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近年来,多旋翼无人机发展迅速。由于其机动性和灵活性强,广泛应用在航拍领域、交通管...

近年来,多旋翼无人机发展迅速。由于其机动性和灵活性强,广泛应用在航拍领域、交通管理等方面。如图所示为某品牌四旋翼无人机,它采用4个电机带动旋翼(螺旋桨)转动,对下方空气施力的同时获得升力。该无人机设有一键起降和返航、空中悬停等功能,携带的摄像机可以进行高清拍摄并实时把信号传到遥控器显示器,它还拥有GPS卫星定位系统。下表是该无人机的部分参数:

整机质量

2kg

电池额定电压

15V

最大起飞海拔高度

5000m

电池容量

5000mA•h

最大上升速度

6m/s

电动机工作电压

12V

最大下降速度

2m/s

悬停时每个电动机功率

50W

最大水平速度

16m/s

电动机数量

4

 

(1)根据上述内容,下列说法中不正确的是_____

A.遥控无人机、卫星定位都是通过电磁波来传递信息的

B.无人机利用了空气对旋翼的反作用力从而获得升力

C.无人机在拍摄地面图象时减小悬停高度可以使图象变大

D.无人机在悬停时不消耗电能

(2)电动机在工作时要保持其两端电压为12V不变,通过电子调速器(简称电调)来控制电动机的电流从而改变电动机的功率,每一个电动机连接一个电调,那么电动机和电调的连接方式是_____(选填“并联”或“串联”),若电源电压全部加在电动机和电调的两端,则电动机和电调的功率之比为_____

(3)在电池满容量的情况下,该无人机参与某次火情的勘测时,需要从地面起飞,飞到火场上空60m高处,然后悬停观测(整个过程四个电动机同时工作)。由于无人机机动性和灵活性强,这一过程可视为以最大速度匀速直线上升,且达到60m高处时立即静止(悬停)。若无人机悬停观测10min,电动机将电能转化为机械能的效率为90%,无人机上升过程中所受的阻力为10N,通过计算回答下列问题:(g取10N/kg)

a.从起飞到悬停结束,电动机消耗多少电能________?电调部分消耗多少电能_________

b.若无人机从60m高处返回到地面,要求电池容量至少剩余10%,若不计其他能量损失,该无人机完成悬停观测后,能否安全返回 ________

 

D 串 4:1 122000J 30500J 能安全返回 【解析】 (1)①电磁波可以在真空中传播,声音的传播需要介质,不能在真空中传播; ②力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的; ③凸透镜成实像时,根据“物近像远像变大,物远像近像变小”即可判断; ④电动机工作时,消耗电能,将其转化为机械能; (2)根据题意和串并联电路的特点可判断电动机和电调的连接方式;根据串联电路电压特点和求出电动机和电调的功率之比。 (3)a.根据功的股数和效率公式求出上升过程中电动机消耗电能,然后根据求出悬停时电动机消耗电能,进而得出起飞到悬停结束电动机共消耗电能;根据 求出电调消耗电能; b.根据求出电池满容量储存的电能,进而得出开始返回前能消耗最大电能,再与现已消耗电能进行比较即可判断无人机完成悬停观测后能否安全返回。 (1)[1]A.电磁波可以在真空中传播,可以传递信息,遥控无人机、卫星定位都是通过电磁b波来传递信息的,故A正确,不符合题意; B.四旋翼无人机,当电机带动旋翼(螺旋桨)转动,对下方空气施加向下的作用力,根据物体间力的作用是相互的,空气对它施加向上的反作用力,即为升力,故B正确,不符合题意; C.摄像机的镜头是凸透镜,成倒立缩小的实像,当拍摄地面图象时减小悬停高度即物距减小,像距变大,所成的像也变大,故C正确,不符合题意; D.无人机在悬停时电动机仍在工作,每个电动机功率为50W,仍要消耗电能,故D错误,符合题意。 故选D。 (2)[2]由题意知,每一个电动机连接一个电调,通过电子调速器(简称电调)来控制电动机的电流从而改变电动机的功率,故电动机和电调的连接方式是 串联。 [3]根据串联电路电压规律可知,电调两端的电压 则电动机和电调的电压之比 4∶1 由得,电动机和电调的功率之比 (3)a.[4]上升过程做功 由得上升过程中电动机消耗电能 悬停时电动机总功率 悬停时间 悬停时电动机消耗电能 则起飞到悬停结束电动机共消耗电能 [5]因为 所以电调消耗电能 b.[6]电池容量 电池满容量储存的电能 开始返回前能消耗最大电能 现已消耗电能 因为W′<W,所以无人机可以安全返回。
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考点分析:
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如图甲是小聪测量小灯泡电功率的实验装置,小灯泡上标有“2.5V”字样。

