2013年12月14日中国造的“玉兔号”月球车成功降落于月球上。月球车质量140千克,以太阳能为能源,能够耐受月球表面真空、强辐射、摄氏零下180度到零上150度极限温度等极端环境。月球车具备20度爬坡、20厘米越障能力,并配备有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达、粒子激发X射线谱仪等科学探测仪器。月球的吸引力是地球的六分之一,每个车轮与月球表面接触面积为50cm2,表面土壤非常松软,凹凸不平,有石块、有陨石坑,还有陡峭的高坡。在这种环境中,月球车既不能打滑,更不能翻车。
目前已在月球上度过了3个月,超出了设计寿命。它现在处于月夜休眠期,人们期待其接下来继续优秀的月面探险表现,同时也牵挂着它的安危。(g=10N/kg)
(1)假设你是一名航天员,驾驶飞船登上月球.如果你手边有一只灵敏电流表、一根直导体和导线若干,想探测月球表面附近是否有磁场,下列方案中合理的是( )
A.直接将电流表置于月球表面附近,若电流表的示数为零,可判断月球表面无磁场
B. 用导线将电流表、直导体连接起来,使直导体在月球表面附近沿某一方向运动时,若电流表的示数为零,则可判断月球表面附近无磁场
C.用导线将电流表、直导体连成闭合回路,使直导体在月球表面附近沿某一方向运动时,若电流表的示数为零,则可判断月球表面无磁场
D. 用导线将电流表、直导体连成闭合回路,使直导体在月球表面附近沿各个方向运动时,若发现电流表的示数有时不为零,则可判断月球表面附近有磁场
(2)月球车的动力装置一般选用电动机而不是内燃机,请你说说为什么?
(3)某中学的几个航天迷设计了一个月球车的模型,其中电路部分选用12 V的蓄电池作电源,额定电压均为6 V的电动机和灯泡分别用作动力装置和照明光源.设计的电路如图所示,请你说出其电路设计中不科学的地方.(要求说出两点)
(4)如图所示,当月球平稳地行走在月球上时,求月球车对月球表面的压强。
(5)报道,我国某科研单位研究制的太阳能月球车(研制过程的样品),它上面的太阳能接收板的有效面积为S=4m2,太阳晴朗且接收板对着太阳时,每平方米面积上能接收到太阳的功率为P0=1kW,太阳能电池产生的电压为U=120V,可供电动机正常工作的电流为I=8A.那在电动机正常工作时,太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多大?
(6)如果上述月球车中的电动机正常工作时,将电能转化为机械能的效率是75%,且该车沿水平路面匀速直线行驶时所获得的牵引力是180N,则该车匀速行驶时的速度是多大?
随着人们生活水平的不断提高,水上娱乐成为一种新的时尚,某海滨浴场新推出的娱乐项目水上摩托艇。如图所示,为不受潮涨潮落的影响,该浴场搭建了一个小型的水上码头,以便停放摩托艇。这个码头由若干个可以自由组合的浮筒拼接而成,每个浮筒可近似看成是一个长方体,长50cm,宽50cm,高40cm.安装时浮筒平放在水中,通过配件水平拼接起来,最后通过拉绳固定在岸边。绳上拉力以及绳子与配件的重力、体积均忽略不计。工作人员发现,将单个浮筒直接放入水中时,其浸入水中的深度为4cm,同时说明书上强调满载入水深度为36cm。(水的密度为1.0×103kg/m3)
(1)为什么浮筒说明书上标的不是最大载重质量而是满载入水深度?请简要说明理由。
(2)求单个浮筒放入水中所受的浮力?
(3)求浮筒的平均密度?
如图所示的高压锅的锅盖上有一空心柱为排气孔,空心柱带着一个帽子为限压阀,当高压锅内气体超过安全值时,锅内的气体就会冲出限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体压强减小。现有一个直径为2.4厘米,空心柱小孔的横截面积为10毫米2,限压阀质量为100克的高压锅。若当时的大气压为1.0×105帕,问:
(1)若用此高压锅煮饭则比普通锅,若用此高压锅烧开水则比普通锅(填“快”或者“慢”)。
(2)此高压锅内气体能达到的最大压强为多少?
我们学过合力和分力的关系是等效的!若一物体受三个力的作用保持静止,则任意两个力的合力与第三个力满足_______________;如图静止在斜面上的物体质量为200g,试在物体的重心处画出物体所受的重力、支持力、摩擦力的示意图。
下表是小华在探究“重力的大小跟什么因素有关”的实验中得到的实验数据.
| 测量对象 |
质量m/kg |
重力G/N |
比值g/(N·kg-1) |
| 物体1 |
0.1 |
0.98 |
9.8 |
| 物体2 |
0.2 |
1.96 |
9.8 |
| 物体3 |
0.3 |
2.94 |
9.8 |
(1)实验中,需要的测量工具是________和________.
(2)分析表中数据,可以得出的结论是:________.
(3)在通常情况下,我们将g值取为9.8N/kg.但经过精确测量,发现在某些不同的地理位置,g值存在着微小差异.下表列出了一些城市和地区的g值大小.
| 地点 |
赤道 |
广州 |
武汉 |
上海 |
北京 |
纽约 |
莫斯科 |
北极 |
| g值大小 |
9.780 |
9.788 |
9.794 |
9.794 |
9.801 |
9.803 |
9.816 |
9.832 |
| 地理纬度 |
0° |
23°06′ |
30°33′ |
31°12′ |
39°56′ |
40°40′ |
55°45′ |
90° |
根据表中提供的信息,回答下列问题:
①g值相同的城市是:________.
②造成g值不同的原因可能是:________.
③我国与许多国家之间的贸易往来频繁,在这些往来的货物运输中,发货单上所标示的“货物重量”,实质上应该是货物的________.
小华在课外探究弹簧的长度跟外力的变化关系时,利用如图实验装置记录了相应的实验数据如下表所示:
| 钩码质量/g |
0 |
50 |
100 |
150 |
| 指针位置/cm |
2 |
3 |
4 |
5 |
| 钩码质量/g |
200 |
250 |
300 |
400 |
| 指针位置/cm |
6 |
7 |
8 |
8 |
(1)这项研究在实际中的应用是________________.
(2)分析实验数据,你可得到结论:________________________________________________.
(3)小华根据数据作了如图所示的三个图象,其中正确的是________.
