱容积(L) | 15 |
油箱容积(L) | 1 |
表二:公共场合消杀标准 | |
消毒液配比用量参照表 | |
浓度(药液和水质量比) | 1∶100 |
混合液喷洒浓度 | 100mL/m2 |
(2)关于喷雾喷粉机,以下说法正确的是
A.汽油机带动风机叶轮旋转时,叶轮惯性越来越大
B.气流在流动过程中,流速越大,压强越大
C.喷洒管选用塑料的原因是利用了塑料的隔热性好
D.在喷洒过程中,消毒液对容器底部压强越来越小
(3)下表为喷头流量的性能测试参数,流量指单位时间内喷头送出消毒液的体积。由表中数据可知,流量随喷头面积的增大而
喷头面积S/mm2 | 0.5 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 |
流量Q/(mm3/s) | 12.5 | 18.0 | 32.0 | 72.0 |
②使用该型号背负机给场地面积为500m²的体育馆进行标准消杀,至少需要装满多少桶消毒液
科技赋能,助力绿色冬奥,2022年科技助力北京冬奥,实现了举办“绿色冬奥”的设想。冬奥场馆温度最低达零下30多度,在如此冷的环境中,如何让颁奖礼仪服装既美观舒适,又能保暖呢?科技人员在衣服内胆里添加了黑色的材料——第二代石墨烯发热材料,石墨烯是一种二维晶体,其电热转换效率达,产生的热量均匀辐射出来给人体加热。
如图是北京冬奥会火炬“飞扬”,它造型优美飘逸,质地坚固,握在手上感觉很轻,不觉得冰凉。火炬采用氢作燃料,由于氢气密度非常小,手持火炬体型小,限制了氢气瓶的体积,为储存足量的氢气,研发团队用高压将12克氢气压缩进氢气瓶放入火炬,燃烧时减压阀将瓶内氢气从420公斤力每平方厘米减至接近标准大气压等于1公斤力每平方厘米,且保持稳定流量,氢的燃烧温度能达到,一般的复合材料都经不住的考验。研发团队研制出的一种碳纤维新材料,可经受的高温,相同体积下较铝合金外壳轻以上。
(1)石墨烯通电后产生的热量以
(2)下列对新材料的认识中,正确的是
A.石墨烯通电发热说明其导电性能较弱
B.石墨烯没有固定的熔化温度
C.碳纤维的密度比铝合金大
D.碳纤维复合材料的导热性能弱
(3)冬奥会使用的氢能属于
气压 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
体积 |
(4)若火炬“飞扬”某次试用400s,匀速喷出的氢气完全燃烧可使1.5千克的水水温升高80℃,水的比热容为c=4.2×103 J/(kg⋅℃),则水吸收的热量为
近年来,汽车在给人们带来便利的同时,也给环境造成非常大的压力,于是新能源汽车就顺势而生了,很多汽车生产厂家为了迎合消费者的观念,生产了油电混动汽车。某款油电混动汽车不仅可以使用电力当作动力,也可以使用汽油当作动力。当车辆快速行驶或蓄电池储存电能过低时,只有内燃机工作,既向车轮输出能量,又给蓄电池充电,从而提高能量利用率(能量利用率指有效利用能量占全部能量的百分比)。并且该油电混动汽车行驶时,“油门”踏板一旦被松开,汽车便启动动力回收系统,将减速运动时的部分动能转化为电能储存在电池组中,进一步提高能量利用率。
(1)这款车的车轮胎表面布满凹凸不平的花纹是为了
(2)内燃机工作时,飞轮转了3000转,则该过程中发动机完成
(3)利用充电桩对汽车蓄电池充电时,蓄电池相当于电路中的
(4)启用动力回收系统后,刹车距离比不启用时要
(5)某次测试人员驾驶一辆油电混动汽车在平直公路上以的速度匀速行驶2h,消耗燃油10kg,行驶时汽车所受阻力为2000N。此过程中,蓄电池储存的能量由满电的30%增大至满电的70%。在测试过程中的能量利用率为
