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题目列表(包括答案和解析)

随着人们生活水平的提高.轿车已逐步进入我国普通百姓家中.仔细观察和思考,可以发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关,请你用学过的物理知识解答下面的问题:
(1)小汽车的外形设计成流线型(如图所示),当小汽车在水平路面上高速行驶时对路面的压力比静止时
减小
减小
(选填“增大”、“减小”或“不变”),其原因是
因为小汽车外型是流线型,当汽车高速行驶时,车身上方空气流速大,压强小,小汽车受到了一个向上的升力,减小了小汽车对地面的压力
因为小汽车外型是流线型,当汽车高速行驶时,车身上方空气流速大,压强小,小汽车受到了一个向上的升力,减小了小汽车对地面的压力

(2)汽车安装了GPS导航系统,它是通过
电磁波
电磁波
来传递信息的,其传播速度是
3×108m/s
3×108m/s

(3)汽车发动机工作时,缸体的温度很高,为确保发动机正常工作,需对缸体进行冷却.汽车发动机常用水作为冷却剂,这主要利用了水的
比热容较大
比热容较大
的特性.若汽车的水箱中装有10kg水,当水温升高50℃时吸收的热量是
2.1×106
2.1×106
J[c=4.2×103J/(kg?°C)].
(4)冬天,在东北地区汽车司机常用水和酒精的混合液体作为发动机的冷却液,这是因为这种混合液具有
B
B

A.较低的沸点    B.较低的凝固点    C.蒸发性能强 D.较易流动
(5)已知某国产骄车每行驶100km消耗8L汽油(1L=10-3m3),汽油的密度为0.71×103kg/m3、热值为4.6×l07J/kg.则10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是
4.6×l08
4.6×l08
J.
(6)该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是
5.68
5.68
kg.
(7)当该汽车以50kW的功率在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶时,它所受到的阻力等
2.5×103
2.5×103
N.前轮(驱动轮)受到地面给它的摩擦力的方向向
(填“前”或“后”).

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随着人们生活水平的提高.轿车已逐步进入我国普通百姓家中.仔细观察和思考,可以发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关,请你用学过的物理知识解答下面的问题:
(1)小汽车的外形设计成流线型(如图所示),当小汽车在水平路面上高速行驶时对路面的压力比静止时______(选填“增大”、“减小”或“不变”),其原因是______.
(2)汽车安装了GPS导航系统,它是通过______来传递信息的,其传播速度是______.
(3)汽车发动机工作时,缸体的温度很高,为确保发动机正常工作,需对缸体进行冷却.汽车发动机常用水作为冷却剂,这主要利用了水的______的特性.若汽车的水箱中装有10kg水,当水温升高50℃时吸收的热量是______J[c=4.2×103J/].
(4)冬天,在东北地区汽车司机常用水和酒精的混合液体作为发动机的冷却液,这是因为这种混合液具有______
A.较低的沸点    B.较低的凝固点    C.蒸发性能强 D.较易流动
(5)已知某国产骄车每行驶100km消耗8L汽油(1L=10-3m3),汽油的密度为0.71×103kg/m3、热值为4.6×l07J/kg.则10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是______J.
(6)该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是______kg.
(7)当该汽车以50kW的功率在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶时,它所受到的阻力等______N.前轮(驱动轮)受到地面给它的摩擦力的方向向______(填“前”或“后”).

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解答题

三十年来,我国成功地发射了各种用途的航天器进入太空,这标志着我国的运载火箭技术水平已跻身于世界先进行列.

(1)

我国向国际市场提供的长征三号运载火箭的第三级,如图所示,氧和氢以液体状态装在火箭里.将它们液化的最大好处是什么?

(2)

图甲为某火箭发射场,乙为山区,丙为城市.发射场正在进行火箭发射试验.该火箭起飞时质量为m=4.60×105kg,竖直向上的起飞推力为F=5.88×106N.请你求出该火箭起飞时所受的合力及方向.(不计空气阻力,g=10N/kg)

(3)

为了转播火箭发射的实况,在发射场建立了发射台,用于发射广播和电视信号.已知传输无线电广播信号所用电磁波的波段为中波,而传输电视信号所用电磁波的波段为微波,为了不让山地阻挡信号的传播,使城市居民能收听和收看实况,必须通过建立山顶转发站来转发的是无线电广播信号还是电视信号?简述理由.

(4)

用“长征三号”发射的某航天器,它的一部分光电池板面积为S=8m2,正对太阳时能产生U=120V的电压,为工作舱提供I=10A的电流.若太阳光照射处每1m2面积上获得的太阳辐射功率为P0=1.0×103W,试估算该光电池的光电转换效率η=?

(5)

某些航天器为研究的需要建有回收舱(或载人舱、返回舱),务必要保证它安全降落到预定的回收位置.当回收舱降落到地面附近时,由于空气阻力作用做匀速运动,则回收舱在匀速下降过程中它的动能、势能和机械能如何变化?

(6)

为减少太空污染,一般航天器在完成预定任务后,应使它坠落销毁.坠落过程可简化为从一个圆轨道开始,经过与大气摩擦,航天器的绝大部分经过升温、熔化,最后汽化而销毁,剩下的残片坠入大海.航天器原来的机械能中,除一部分用于销毁和一部分被残片带走外,还有一部分能量通过其他方式散失(不考虑坠落过程中化学反应的能量).已知:

从圆轨道坠落开始时航天器的机械能E=4.0×1012J、质量m=1.17×105kg;入海时残片的质量m=1.2×104kg、温度升高Δt=3.0×103℃、动能EK=0.7×109J;航天器材料每1kg升温1℃平均所需能量为C=1.0×103J;航天器材料每销毁1kg平均所需能量为μ=1.0×107J.