1)连接电路时开关应断开,滑动变阻器的滑片应移至最__(选填“左”或“右”)端;

2)小聪连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,但电压表有示数,电路故障可能是__

3)小聪排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为______W

4)完成实验后,小聪找到一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关,设计了如图丙所示的电路(电源电压不变),也能测出小灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤:

闭合开关S1,将S2拨到触点2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为_V再将开关S2拨到触点1,保持滑动变阻器的滑片位置不动,读出电压表的示数为U

小灯泡的额定功率的表达式为P__(用已知量和测量量表示)。

 

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在探究并联电路电流规律的实验中

1)为了防止损坏电流表,在不能事先估计电流大小的情况下,应先进行________,以正确选择电流表或电流表的量程。

2)小方连接的部分电路如图所示,请你将电路连接完整_____________

次数

L1电流I1/A

L2电流I2/A

干路电流I/A

1

0.1

0.1

0.2

2

0.2

0.3

0.6

3

0.3

0.4

0.8

 

 

 

 

3)小方将以上电路连接完后,闭合开关,调节滑动变阻器,发现灯泡L1L2发光、电流表A1A2有示数、电流表A示数为零。则电路故障可能是________

4)排除故障,进行实验,小方记录了如下数据。

分析以上实验数据,小方发现通过两条支路的电流总是相等。为了探究这个发现是否具有普遍性,可以________,再进行实验。

 

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如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究杠杆平衡条件的实验装置。

1)实验前没挂钩码时,杠杆静止的位置如图甲所示,此时应将螺母向_____调节,使杠杆在水平位置平衡。

2)杠杆平衡后,小李在左右两侧分别挂上钩码,如图乙所示,杠杆左端会下沉,要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下,只需将___________________  即可。

3)小李和小王又分别设计了两种实验方案,小李的方案如图丙所示,小王的方案如图丁所示。你认为谁的实验方案更好,请说明你的理由_______________

 

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探究光的反射定律:

1)如图甲,先将平面镜A 放在水平桌面上,再将硬纸B_____放置在平面镜A 上,让激光紧贴纸板射向O 点。

2)为了显示光路,纸板的表面应_____(光滑/粗糙)些,在纸板上标出刻度是为了方便测量_____的大小。

3)多次改变入射光的方向,测得了几组数据如表所示,由此可得出,反射角与入射角大小相等。

序号

入射角

反射角

1

30°

30°

2

45°

45°

3

60°

60°

 

 

(4)接下来老师进行了如下演示:先用加湿器使整个教室充满雾气,将平面镜放在一能转动的水平圆台上,在柱 M 上固定一红色激光笔,使其发出的光垂直射向平面镜上的 O 点,其作用是为了显示_______的位置,然后打开固定在柱 N上的绿色激光笔,使绿色激光射向 O 点,出现了如图乙所示的情景。老师在水平方向缓慢转动圆台,当我们观察到_______________时,可判断反射光线、入射光线和法线在同一平面内。

 

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新冠病毒可通过空气传播。当我们吸气时,胸部扩张,胸内肺泡 跟着扩张,于是肺的容积增大,肺内空气压强_______________使含病毒的空气经鼻腔、气管进入肺中;呼气时,胸部收缩,肺的容积减小,肺内含病毒的空气压强_______其中一部分经气管、鼻腔排出体外,还有一部分经痰液排出,病毒等通过痰液又回到空气中。用于急救的呼吸功能障碍应急系统,Puritan-Bennett 700 型急救机电源铭牌部分数据如下表,使用交流电源时该机的额定输入功率为__________,若突然停电而使用内置电池该电池维持患者正常呼吸的工作时间约为__________

交流电源

220V  1.3A

正常工作时接地泄漏电流<50pA(整机)

内置电池

24V  7Ah

平均工作电流2.8A(呼吸频率15/min

 

 

 

 

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