2024年春天来临,地处沿海地区的揭阳又迎来了令人苦恼的“回南天”。这是因为进入2、3月份后,逐渐有从海面吹来的暖湿气流,但由于有一轮接一轮的冷空气补充,南方的天气就进入了几天冷几天暖的“淬火模式”,冷空气的作用是使得墙壁、地面温度较低,暖湿气流到来时,遇到墙壁地板就会凝结成一片片的水雾。(1)过冷水落在地面结冰后,路面摩擦力减小是因为
(2)回南天墙壁上水雾的形成是一种
(3)与此同时,寒冷的北方人们纷纷玩起了“泼水成冰”,将一定温度的水,泼向极寒的空中,视觉效果震撼,如图所示,为了探究泼水成冰的条件,小明在寒冷的室外(零下36℃)做了三次实验:
实验一:把一杯10℃的水泼向天空,水在半空没有结冰,也没有惊艳的视觉效果。
实验二:把40℃的水泼向空中,此时出现一些水汽,但是没那种惊艳的“泼水成冰”效果。
实验三:使用95℃的热水泼向空中,奇迹出现了,热水划成弧线,形成完美的“泼水成冰”效果。
由此可以看出,泼出去的水最终形成的“冰”是一种
太空电梯
太空电梯是一种太空运输系统,它不仅是科学幻想,也是一条理论上可行的未来技术方向。如图所示,将缆绳的一端固定在位于地球赤道的基站上,另一端固定在运行的空间站上(空间站位于地球同步轨道上),就可使一个形似电梯的运载舱载着货物、人员沿缆绳驶向太空。目前,人类主要依赖的太空运输方式是化学燃料火箭,与之相比,太空电梯可以凭借缆绳以较慢的速度向太空前进,因此不用像火箭一样需要具有极高的推重比。太空电梯的路径全长超过三万公里,运载舱在地球和空间站之间来回穿梭时会与大气摩擦,使舱体的温度变高,所以需要给运载舱表面涂一层特殊的固态涂料,当涂料的状态变化时,就能达到降温效果。虽然建造太空电梯困难重重,但科学家们仍然相信它未来可期。(1)与化学燃料火箭相比,太空电梯向太空前进时,它的推重比更
(2)运载舱在地面附近穿梭时,发生的能量转化是将机械能转化为
(3)因太空电梯的运输路径很长,只靠自身携带的能源可能不够,请你展开合理想象,从能源的获取或减少能源的损耗角度提出一条合理的建议:
无所不能的智能化无人机
无人机具有成本低、智能化、生存能力强、机动性能好、使用方便等优点,在航拍、农业、植保、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检等领域都有广泛的应用。无人机携带的高分辨率高速提像机和轻型光学相机既能可见光成像、利用不同温度下物体辐射的红外线强度不同,无人机又能红外光成像,携带的激光扫描仪具有高效率、高精度、三维扫描等特点……被称为“百变小能手”。下表是某小型无人机的部分参数(帧·秒-1指每秒拍摄的画面数)。
参数名称 | 最大飞行半径R/km | 拍摄速度n/帧·秒-1 | 最大飞行速度 |
数据 | 6 | 11000 | 72 |
(2)无人机携带的高分辨率高速摄像机,下列关于摄像机说法错误的是
A.摄像机的摄像头对光有会聚作用
B.被拍摄的对象位于摄像头二倍焦距外
C.摄像头成在传感器(相当于胶片)上的像是倒立缩小的实像
D.当无人机远离被拍摄物体时,要成像仍然清晰,其镜头应该向前伸
(3)雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,尤其是PM2.5(直径小于等于颗粒物)被认为是造成雾霾天气的“元凶”。据报道,我国在早在2014年就研究出新型除雾霾无人机并已经投入使用。无人机向空中喷洒某种固体小颗粒,并迅速
(4)人们是利用遥控器操控无人机的,遥控器的有效操控距离至少要为
(5)小轿车在高速公路上限速120km/h。如图所示,交警部门利用无人机进行高速公路通行情况实时监测。某时段测得一辆轿车通行60m的过程中,高速摄像机拍摄帧数为22000帧,该轿车的行驶速度是
国家速滑馆
国家速滑馆(场内情景如图甲)是2022年中国设计、中国技术、中国制造的北京冬奥会速度滑冰的比赛场馆,充分展现了大国工匠精神。
速滑馆内的场地照明系统根据场馆功能量身打造,由1088套LED灯具组成,场地扩声系统使用深圳普森音响,其语言清晰度(发音人发出语言单位,经传递系统到达听音人正确识别的比率)达到0.62,超过国家一级标准。在制冷方面,它是全世界首个采用“二氧化碳跨临界直冷制冰技术”的冬奥场馆,以液态二氧化碳作为冷源进行直冷式制冰,制冷过程如图乙所示;为及时修复使用后的冰面破损,还采用干冰和喷水相结合的快速补冰方案对冰面进行快速修复,因光洁的冰面会对冰面的热辐射产生镜像反射,速滑馆还设计了如图甲的低辐射顶棚,可提供另一次镜像反射使辐射不再返回冰面,实现节省制冰能源的目的。
