现代科技中的物理学(三)

现代科技中的物理学(三) 1．阅读短文，回答问题： 背包式飞行器 深圳光启公司生产的一款单人背包式飞行器，是全球首款商业化、实用化的个人立体飞行器，它的外形像一把有扶手和踏板的座椅，由汽油发动机提供动力，带动两个螺旋桨转动，飞行员通过操纵改变螺旋桨的方向、转速，实现进退、上、下、左右及俯仰飞行，右上甲、乙两图分别是它的侧视图和俯视图。 下表一为它的部分技术参数。 表一： 飞行器类型 一级超轻型 飞行器主要材料 碳纤维 成员数量 单人飞行 飞行距离 30~50km 满油时飞行器质量 200kg 最大飞行速度 74km/h 最大起飞质量 320kg 定速巡航速度 56km/h 最大承载质量 120kg 飞行时间 30min 燃料体积 45L 升限 1000m 燃料及油品 汽油 弹射降落伞 超低高度弹射功能 该飞行器还采用了无人飞行控制系统、零空速悬停技术，即在空中双手松开操纵杆之后，飞行器就会在空中悬停，等待你的下一步操作；还使用与F1赛车相同类型的驾驶舱，可以在撞击时保护飞行员的安全，还配备了弹射降落伞系统，如果遇到特殊情况，飞行器无法正常降落时，可以关闭动力源，同时打开降落伞，利用空气阻力减小下降速度，从而可以避免驾驶者快速落地而造成伤害。该飞行器因此跻身当今世界上最安全的超轻型飞行器之列。 为了给飞行器设计面积合适的降落伞，研究人员对降落伞所受阻力与降落伞的伞面面积、下落速度之间的关系进行了探究，他们分别将伞面面积和总重不同的圆形降落伞，从高处下落，测出最终匀速下落时的速度（即收尾速度），实验结果如下表二所示。 表二： 伞面面积S/m2 0.2 0.2 0.4 0.6 伞和物总重G/N 1.6 3.6 12.8 4.8 收尾速度v/m·s 2 3 4 2 收尾速度的平方/(m·s)2 4 9 16 4 （1）用碳纤维作为飞行器的主要材料，是因为它具有______小的物理属性。该飞行器空油时的质量为______kg；（kg/m3） （2） 该飞行器是利用______的原理工作的；它在太空中______（选填“可以”或 “不可以”）飞行；如果不计空气对飞行器的阻力，飞行器匀速上升时的升力______（选填“大于”、“等于”或“小于”）匀速下降时的升力； （3） 飞行员通过操纵改变螺旋桨的方向、转速，可实现各种飞行，说明力的作用效果跟力的______和______有关； （4）分析表二数据可知，降落伞所受阻力与伞面面积下落速度的平方之间的关系式为______；在使用降落伞时，要使飞行器的收尾速度不超过4m/s，则降落伞的面积至少为______m2。 2．如图甲所示是我省在建的洛宁抽水蓄能电站。深夜用过剩的电能通过抽水机把下蓄水池的水抽到高处的上蓄水池内，白天则通过闸门放水发电。如图乙所示，若上蓄水池长为150m，宽为30m，从深夜11时至清晨4时抽水，使上蓄水他水面增高20m，而抽水过程中水上升的高度始终保持为80m。请完成下列问题：（g取10N/kg） （1）抽水机抽水是利用______工作的，发电机是根据______原理工作的； （2）不计抽水过程中其他能量损耗，在抽水过程中抽水机所做的功和功率；( ) （3）开闸放水时，这些水的能量如果由热电站来提供，则需要多少kg的无烟煤？已知热电站的效率为30%，无烟煤的热值为3.4×107J/kg。( ) 　　　 3．如图所示，是某型号爬梯式混凝土搅拌机。工作时，在提升电机的带动下，“运料斗”沿竖直爬梯匀速上升到指定位置，然后将“运料斗”中的混凝土卸下。该搅拌机部分参数如表所示，请完成以下问题： 型号 J2M310 整机质量/kg 2000 接地面积/m2 0.08 提升电机功率/kW 1.5 （1）运料斗上升的过程中，其动能将______（选填“变大”，“变小”或“不变”），以运料斗为参照物，斗中的混凝土是______（选填“运动”或“静止”）的； （2）若“运料斗”每次能运送混凝土400kg，则运送 40m3的混凝土至少需要多少次？（混凝土的密度 ρ=2×103 kg/m3）( ) （3）搅拌机空载时对水平地面的压强是多少？（g取 10N/kg）( ) （4）某次将装有4000N 混凝土的“运料斗”提升9m，用时 30s，则提升装置的机械效率为多少？( ) 4．阅读短文，回答问题： 观光电梯 电梯是一种用于多层建筑乘人或载物的运输工具。电梯的简易结构如图甲所示，电梯轿厢和配重分别挂在主电动机的两侧，在电梯半载时，轿厢总重和配重的重力基本相等。满载上升时，主电动机提供动力，驱动轿厢。如图乙所示，为某商业大厦安装的观光电梯，其