客机C919
如图甲,我国研制的大客机C919于5月5日首飞成功.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/10/23/2059806885265408/2067063485169664/STEM/de6a274b-f333-4493-9b8e-e84d3dc454f1.png)
C919机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”,能很好地保温与吸收噪音,其单丝纤维直径只有3~5μm,1m3的质量为5kg.
机舱内先进的“呼吸系统”,使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时,能将机外—50℃以下的冷空气不断压缩,导致送入舱内的空气温度达到50℃以上,同时系统依靠传感器的自动控制,使舱内气压和温度达到舒适值.
该机有较大的翼载,翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值;机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高,所谓热效率是指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.下表是飞机的部分技术参数.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/10/23/2059806885265408/2067063485169664/STEM/82353defe9ff407abef4f8cfc1378931.png?resizew=487)
(1)阳光下,飞机尾翼呈现绿色,是因为尾翼
(2)下列关于“超细航空级玻璃棉”性质的描述中,
A.单丝纤维比头发细 B.密度与玻璃差不多
C.隔音性能相对较好 D.导热能力相对较弱
(3)在万米高空,机体1m2面积上承受内外气体的压力差约为
(4)飞机水平匀速巡航时,受到的阻力为
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汽车发动机
汽油机发动机是很多汽车的动力源。其发动机的输出功率和排量有关。排量又称工作容积,指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积,它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(如果发动机有多个气缸,所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量)。通常汽车多用的是四缸发动机,图甲所示为发动机的4个气缸(图中标注1、2、3、4),通过连杆把4个气缸的活塞连在一根曲轴上。各个气缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,都有一个气缸在做功,其他三个气缸分别是另外三个冲程,所以汽车发动机的一个完整工作循环包含有四个做功冲程,所以气缸越多的汽车,其动力越平稳连续。汽车吸气时,吸入的是汽油与空气的混合体。下表为一发动机的主要性能指标,空燃比指气缸内空气和燃油的质量比。
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排量 | 2.0L | 气缸内汽油和空气混合气体的密度 | |
发动机最大功率 | 92kW | 最大功率时发动机转速 | 5000r/min |
空燃比 | 12∶1 | 汽油的热值 |
(2)在排量一定的情况下,四缸发动机比单缸发动机具有
(3)图甲中气缸做功冲程的点火顺序为1-3-4-2,1号气缸在做功冲程,4号汽缸是
A.吸气 B.压缩 C.排气
(4)如图乙,一四缸发动机每个汽缸的工作容积均为V,做功冲程中燃气对活塞的平均压强为p。该四缸发动机中,一个气缸在一个做功冲程中燃气对活塞所做的功W=
(5)根据表中的参数,发动机以最大功率工作时,发动机的效率为
在出版行业,通常用“克重”来表示纸张的厚薄。例如,我们日常所用的打印纸的纸张克重为70g。实际上,这种表示纸张厚薄的方法与密度的知识是相关的:由于纸张的厚薄是均匀的,所以我们无需测算其单位体积的质量,只需知道它单位面积的质量即可。单位面积的质量又叫做物质的“面密度”。国家标准规定以A0、A1、A2、B1、B2等标记来表示纸张幅面规格。其中A1纸张尺寸是841mm×594mm,A2纸张尺寸是594mm×420mm。
同样,对粗细均匀的线形材料,我们也常常只考虑其单位长度的质量,单位长度的质量又叫做物质的“线密度”。
(1)我们日常所用的打印纸其克重为70g,其“面密度”记作
A.70g
B.70g/m2
C.70g•m2
D.70g/m3
(2)同种材质做成的等厚纸张,A1纸张的“面密度”
(3)家庭电路中正常使用截面积为1.5mm2和2.5mm2的铜导线,下面关于它们的“密度”和“线密度”说法正确的是
A.它们的密度和“线密度”都不相同
B.它们的密度相同,“线密度”不相同
C.它们的密度不相同,“线密度”相同
D.它们的密度和“线密度”都相同
(4)某图书所用的纸张克重为80g,如要计算其密度,还需要知道的物理量是
(5)有一捆横截面积为1.0mm2铁丝,质量为7.9kg,则该铁丝的“线密度”为
电动汽车
某品牌电动汽车(如图1)车身采用大量轻而坚硬的碳纤维材料,地板位置安装有电池系统,如表为电池系统的部分参数。