(1)场地扩声系统发出的声音是通过
(2)下列对国家速滑馆的有关判断正确的是
A.场地扩声系统语言清晰度指标越小,人听得越清晰
B.跨临界直冷技术是利用二氧化碳熔化吸热制冷原理
C.低辐射弧形顶棚可以将冰面热辐射反射到观众区
D.光洁的冰面产生镜像反射是为了增强馆内照明度
(3)照明系统采用LED灯是运用三原色混合发光,若已有红光和绿光两个发光元素,则LED灯还应具有
“神舟十四号”飞船的凯旋之路
2022年12月4日,“神舟十四号”载人飞船在太空中遨游半年后,顺利返回地面。
返回过程首先是“制动离轨”,返回舱与轨道舱分离后,在推进舱的作用下进入返回轨道。然后是“自由下降”,这一阶段返回舱在自由飞行状态下,按照准确的角度从太空进入大气层。接下来就是“再入阶段”,在这一过程中返回舱进入大气层后,温度能达到几千摄氏度,使返回舱最外层安装的特殊固态防热材料变成液态、气态,避免返回舱被烧毁。返回舱在到达地面前的最后一阶段是在距地面约10km处打开降落伞,进一步减速。在着陆瞬间开启返回舱底部的着陆反推发动机,从而将落地速度降低到一定范围,确保返回舱安全着陆。
(1)返回舱与轨道舱分离后,在
(2)返回舱进入大气层后,它的内能会
(3)在着陆瞬间开启返回舱底部的着陆反推发动机,将落地速度降低到一定范围,用到的物理知识是
神舟十三号返回年4月16日上午,神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆,“太空出差”半年的翟志刚、王亚平、叶光富回到地球家园。神舟十三号载人飞行任务的圆满成功,标志着空间站关键技术验证阶段任务圆满完成,中国空间站即将进入建造阶段。
神舟号返回有五个关键点:第一、分离。由轨道舱、返回舱、推进舱3舱组成的神舟飞船返回之前,先要把轨道舱分出去,再把推进舱分出去,剩下返回舱轻装上阵。第二、找角度。在进入大气层之前,飞船要调整到一个好的角度,大概是度左右。这时候飞船在自由下落,速度很快,几乎接近宇宙第一速度。如果角度太大,类似于砸下来,过载太大,飞船、航天员都受不了,角度太小,就又在大气层上打了水漂,飞出去了。第三、过黑障。也是最危险的时候,距离地面100到40公里的时候,飞船和大气层高速摩擦有两千多度的高温,烧蚀材料和防热材料,确保返回舱安然度过,一般持续几分钟。第四、降落伞减速。距离地面公里的时候,打开引导伞、减速伞、主伞降低速度,返回舱的速度从大约180m/s减到8~10m/s,一旦主伞出问题,还有备份伞。
第五、动力减速。距离地面米的时候,反推发动机点火将返回速度从每秒8到10米降到每秒2米,稳稳落地。
(1)轨道舱、返回舱、推进舱3能组成的神舟飞船返回之前,一起绕地球高速转动,以轨道舱为参照物,返回舱是
(2)飞船经历与大气摩擦过程,实现减速,此过程实现的能量转化是
(3)烧蚀材料在高温下升华,
(4)降落伞减速阶段,返回舱受力
(5)反推发动机点火减速,利用了物体间力的作用是
“冰丝带”——国家速滑馆
国家速滑馆(如图1所示),它有一个晶莹美丽的呢称——“冰丝带”。场馆的曲面幕墙系统,由3360块曲面玻璃单元拼装而成,打造出象征速滑运动员高速滑动的“丝带”造型。国家速滑馆是2022年北京冬奥会北京主赛区标志性场馆,也是唯一新建的冰上竞赛场馆。馆内拥有亚洲最大的冰面,面积达1.2万平方米。其中包括3条400米速滑比赛道、1条速滑比赛练习道、2块多功能冰场及1块活动冰场(如图2所示)。
国家速滑馆力求打造出世界上平原地区“最快的冰”。要想提高在冰面上滑行的速度,冰面要平整,冰温要均匀,是必不可少的条件。工人师傅们制出的混凝土冰板层水平高差在4毫米左右,非常平整。制冰时,混凝土冰板层下方总长约为130km的管道内输入的是低温的液态二氧化碳。液态二氧化碳在管道中直接蒸发,使混凝土冰板层的温度降低到零下十几摄氏度,通过洒水作业,冻成厚度为几毫米的冰面,经过很多次这样的工序,厚度几十毫米的冰面才能冻结成功。冰面温差被控制在0.5℃以内,有利于运动员创造好成绩。不同冰面可进行分区制冷,对每块冰面单独控温,实现场馆“同时运行、不同使用”。场馆制冰系统集成设计和冰板结构设计两个关键设计方案已取得专利。
