阅读短文,回答问题:“翼龙”无人机“翼龙”无人机是我国自主研制的一种中低空、长航时、多用途无人机.图*所示是无...
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“翼龙”无人机
“翼龙”无人机是我国自主研制的一种中低空、长航时、多用途无人机.图*所示是无人机的图片,下表为其部分技术参数.
“翼龙”无人机装配有一台活塞式发动机,具备全自主平台,可携带各种侦察、测距、电子对抗设备及小型空地打击武器,可广泛应用于如灾情监视、*事活动等科学研究领域.
最大飞行速度km/h | 280 | 正常巡航速度km/h | 160 |
最大续航时间h | 20 | 发动机额定功率kW | 75 |
最大载荷量kg | 200 | 最大载燃油量kg | 300 |
机身质量t | 1.1 | 机身长度m | 9.0 |
(1)无人机机身表面采用的复合材料受力不易形变,说明该材料的 较大;飞机外形采用流线型设计,目的是使其飞行时机身上表面的气流速度较 (选填“小”或“大”).
(2)翼龙无人机满载燃油,并以最大载荷量停在水平跑道上蓄势待发,此时无人机轮胎与地面接触的总面积为0.04m2.则无人机对水平跑道的压强为 Pa,当无人机起飞后在额定功率下沿水平方向正常巡航时,所受的阻力为 N.(g取10N/kg)
(3)无人机沿水平方向正常巡航时,发现正前方有一座山峰,为测定无人机与山峰间的距离,其搭载的声呐系统向山峰发出超声波后,经7.2s收到反*信号,则收到反*信号时无人机与山峰间的距离为 m.(已知超声波在空气中的传播速度为340m/s)
(4)某次*事演习时,无人机水平向右做匀速直线运动的过程中,间隔相同时间从飞机上依次自由释放编号为①②③的三个相同物体.不计空气阻力,则图丁能正确表示物体着地位置的是 .
(5)活塞式发动机是无人机的核心部件,其基本结构及工作方式如图乙所示,此时该发动机处于 冲程.为了确保无人机的飞行速度不超过最大值,工程师给发动机装上了能控制油门大小的限速器,其简化电路如图*所示,其中Rx的阻值随飞行速度的变大而减小.开关S闭合后,螺线管A的上端相当于电磁铁的 极.当飞行速度达到最大值时,电磁铁刚好能够吸下衔铁B,以减小油门C的喷油量,从而控制无人机的速度.但长时间使用后,保护电阻R0的阻值会变大,若不及时更换,则会导致限速值 280km/h(选填“>”“=”或“<”).
(6)发动机耗油率是指发动机在额定功率下每输出1kW•h能量所消耗的燃油质量,根据相关参数可知,“翼龙”无人机装配的发动机耗油率为 kg/(kW•h).
【回答】
【考点】与密度有关的物理现象;惯*;二力平衡条件的应用;流体压强与流速的关系;回声测距离的应用;功率计算公式的应用;燃料的热值;内燃机的四个冲程.
【分析】(1)根据复合材料的特点和流体压强和流速的关系分析解答;
(2)翼龙无人机满载燃油,对地面的压力等于无人机、最大载荷量和燃油的总重力,利用G=mg求出,再利用p=计算压强;
根据P===Fv可求牵引力,根据力的平衡可知阻力大小;
(3)声音和无人机行驶的路程之和是发*超声波时无人机与山峰距离的2倍,根据速度公式求收到反*信号时无人机与山峰间的距离;
(4)一切物体都有保持原来运动状态不变的属*,即惯*,从飞机上先后投下三个相同物体,三个相同物体由于具有惯*,要以原来的速度向前运动.
(5)汽油机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、做功、压缩和排气;根据气门的关闭情况和活塞的运行方向判断什么冲程;
由安培定则可以判断出电磁铁的磁极*质;
根据电阻阻值变化判断车速如何变化;
(6)根据相关参数可知,发动机额定功率72kW,最大续航时20h,由此可求得消耗的电能,又知道最大载油量300kg,然后根据“发动机耗油率是指发动机在额定功率下每输出1kW•h能量所消耗的燃油质量”可求得发动机耗油率.
【解答】解:(1)无人机机身表面采用的复合材料受力不易形变,说明该材料的硬度较大;
飞机的机翼做成流线型,在相同时间内,空气经过上方的路程长,速度大;经过下方的路程短,速度小.上方空气流速越大,压强越小;下方空气流速越小,压强越大.所以机翼下方的气压大于上方的气压,便形成向上的升力.
(2)翼龙无人机满载燃油,对地面的压力:
F=G=(m机+m载荷+m油)g=(1.1×103kg+200kg+300kg)×10N/kg=1.6×104N,
对地面的压强:p===4×105Pa;
根据P===Fv可得,牵引力为F===1687.5N,
根据力的平衡可知,此时阻力f=F=1687.5N;
(3)从发出超声波到接受到返回信号所花时间是7.2s,则无人机行驶的时间:t机=×7.2s=3.6s.
则根据v=可得,无人机行驶的路程s机=v机t机=m/s×3.6s=160m,
声音行驶的路程s声=v声t声=340m/s×7.2s=2448m,
所以,收到反*信号时无人机与山峰间的距离为:﹣s机=﹣160m=1064m.
(4)飞机沿水平向右作匀速直线运动过程中,间隔相同时间从飞机上依次自由释放编号为①②③的三个相同物体,物体由于惯*,保持原来的运动状态不变,继续向前飞行,投下的三个物体在下落过程中,都是以原来的速度向前运动,因此落到地面上后间隔的距离也相等,按照落地先后顺序排列是①②③.故应选A.
(5)由图可知,此冲程进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,所以是压缩冲程;
由图示电路图可知,闭合开关S后,电流从电磁铁上端流入,从下端流出,由安培定则可知,螺线管A的下端为N极,上端为S极;
由图可知,Rx与电阻R0串联,但长时间使用后,保护电阻R0的阻值会变大,根据串联分压的特点可知,此时Rx两端电压减小,由欧姆定律公式变形可知,Rx的阻值减小,
由题意中的:“其中Rx的阻值随飞行速度的变大而减小”可知,
长时间使用后,保护电阻R0的阻值会变大,若不及时更换,则会导致限速值大于280km/h.
(6)由表中数据可知,P=75kW,t=20h,m=300kg,
由P=可得,W=Pt=75kW×20h=1500kW•h,
则发动机耗油率η===0.2kg/(kW•h).
故*为:(1)硬度;大;
(2)4×105;1687.5;
(3)1064;
(4)A;
(5)压缩;S;>;
(6)0.2.
知识点:各地中考
题型:综合题
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