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电池系统可用能量 | 53kW•h | |
电量—里程转换率 | 132.5W•h/km | |
充电时间 | 交流慢充 | 6h |
直流快充 | 0.6h |
(1)车身采用大量碳纤维材料,是因为碳纤维不仅
(2)电动车需紧急出行而电量不足时,应选择
(3)电池充电至某一阶段时,充电电压不断增加,充电电流不断减小,该阶段为
A.限流段
B.恒流段
C.恒功率段
D.恒压段
(4)电池充满电后,理论续航里程为
(5)在充电恒压段,电池能量E随时间t变化的图像为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/21/4584c1c5-f610-4b60-9f19-1bf517f0114b.png?resizew=549)
无人机作为空中平台,以高分辨率高速摄像机、轻型光学相机、激光扫描仪等设备获取信息,用计算机对图象信息进行处理,并按照一定精度要求制作成图象。无人机航拍影像具有高清晰、高现实性的优点。下表是某小型无人机的部分参数:
参数名称 | 最大飞行半径![]() | 最大巡航速度/(![]() | 电池电压 /V | 电池容量/(![]() | 电动机额定功率/W | 拍摄速度![]() ![]() |
数据 | 5 | 50 | 24 | 2500 | 20 | 11000 |
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/25/2965743667650560/2969953203027968/STEM/60f02802-4331-4fb0-881d-ac7e24b2f4df.png?resizew=494)
(1)人们是利用遥控器通过传输信息操控无人机的,其有效操控距离最大为
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(2)无人机拍摄地面图象时,减小悬停高度可以使图象
为了使照片更清晰,还应将摄像机的镜头适当
(3)小轿车在高速公路上限速
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(4)如图乙是无人机竖直向上运动的
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5076289823db419f94e9c0c8f4aafd9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a3fb78c5f885034612c0e030b920143d.png)
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(5)电动机是控制无人机飞行状态的关键动力设备,当它正常工作时,
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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 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/31/0edaa3d7-dd7a-4c94-bb0f-a5058279353a.png?resizew=577)
(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
综合实践活动——研究固定翼无人机的升力
【提出问题】无人驾驶飞机简称“无人机”,固定翼无人机升空之前,为什么要在水平跑道上加速到一定速度才能升空呢?【实地学习】小明到科技馆了解无人机的结构及升空原理,如图甲所示,无人机由机身、机翼、尾翼和起落装置、动力装置等部分组成。机头呈现出流线型,可有效减小飞行的阻力.机翼面积较大,且它的剖面呈上凸下平,起飞前,机翼前方的螺旋桨转动,驱动无人机向前加速,空气从机翼的上、下表面流过,上表面比下表面长,因此空气在机翼上表面的速度比下表面快,伯努利原理指出,空气流速越大,其压强就越小,流速越小,压强就越大。无人机速度达到一定值,机翼上、下表面产生的向上的压力差(升力)足以克服自身的重力时,随即升空。讲解员还介绍了升力与迎角(机翼和气流角度)的关系,如图乙所示。
【实验设计】小明利用无人机模型、电子秤、电风扇等器材研究升力与速度的关系,将模型放在电子秤上,并正对电风扇,模拟无人机的加速过程,通过电子秤示数分析知道升力的大小,风量Q是指单位时间内从电风扇正面流出的空气的体积,如图丁所示。
挡位 | 弱 | 中 | 强 | 超强 |
风量 | 8 | 12 | 16 | 24 |
风速 | 1.0 | 1.5 | ________ | 3.0 |
挡位 | 弱 | 中 | 强 | 超强 |
电子秤示数 | 798 | 796 | 792 | 782 |
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【交流评价】小明和同学们从如何让无人机升空等方面进行了交流评价。
(1)关于无人机,下列对应关系
A.升力的施力物体一一空气
B.流线型机头一一减小空气阻力
C.克服自身的重力一一重力消失
D.螺旋桨驱动——力的作用是相互的
(2)分析图乙可知,当迎角为0时,升力约为
(3)分析表一可知强风挡的风速