二氧化碳制冷剂是环保性最好的冷媒之一,碳排放值趋近于零。同时,二氧化碳跨临界直接蒸发制冷过程中排出的余热还可以回收再利用,满足观众席供暖、运动员生活热水、融冰池融冰、冰面维护浇冰等能源需求,冷热综合利用能效比较高,国家速滑馆是一个绿色环保、节能型场馆。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)要想提高运动员在冰面上滑行的速度,对冰面和冰温的要求是
(2)制冰时,使冰板混凝土温度下降的原因是
“冰丝带”——国家速滑馆
国家速滑馆(如图1所示),它有一个晶莹美丽的呢称——“冰丝带”。场馆的曲面幕墙系统,由3360块曲面玻璃单元拼装而成,打造出象征速滑运动员高速滑动的“丝带”造型。国家速滑馆是2022年北京冬奥会北京主赛区标志性场馆,也是唯一新建的冰上竞赛场馆。馆内拥有亚洲最大的冰面,面积达1.2万平方米。其中包括3条400米速滑比赛道、1条速滑比赛练习道、2块多功能冰场及1块活动冰场(如图2所示)。
国家速滑馆力求打造出世界上平原地区“最快的冰”。要想提高在冰面上滑行的速度,冰面要平整,冰温要均匀,是必不可少的条件。工人师傅们制出的混凝土冰板层水平高差在4毫米左右,非常平整。制冰时,混凝土冰板层下方总长约为130km的管道内输入的是低温的液态二氧化碳。液态二氧化碳在管道中直接蒸发,使混凝土冰板层的温度降低到零下十几摄氏度,通过洒水作业,冻成厚度为几毫米的冰面,经过很多次这样的工序,厚度几十毫米的冰面才能冻结成功。冰面温差被控制在0.5℃以内,有利于运动员创造好成绩。不同冰面可进行分区制冷,对每块冰面单独控温,实现场馆“同时运行、不同使用”。场馆制冰系统集成设计和冰板结构设计两个关键设计方案已取得专利。
二氧化碳制冷剂是环保性最好的冷媒之一,碳排放值趋近于零。同时,二氧化碳跨临界直接蒸发制冷过程中排出的余热还可以回收再利用,满足观众席供暖、运动员生活热水、融冰池融冰、冰面维护浇冰等能源需求,冷热综合利用能效比较高,国家速滑馆是一个绿色环保、节能型场馆。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)要想提高运动员在冰面上滑行的速度,对冰面和冰温的要求是
(2)制冰时,使冰板混凝土温度下降的原因是
(3)为什么说国家速滑馆是一个绿色节能型场馆
2021年1月6日,我国拥有自主知识产权的人工影响天气无人机“甘霖-”首飞成功,它具备远距离气象探测能力、大气数据采集能力、增雨催化剂播撒能力。甘霖-人工影响天气项目是我国首次利用大型固定翼无人机开展人工影响天气工作,也是世界首创,是人工增雨(雪)工作的里程碑,标志着无人机在人工增雨(雪)工作中的技术和手段实现了突破,如图甲,无人机实施人工增雨雪的方式之一是将干冰“喷”入“冷云”,干冰会很快直接① ______成气态的二氧化碳,并从周围吸收大量的热,使空气的温度急剧下降,促使“冷云”里的水蒸气② ______成较大的雪花降落下来,如果地面气温较高,雪降落过程中边熔化边碰撞合并为水滴,最终成为降雨,这就是人工降雨。
(1)从图甲中可以看出无人机机翼上凸下平,是利用流体流速大的地方
(2)请在文中① ② 两空填上物态变化名称:①
(3)飞机利用测距传感器来判断离地高度,若某测距传感器的阻值R1与离地高度h的关系如图乙所示,图丙是检测电路(电源电压恒定,R0为定值电阻),要使高度表(实质是电流表或电压表)的示数能随飞行高度的增大而增大,高度表应选用
国产大飞机C919
如图所示的C919为我国自行研制的中型喷气式民用飞机。2021年3月,C919已取得适航证并交付首架。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质量为5kg。机舱内先进的“呼吸系统”,使飞机在气压只有左右的万米高空时,能将机外-50°C以下的冷空气不断压缩,导致送入舱内的空气温度达到50°C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,冀载指飞机的最大起飞质量与机冀面积的比值;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。
最大起飞质量 | 72.5t | 客舱内气压 | |
巡航速度 | 920km/h | 发动机的巡航推力 |
(2)C919在适航认证阶段,其中非常重要的一项就是结冰试验,飞机表面结冰是由于飞机飞行过程中过冷水滴或降雨碰到机体后
(3)若飞机的翼载是500kg/m2,则机翼面积为
(4)若飞机以巡航速度飞行0.5h的过程中,燃料完全燃烧产生的内能为,发动机的热效率为40%,则此过程中发动机的推进效率为