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火星探测器“天问一号”
火星是太阳系中与地球最相似的行星,有大气,温度适宜,自转周期和地球相近,物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的二分之一,人类对火星的探测具有重大的科学意义。
2020年4月24日,国家航天局宣布将我国火星探测任务命名“天问”,并将首个探测器命名“天问一号”。天问一号将一次性完成“绕、落、巡”三大任务,这在世界航天史上还没有先例。
“绕”,探测器经过7个月的长途飞行,预计明年2月抵达火星附近,之后沿椭圆轨道绕火星运动,实现火星的环绕探测。离火星最近的点叫近火点,离火星最远的点叫远火点。
“落”,使探测器着陆火星表面将是一个更艰巨的挑战,需在7分钟内,使探测器的时速降至0.我国利用探月的技术积累,通过四个阶段来减速。第一阶段气动减速,给探测器来个急刹车;第二阶段降落伞减速,速度减至 ;第三阶段动力减速,探测器反推发动机点火工作,速度减至 ;第四阶段着陆缓冲,将探测器悬停在空中,对火星表面观察,寻找合适的位置着陆。
“巡”,当探测器到达火星后,放出巡视车,完成对火星表面的拍摄及土壤分析等工作,为下一步探测打好基础。
人类对于未知世界的好奇与探索从没有停息过,仰望璀璨星空,我们追梦不止!
(1)探测器沿椭圆轨道绕火星运动时,不受空气阻力,只发生动能和势能的相互转化。由近火点向远火点运动时,探测器的动能 ,机械能 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)探测器着陆前的降落伞减速阶段,速度减至 ;
(3)巡视器降落到火星表面后,巡视器对火星表面的压力和火星对巡视器的支持力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力;
(4)在火星上重力与质量的比值为 ,探测器在火星上空悬停时其质量为 ,反推发动机喷出的气体对探测器的作用力大小为 。
漏刻是我国古代一种计量时间的仪器。最初,人们发现陶器中的水会从裂缝中一滴一滴地漏出来,于是专门制造出一种留有小孔的漏壶,把水注入漏壶内,水便从壶孔中流出来,另外再用一个容器收集漏下来的水,在这个容器内有一根刻有标记的箭杆,相当于现代钟表上显示时刻的钟面,用一个竹片或木块托着箭杆浮在水面上,容器盖的中心开一个小孔,箭杆从盖孔中穿出,这个容器叫做“箭壶”。随着箭壶内收集的水逐渐增多,木块托着箭杆也慢慢地往上浮,古人从盖孔处看箭杆上的标记,就能知道具体的时刻。后来古人发现漏壶内的水多时,流水较快,水少时流水就慢,显然会影响计量时间的精度。于是在漏壶上再加一只漏壶,水从下面漏壶流出去的同时,上面漏壶的水即源源不断地补充给下面的漏壶,使下面漏壶内的水均匀地流人箭壶,从而取得比较精确的时刻。
如图所示是同学们根据古代漏刻制作的简单模型。图中容器A是底面积为250cm2的圆柱形薄壁玻璃缸,容器顶盖上有大小两个孔;B是用密度为0.5×103kg/m3塑料制作的边长为10cm立方体底托;C为质量可忽略不计、总长度为60cm的轻质塑料标尺,标尺的一端与底托相连,标尺上均匀的刻有厘米刻度;D为固定于容器盖口处的指示箭头。
某次模拟计时实验中,同学们先将自来水龙头调至均匀间隙滴水状态,并测得水龙头每分钟滴水50滴,并用量筒测得每50滴水的体积为25.0cm3.再在容器A中加入适量水,将底托B放入水中,使其浮于水面上,此时标尺C呈竖直状态且位于大孔下方,指示箭头D恰好指于标尺的顶端零刻度处。此时开始滴水计时,假设整个计时过程标尺始终处于竖直状态,经过3小时后,问:
(1)指示箭头D应指在标尺上何处?
(2)此时标尺和底托所受的浮力是多少牛顿?
(3)此装置最多还能计时几小时?
如图所示,一边长为10 cm的立方体木块,在水中静止时,刚好有二分之一露出水面。若g取10N/kg,求:
①木块的密度是多大?
②用手将木块缓慢压入水中,当木块刚好全部没入水中时,手对木块的压力是多大?
③若木块横截面积为容器横截面积的二分之一,在水中静止时,盛水容器中水的深度为20cm。则将木块从如图所示位置缓慢压至容器底部,若水不会从容器中溢出,压力所做的功是多少焦耳?(已知将木块从如图所示位置缓慢压到刚好全部没入水中的过程中,压力是变化的,该变化的压力所做的功,可以用一个恒力所做的功来代替,这个恒力的大小等于最大压力的二分之一。精确至0.01)
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电饭锅中的磁钢限温器
电饭锅是生活中常见的用电器,它是利用感温磁钢(软磁体)的磁性随温度的变化而变化的特性来设计的,这样可以限制煮饭过程中的最高温度。
感温磁钢的磁性随着本身温度作非线性变化,其特性曲线如图甲所示。
磁钢限温器结构如图乙所示,它主要由感温磁钢、永磁体和弹簧构成。感温磁钢及其外套、内锅由弹簧支撑。感温磁钢与受热面固定在一起,受热面直接把热量传递给锅底。
煮饭时用手按按钮开关,通过杠杆AOC使永磁体和感温磁钢吸合,在吸力作用下永磁体不会落下,金属触点闭合,电路接通,加热元件开始发热。当饭煮熟后,温度继续上升,当升高到某一温度时,永磁体落下,通过杠杆CBO使触点分开,加热元件停止发热,同时按钮开关跳起。
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(1)与铜导线相比,制作电饭锅加热元件的材料应具备的特性是_________;
A.电阻较大,熔点较低 B.电阻较大,熔点较高当前“雾霾”成为全社会关注的热点,雾霾笼罩已经严重污染了空气质量。为了缓解空气污染,我国多地市启动了“光伏工程”示范项目,在屋顶安装太阳能光伏,利用太阳能电池在太阳光照射下发电。如图所示是某中学的教学楼顶安装了总功率为20kW的光伏发电系统。请回答:
(1)雾是空气中的水蒸气________形成的;
(2)光伏发电系统发电时,_______能转化为_______能;
(3)按一天的有效光照时间8h计算,某中学光伏发电系统一天共发电____________ kw·h,这些发电量如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成,需要燃烧__________________kg煤;(煤的热值q煤=3.0×107J / kg)
(4)你一定很关注“雾霾天气”的报道,请结合所了解的知识,谈谈家庭光伏发电的优点:____________________________________(谈一点即可)。
建设中的港珠澳大桥由桥梁和海底隧道组成,隧道由一节一节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成,如图所示,建造隧道时,先将沉管两端密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,然后让其漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底。
设某一节密封长方形沉管的长.宽.高分别是180m,35m,10m,总质量为6×107kg(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)漂浮在海面上的密封沉管,在灌水前受到的浮力F浮=N。
(2)在对密封沉管灌水使其下沉到海底的过程中,其下表面受到海水的压强大小将(选填“变小”、“不变”或”变大”),沉管所受的浮力将(在A、B、C、D中选择)。
A.先变大后变小 B.先变大后不变
C.先不变后变大 D.先变小后变大
(3)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时,注入的海水至少为kg,此时其下表面受到海水的压力等于N。