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22964de2a093c97a8755dbe70487735e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/447a9718a502491b47072ce013c26a2f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35c901bcdfa58f0c68ad0161b0bab269.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/361d9a5cd09197796fc35ed330451a85.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/01f4c7754d554988f7451b975442209a.png)
(4)为了让无人机升空,除提高速度以外,请你再提出两个合理化的建议。①
“鲲龙”AG600
2018 年10月20日,国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600成功实现水上起降,如左图所示。“鲲龙”AG600是国家为满足森林灭火和水上救援的迫切需要,研制的大型特种用途民用飞机,既能在陆地上起降,又能在水面上起降,是一艘会飞的船。AG600可以在20秒内一次汲水12吨,单次投水救火面积可达4000余平方米,还可以在2米高海浪的复杂气象条件下实施水面救援行动,水上应急救援一次可救护50名遇险人员。“鲲龙”AG600 除了像普通飞机在陆上起降外,在任何江河湖泊,只要给它一片长1500米、宽200米、深2.5米的水域,它都能“说走就走”。最大巡航速度500公里/小时,最大航程4500公里,可从中国最北端黑龙江漠河直飞海南三亚,更可以从三亚往返中国最南端的曾母暗沙。“鲲龙”AG600作为当今世界最大一款水陆两栖飞机,AG600飞机的机身长37米、翼展达38.8米,个头儿与波音737相当,采用单船身、悬臂上单翼和前三点可收放式起落架布局,选装4台涡桨发动机。
飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标。发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比,推进效率是指发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与获得的机械能之比。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/30/2473877882232832/2477173586092032/STEM/f279da86-281f-478e-99b3-1198b7c974a7.png?resizew=247)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/30/2473877882232832/2477173586092032/STEM/11666c2f-9e70-4a6f-8800-9c796d6b957b.png)
飞机的部分参数如下表所示:
WJ6发动机数量 | 4台 | M最大起飞质量 | 53.5t |
最大巡航速度 | 500km/h | 发动机巡航推力 | 4.6×104 N |
发动机的热效率 | 40% | 发动机的推进效率 | …… |
(2)“鲲龙”AG600在水面降落的过程中,重力势能
(3)若“鲲龙”AG600某次执行任务时该飞机的总质量为48t,总体积约5×103m3。该飞机停在水平地面时,起落架的触地总面积是1.2m2,对地面的压强
(4)若“鲲龙”AG600空载时质量为40t,在水面滑行测试中,“鲲龙”AG600蓄一定质量的水,发动机牵引力的实际总功率为2500kW,飞机在水面上以36km/h的速度匀速滑行了1min,滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍,则飞机受到的阻力为
(5)“鲲龙”AG600 以最大速度满载巡航2h,消耗燃油5000kg,燃油完全燃烧获得的内能是
新能源汽车
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,于是新能源汽车就应运而生了,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)利用充电桩对汽车蓄电池充电时,蓄电池相当于电路中的
(2)启用动力回收系统后,刹车距离比不启用时要
(3)某次测试时,测试人员驾驶一辆油电混动汽车在平直公路上以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/364725a5584da4409c22ae5859f697fc.png)
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(4)如果上述测试过程中,汽车匀速行驶时,牵引力为
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f51efd0ca4b6c3d42afdc6b8feb330a1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/65d9d0d66a7f8fc34082cf8c45f64839.png)
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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