试导出的表达式(用以上所列各物理量的符号表示)并估算出的数值.

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阅读以下文章并回答后面的问题.

雨、雪、垃圾能发电

  科学家们发现,大自然中蕴藏着巨大的能量,可以通过多种手段,从21世纪初期开始,有一定规模地向雨雪垃圾索电,是完全可以实现的.

  利用积雪发电:大家知道,积雪的温度是0℃以下,因此雪中蕴藏着巨大的冷能.科学家提出利用积雪发电的大胆设想.它的工作原理是,将蒸发器放在地面上,将凝缩器放在高山上,再用两根管子将它们连接在一起,然后抽出管内空气,用地下热水使低沸点的氟里昂(即现代电冰箱所用的制冷物质)汽化,并以雪冷却凝缩器,由于氟里昂的沸点很低,加上管内被抽空,所以它就沸腾起来,变成气体快速向管子的上端跑去,冲击汽轮机旋转,从而带动发电机发电.试验证明,1 t雪可把2~4 t氟里昂送上蓄液器.可见雪的发电本领是十分惊人的.

  雪的资源极其丰富,地球上34%的国家属多雪地区.我国东北和新疆北部是全国下雪天数最多的地区,每年平均在40天以上,积雪日数在90天以上.积雪发电的问世,将使茫茫雪原变成人类的又一理想的未来发电能源.

  利用下雨发电:目前,科学家们研究雨能的利用已获得成功,它是利用一种叶片交错排列,并能自动关闭的轮子,轮子的叶片可以接受来自任何方向的雨滴,并能自动开关,使轮子一侧受力大,另一侧受力小,从而在雨滴冲击和惯性的作用下高速旋转,驱动电机发电.雨能电站可以弥补地面太阳能电站的不足,使人类巧妙而完美地应用太阳能、风能、雨能.

  我国南方雨能资源丰富,特别是华东、华南、中南和西南各省的雨水充足,一年四季冰雪期很少,雨季的降雨量一般都比较多,阴雨天利用雨能发电,阳天利用太阳能发电,这样无论晴天或阴雨天,人们都可以享受到大自然的恩赐,享受到电能带来的光和热.

  微生物电池:在探索微生物能源工作中,一些国家正在从事着微生物电池的研究.什么是微生物电池呢?它是一种用微生物的代谢产物,做电极活性物质,从而获取电能.从研究的进展看,作为微生物电池的活性物质,只限于甲酸、氢、氨等.我们用一种叫产气单抱菌的细菌,处理100摩尔椰子汁,使其生成甲酸,然后把以此做电解液的3个电池串连在一起,生成的电能可使半导体收音机连续播放50多个小时.当然,这只是试验,但它表现出的事实是令人神往的.

  21世纪是人类飞向宇宙的时代,在宇宙飞船这样的封闭系统中,排泄物的处理确实是个必须解决的问题.美国宇宙航行局设计了一种一举两得的解决方案:用一种芽孢杆菌处理尿,使尿酸分解而生成尿素,在尿素酶的作用下分解尿素产生氨.氨用做电极活性物质,在铂电极上产生电极反应,组成了邀翔太空的理想微生物电池.在宇航条件下,每人每天如果排出22克尿,就能够获得47瓦时的电力.

  氢燃料电池,成为微生物能源的又一种电能形式.利用一种产生氢气能力强的细菌,在容积为10升的发酵装置中,每小时所产生的近20升氢气,足以维持3.1~3.5伏燃料电池的工作.科学日新月异的21世纪,有机废水的处理也与微生物电池发生了密切关系.在利用微生物处理有机废水时,在使废水无害化的同时,可以把微生物的代谢产物做微生物电池的活性物质,从而获得电能,从这个角度上,微生物做为同时解决公害和能源问题的一种手段,已引起人们的广泛注意.尽管微生物电池的研制尚处在萌芽状态,使用也还只限于一定范围,但是到21世纪的某一天,微生物电池就能够带动着马达飞转,为人类创造更多的物质财富.

  向污泥要能源:城市下水道污泥中富含有机物质,其中蕴藏着可观的能量.不少国家已开始利用厌氧细菌将下水道污泥“消化”,然后收集其中产生的沼气作为热源,并将下水道污泥制成固体燃料.

  关于下水道污泥作为固体燃料的开发与实用化研究方面,欧洲国家居领先地位.日本东京都能源局利用下水道污泥作为燃料发电的试验也已获成功.日本能源科学家还将下水道污泥利用多级蒸发法制成固状物,所得燃料的发热量为16 000~18 000 kJ/kg,与煤差不多.

  德国的一家化学公司将工厂下水道排放的废水(其中含10%的普通生活污水)进行处理,所得活性污泥作为燃料,他们在下水道污水中加入有机凝集剂,再用电力脱水机脱去部分水分,加入一定比例的粉煤,最后利用压滤机榨干水分,用这种方法制成的燃料发热量大约是9 200~1 000 kJ/kg,并且将其干燥、粉碎后并不影响其燃烧性能.

  从下水道污泥中挖掘潜在能源,不仅开辟了能源新途径,还可以根本上解决城市下水道污泥污染问题.对改善城市地下水水质有着至关重要的作用.环境科学家有必要重新估计下水道污泥的作用和利用价值,进一步研究下水道污水处理以及下水道水系的设计.

  目前,世界上许多国家正在研究,能否建立一个从污水处理到能源、环保方面的综合管理体系,以便一劳永逸地解决下水道污水的去向问题.

摘自《能源趣览》

阅读完以上文章后回答:

(1)文中介绍了哪几种新的能源利用方式?分别是什么?

(2)利用积雪和下雨发电的工作原理分别是什么?

(3)结合你在日常生活中对能源的利用,谈谈你对节约能源的看法.

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同步练习册答案