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探索月球背面
2018年12月8日,我国嫦娥四号和巡视器(月球车)组合体发射升空,经历20多天的漫长旅程,终于在2019年1月3日着陆月球背面并成功分离。月球车首次近距离拍摄了月球背面照片,并通过卫星传回地面,月球车也因此被命名为“玉兔二号”。图1是“玉兔二号”在月球背面留下的第一道印迹。嫦娥四号探测器在月球背面成功着陆还是人类首次,踏出了全人类在月球背面的第一步。
人类从地球上直接观看月球,只能观测到一面,看不到月球背面。为什么总看不到月球背面呢?月球围绕地球公转的同时也在自转。万有引力定律告诉我们:地球和月球之间存在相互作用的引力,月球上离地球越远的位置,受到地球的引力越小。如果月球自转的周期与公转的周期不相等,月球上同一部分受到地球的引力就会发生变化,这导致月球不同岩石之间产生摩擦,逐渐减慢自转的速度,最终使得月球自转与绕地球公转的周期相同,因此总是同一面朝向地球。
(1)嫦娥四号需要的能量主要由太阳能电池板提供,太阳能电池板工作时是将 能转化为电能;
(2)物体在月球上所受“重力”是在地球上所受重力的六分之一,“玉兔二号”在地球上对地面的压强是其对月球表面压强的 倍(假设接触面积不变)。但是因月球表面较软,所以印迹较为明显(如图1);
(3)如图2所示,如果 和 是月球上两块质量相同的岩石,它们受到地球的引力分别为 和 ,那么 (填“大于”“小于”或“等于”)。
高度相同的实心圆柱体A、正方体B和长方体C铁块如图20放在水平桌面上。已知正方体铁块最重,长方体铁块底面积最小。针对“这三铁块对桌面的压强哪一块最大”的问题,同学们提出了以下三种猜想:
猜想A:正方体铁块最重,所以它对桌面的压强最大。
猜想B:长方体铁块的底面积最小,所以它对桌面的压强最大。
猜想C:三铁块高度相同,所以三铁块对桌面的压强一样大。
⑴以图中的长方体C为研究对象,推导它对桌面的压强大小的表达式(已知铁的密度为ρ,长方体铁块的高度为h,底面积为S)。根据表达式判断上述哪一种猜想是正确的。
⑵ 利用细砂等简易器材,设计一个实验粗略验证这种猜想的正确性(简要写出实验步骤及判断方法)。
如图为过去邮局里用来称量邮件质量的双杆台秤的主要结构简图,这种台秤的两条秤杆是固定在一起的,两条秤杆分别装有秤锤A、B,其中秤锤A只能处于其所在秤杆上有槽的特定位置处,秤锤B则可停在其所在秤杆上的任意位置。
(1)这个台秤的量程和分度值分别是多少?
(2)在测量邮包的过程中,如何使用A、B秤锤?
(3)若用调整好的台秤称量一个邮包的质量时,秤杆水平平衡后,秤锤A、B所处的位置如所示,则这个邮包的质量为多少?
(4)由图中的信息推导出A、B两秤锤的质量mA、mB的关系
阅读下列材料,回答问题:(共6分)
为了满足人们对能源不断增长的需要,科学家们设想在空间建立太阳能电站来利用太阳能、这种空间太阳能电站建在地球同步轨道上,其工作过程如图所示、在太阳能收集板上铺设太阳能电池,通过它把太阳能转化成电能,再通过天线将电能以微波的形式发送至地面接收站、
已知太阳能收集板长10km、宽5km,太阳光在它的表面处每平方米的功率为1.4×103W,太阳能电池的光电转化效率为10%,微波的频率为2.5×109Hz,空间太阳能电站向地面的输电效率可达80%、
(1)太阳发出的具大能量来源于太阳内部的氢原子核发生的____________(选填“核聚变”或“核裂变”)、
(2)太阳能电站相对于地面接收站是___________(选填“运动”或“静止”)的,空间太阳能电站工作时,地面接收站的接收功率是__________________W、
(3)试计算在输电过程中所使用的微波的波长、
(7分)甲烷气体(CH4)无色、无臭,是沼气的主要成份.甲烷气体在空气中的浓度在一定范围内,遇到明火会发生爆炸.由此,阳湖中学综合实践活动小组的同学就甲烷气体的浓度测量展开探究活动.小组同学通过上网查询,知道用二氧化锡制成的电阻阻值随空气中甲烷气体浓度(甲烷气体在空气中的体积分数)的增大而减小.他们从物理实验室借来一只二氧化锡电阻Rx,并从产品说明书上获取相关参数,如下表所示.
甲烷气体浓度/% |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
Rx/Ω |
25 |
20 |
15 |
10 |
7 |
5 |
(1)请在下图中作出二氧化锡电阻阻值Rx与甲烷气体浓度的关系图像.
(2)小组同学利用电压为6V的电源、阻值为15Ω的定值电阻R0、量程为“0~0.6A,,及“0~3A”的电流表和二氧化锡电阻Rx制作成甲烷气体浓度检测仪,其电路图如图所示.当甲烷气体浓度增大时,电流表的示数将(变大/变小/不变).为使读数更为准确,电流表的量程应选A.
(3)甲烷气体浓度在5%~15%范围内,遇到明火会发生爆炸.如果某绿色农场利用该甲烷气体浓度检测仪检测沼气池中甲烷气体的浓度,当电流表的示数为0.16A时,请求出二氧化锡电阻阻值Rx该沼气池中的甲烷气体浓度大约是多少(请写出计算过程)?
下图所示电路中,当开关S闭合后,灯泡不发光。若已经确定问题是由于灯泡断路或短路引起的,在不允许断开电路的情况下,请你利用一只电压表或一只电流表接入电路中的a,b,c,d任意两点间(不造成短路),分别对故障进行分析判断,请参照示例,把方法和判断结果填入下表中(限填写一种方法)
电表 |
故障(接在何处、开关的开断情况) |
现象与结论 |
电压表 |
电压表接在a,b间,闭合开关 |
若电压表有示数,则灯泡断路,若电压表无示数则,灯泡短路 |
电流表 |
||
电压表 |