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/364725a5584da4409c22ae5859f697fc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/07b0175cdc0f07fc922359f78ceffbaa.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/58cdc0458ec51ce98cbcb23a44d6628e.png)
油电混合动力汽车
如图甲,国产某品牌油电混合动力汽车,其工作原理如图乙所示。当它以
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若普通汽车刹车时动能全部用于克服与地面的摩擦力做功,而该油电混合动力汽车在关闭发动机后,动能除用于克服与地面的摩擦力做功外,其余能量全部通过驱动电机反转为发电机给蓄电池充电。在某次测试时,同样车型的普通汽车和该油电混合动力汽车刚刚关闭发动机后,根据汽车通过路程
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(1)检修汽车同侧前后两个转向灯时,司机会拨动方向盘旁边的横杆,并观察转向灯的发光情况,司机所拨动的这根横杆相当于电路中的
(2)如图丁是该车自动测定汽车油箱内油面高度的装置原理图,下列关于该汽车说法错误的是
A.油量表实质是电压表改装而成的
B.定值电阻
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C.蓄电池充电时,电能转化为化学能
D.加油的过程中,油量表的示数变大
(3)该油电混合动力汽车以60km/h的速度匀速行驶30min时,完全燃烧3kg燃油产生的热量为
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(4)由图丙可知,表示该油电混合动力汽车进行测试的图线是
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汽车动能回收系统
为节约能源,某型号汽车在关闭发动机后,通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中,同时蓄电池又能将部分能量通过电动机向车轮输送。表中所示是该型号汽车的部分技术参数,其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机,直至汽车停止的过程中,通过发电机将动能转化为电能并储存在蓄电池的效率。耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的质量。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发电机两种情况下,汽车通过的路程s与对应的速度大小v,计算出动能Ek,作出动能Ek随路程s变化的图像,如图所示。
××型汽车 | |
满载总质量(kg) | 1500 |
储能效率(%) | 60 |
耗油量(kg/100km) | 7 |
(2)汽车消耗燃油正常行驶10km,完全燃烧这些燃油产生的热量为2.94×107J,则燃油的热值为
(3)发电机发电过程中,动能除了转化为电能外,由于发电机的线圈会发热导致温度升高,因此还有部分能量转化为
(4)若满载的汽车正常行驶时的动能为Ek0=3.75×105J,某时刻关闭发动机,同时发电机开始工作直至汽车停下来,最终有
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第五代战斗机“歼﹣20”
2021年9月,珠海国际航空展上,我国第五代战斗机“歼﹣20”首次公开亮相。它融合了全球优秀战斗机的特点,为解决散热问题,采用了新一代液体冷却系统,能将机外﹣50℃以下的低压冷空气不断压缩,使得送入舱内的空气温度达到50℃以上。同时,使舱内气压和温度达到舒适值,该飞机最大航速度达600m/s(g取10N/kg)
速度v2(×104m2•s﹣2) | 1 | 4 | 9 | 16 | 25 |
阻力f/(×104N) | 0.3 | 1.2 | 2.7 | 7.5 |
飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标,发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比,推进效率是指发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与机械能的百分比。
空战质量 | 25t | 最大起飞质量 | 37t |
最大巡航速度 | 600m/s | 发动机最大巡航推力 | 1.08×105N |
发动机的热效率 | 40% | 发动机的推进效率 |
(2)关于“歼﹣20”战斗机,下列说法中正确的是
A.舱外气体进入舱内后,气体内能增加
B.新式冷却系统使雷达含有的热量减少
C.为确保舱内温度舒适,机内空调需不断制热
D.通过热传递的方式使进入舱内的气体温度升高
(3)请在图乙中,用描点法画出阻力f与速度平方v2的关系图像
(4)“歼﹣20”以最大速度巡航0.5h,消耗燃油10t,此过程中发动机推力做功为
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