绿色环保的电动汽车
中国是世界最大的电动汽车市场,电动汽车提供了一种更清洁的个人交通工具,某款家用电动汽车配有U形座椅、车载导航、倒车雷达、麦弗逊式悬架、真空轮胎等装置。汽车座椅设计成能增大乘客与座椅接触面积的U形。座椅内部装有电热装置,冬季使用时,人坐上去温暖舒适,图甲为座椅电热装置的电路原理图,电源电压恒定,装置设有“高温”、“低温”、“关”三个挡位,其中高温功率为36W,低温功率为9W,导航系统可按个人喜好选择不同的语音播报路况,倒车时,倒车雷达利用超声波探测障碍物位置,使倒车更容易、更安全。
麦弗逊式悬架(图乙)是车身与车轮之间的传力部件,由螺旋弹簧和减振器有机组合,悬架工作时车身先压缩弹簧一段距离,之后将弹簧和减振器一起压缩,减缓行驶过程中车辆的振动。
车轮选用真空轮胎,即无内胎的充气轮胎,空气直接充进轮胎内腔,车辆高速行驶时由于轮胎和路面摩擦而产生的热量,由内部空气经钢圈直接传递出去,快速降低轮胎温度,轮胎的负荷指轮胎承受的压力,与轮胎气压有关,如表是汽车静止时在轮胎发生标准形变的条件下,每只轮胎的负荷F与轮胎气压p的参数。
气压p/kPa | 120 | 150 | 180 | 200 | 240 |
负荷F/N | 2920 | 3400 | 3880 | 4200 | 4840 |
(1)北斗导航仪是我国自主建设的卫星导航定位系统,汽车接收到卫星信号是通过
(2)下列有关汽车的说法中不正确的是
A.轮胎的钢圈是热的良导体
B.倒车雷达原理与“声呐测距”相同
C.U形座椅是为了增大压强
D.弹簧和减振器被压缩时弹性势能增大
(3)座椅处于低温挡正常工作5min消耗的电能为
(4)车辆高速行驶时,由于轮胎和路面摩擦而产生的热量,是通过
(5)用两根轻弹簧可以模拟汽车悬架。如图丙,在一根大弹簧内套有一根小弹簧,它们的下端都固定在水平面上,压缩该弹簧组合,测得压力F与压缩距离Δl之间的关系图线如图丁所示,则当两弹簧均处于自由状态时,它们上端点间的距离为x=
(6)若该车整车总质量为1.5t,受到的阻力为整车总重的9%,使用电动机作为动力来源,当该车以18km/h的速度沿水平方向匀速行驶1km,电动机的牵引功率占电源输出总功率的75%,则电源输出的总功率为
新冠病毒的核酸检测
紫外线照射荧光物质时,使荧光物质获得能量后会发出有色荧光。我们通过监测这种荧光可判断出被照射物质的种类及含量等信息,该方法通常被称为光谱分析法。
核酸检测是阻击新冠疫情蔓延的有效手段,如图甲所示是采集核酸样品时的情景。由于采样样品的初始病毒含量极低,检测仪检测不出,医技人员对核酸样品进行多次培养过程中,对病毒进行荧光标记。如图乙所示,当紫外线照射到被标记荧光物质的新冠病毒时,使电子加速偏移向高能轨道,原子就可以发出荧光,与病毒含量成正比,检测人员根据荧光强度即可判断病毒含量。
若病毒初始值为N,扩增次数为n,病毒扩增后的含量R与扩增次数n的关系是:R=N×2n(称做阈值)时的CT值作为判断是否阳性的依据。我国规定,新冠病毒含量达到阈值时,达到或高于37为阴性,如图丙所示为病毒含量R与CT值的关系图线。
(1)荧光物质被紫外线照射后,发出的有色荧光
(2)样品中荧光物质被紫外线照射后发出的荧光强度增强,则病毒含量越
(3)利用光谱分析来进行核酸检测,此过程中荧光物质
A.获得能量传递了信息
B.获得信息传递了能量
C.获得能量并传递了能量
D.获得信息并传递了信息
(4)下列是几个样本的荧光强度Rn与CT值的关系图,其中属于阳性的是
新冠病毒的核酸检测
紫外线照射荧光物质时,会使荧光物质发出有色荧光。我们通过监测这种荧光可判断出被照射物质的种类及含量等信息,该方法通常被称为光谱分析法。
核酸检测是阻击新冠疫情蔓延的有效手段,如题图甲所示是采集核酸样品时的情景。由于采样样品的初始病毒含量极低,检测仪检测不出,需要对样品进行培养扩增。
医技人员对核酸样品进行多次培养过程中,对病毒进行荧光标记。如题图乙所示,当紫外线照射到被标记荧光物质的新冠病毒时,组成病毒的原子吸收紫外线的能量,使电子加速偏移向高能轨道,原子发出荧光,发出的荧光强度与病毒含量成正比,检测人员根据荧光强度即可判断病毒含量。
若病毒初始值为N,扩增次数为n,病毒扩增后的含量R与扩增次数n的关系是:R=N×2n,医学上将n称为CT值。检测时以病毒含量扩增至某一值(称做阈值)时的CT值作为判断是否阳性的依据。我国规定,新冠病毒含量达到阈值时,CT值小于37为阳性,达到或高于37为阴性,如题图丙所示为病毒含量R与CT值的关系图线。为提高核酸检测的准确率,要连续多天对密切接触人员进行采样检测。
(1)样品中荧光物质被紫外线照射后发出的荧光强度增强,则
(2)原子被紫外线照射后,使电子偏移向高能轨道,此过程中
A.电子能量增加,原子核对电子的作用力增大
B.电子能量增加,原子核对电子的作用力减小
C.电子能量减小,原子核对电子的作用力增大
D.电子能量减小,原子核对电子的作用力减小
(3)利用光谱分析来进行核酸检测,此过程中
A.获得信息并传递信息
B.获得能量并传递能量
C.获得信息并传递能量
D.获得能量并传递信息
(4)下列是几个样本的荧光强度与CT值的关系图,其中属于阳性的是
(5)为了降低新冠病毒检测标准,下列方法可行的是
①控制阈值一定,降低CT值 ②控制CT值一定,降低阈值
A.只有① B.只有② C.①②都行 D.①②不都行
负压式救护车
2020 年 2 月 5 日下午,经过 11 天加班赶产的 20 辆负压救护车,在安徽芜湖全部完工并顺利交付。这批负压救护车将由安徽省经信厅统一调配,发往疫情形势严重地区,用于感染者的安全隔离与转运,后经国内汽车厂家的合作,“负压救护车”的产能进一步提升。截至 2 月 15 日,累计 360 辆负压救护车交付湖北抗疫一线使用。那么,什么是负压式救护车?这种救护车较常见的救护车又有何区别呢?其实,这种车最大的特点是负压。所谓负压,就是利用技术手段,使车内气压低于外界大气压,这样空气在自由流动时只能由车外流向车内,并且可以利用真空泵将车内的空气通入特制的电热丝容器内进行高温消毒后排出,在救治和转运传染病人时可以最大限度地减少交叉感染的几率。车上还配备了呼吸机、除颤仪、心电监护仪等全套抢救设备,安装了消毒灯、中心供氧接口等,后期清创缝合手术和心肺复苏等抢救都可以在救护车上进行,这在普通救护车上是难以实现的。
(1)相比较于普通救护车,“抗击疫情”中使用负压式救护车的最大好处是
(2)在利用电热丝高温消毒的过程中,是将
(3)负压救护车内安装了消毒灯、中心供氧接口等设备,消毒灯是利用
(4)负压空间的产生主要是通过排风机向车外空间主动排风,以及舱室的密封处理实现的。若车内气压为外界标准大气压的 90%,车顶的面积大约为 4m2,车顶受到的内外压力差为
(5)若车载排风机每 t 时间段排出空气的体积为 V,每立方米这样的空气的动能是E。若该排风机的效率为 η,则该排风机的功率的表达式为