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彩虹太阳能无人机

彩虹太阳能无人机（如图所示）机身轻巧，其机身的材料主要是我国自主研发的蒙皮材料，无人机的机身表面布满太阳能电池板，依靠太阳能提供全机能源。无人机有8个电动螺旋桨，电动螺旋桨在通电后高速旋转，不断将空气向后推，给无人机提供前进的推力。这种无人机一次飞行可长达数月甚至数年，就算完成持久性任务，也无须进行频繁地更替轮换，所以它被作为未来“准卫星”的雏形。将来可能广泛应用于重大自然灾害预警、常态化海域监管、应急抢险救灾、反恐维稳等公共事业领域，以及偏远地区互联网无线接入、移动通信、数字电视、广播等商业及产业类领域。

(1)彩虹太阳能无人机以太阳能作为驱动能源，太阳能属于______（填“可再生”或“不可再生”）能源；

(2)彩虹太阳能无人机在白天将多余的能量储存在蓄电池中，在夜晚通过蓄电池将化学能转化为______能使无人机持续飞行；

(3)彩虹太阳能无人机可用于偏远地区互联网无线接入、移动通信、数字电视、广播等商业及产业类领域，此时无人机是依靠______（选填“电磁波”或“超声波”）来传递信息的。

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“彩虹5”无人机

无人驾驶飞机在现代生活中各个领域发挥着越来越大的作用.我国研制的“彩虹5”无人机，重油动力、载重大、航时长、航程远等巨大优势，性价比极高，出口多个国家.“彩虹5”用复合材料制成，翼展达21米，无外挂设备时的升阻比达到25以上，比性能先进的波音737还要高出40%，这就大大缩短了“彩虹5”的起飞距离，降低了起飞速度.“彩虹5”能连续飞行40小时，改进型的续航能力甚至达120小时，“彩虹5”的巡航速度为180～220km/h，还能够携带可穿透墙壁的透视雷达，在联合对地监视、指挥控制、电子信息侦察与对抗、战场综合态势感知等方面都能够发挥独特的作用，可以用于军事和民用多个领域.

知识链接：升阻比是指飞机飞行过程中，所受空气的升力与阻力的比值，其值与飞行迎角、飞行速度等参数有关，此值愈大说明飞行器的空气动力性能愈好.空气阻力计算公式f=0.5CρSv2（计算时所有物理量均取国际单位制主单位），式中C为空气阻力系数，ρ为空气密度，近似为1.3kg/m3，S为迎风面积，v为运动速度.

（1）“彩虹5”无人机是基于流体流速越大，压强______的原理工作的，该原理与孔明灯能升空飞行的原理______（选填“相同”或“不同”）；

（2）加速起飞阶段，“彩虹5”的重力势能______（选填“变大”、“变小”或“不变”），按照200km/h的速度持续匀速续航100h，航行的路程为______km；

（3）地面操作人员可以通过______向“彩虹5”发送任务指令，制作“彩虹5”所用复合材料的密度应该______（选填“较大”或“较小”）；

（4）若“彩虹5”无外挂设备时的升阻比为30，迎风面积约为10m2，当“彩虹5”保持某特定飞行仰角、保持180km/h速度飞行时，空气阻力系数为0.1，则此时“彩虹5”所受空气升力为______N.

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“彩虹5”无人机

无人驾驶飞机在现代生活中各个领域发挥着越来越大的作用.我国研制的“彩虹5”无人机，重油动力、载重大、航时长、航程远等巨大优势，性价比极高，出口多个国家.“彩虹5”用复合材料制成，翼展达21米，无外挂设备时的升阻比达到25以上，比性能先进的波音737还要高出40%，这就大大缩短了“彩虹5”的起飞距离，降低了起飞速度.“彩虹5”能连续飞行40小时，改进型的续航能力甚至达120小时，“彩虹5”的巡航速度为180～220km/h，还能够携带可穿透墙壁的透视雷达，在联合对地监视、指挥控制、电子信息侦察与对抗、战场综合态势感知等方面都能够发挥独特的作用，可以用于军事和民用多个领域.

知识链接：升阻比是指飞机飞行过程中，所受空气的升力与阻力的比值，其值与飞行迎角、飞行速度等参数有关，此值愈大说明飞行器的空气动力性能愈好.空气阻力计算公式f=0.5CρSv2（计算时所有物理量均取国际单位制主单位），式中C为空气阻力系数，ρ为空气密度，近似为1.3kg/m3，S为迎风面积，v为运动速度.

（1）“彩虹5”无人机是基于流体流速越大，压强______的原理工作的，该原理与孔明灯能升空飞行的原理______（选填“相同”或“不同”）；

（2）加速起飞阶段，“彩虹5”的重力势能______（选填“变大”、“变小”或“不变”），按照200km/h的速度持续匀速续航100h，航行的路程为______km；

（3）地面操作人员可以通过______向“彩虹5”发送任务指令，制作“彩虹5”所用复合材料的密度应该______（选填“较大”或“较小”）；

（4）若“彩虹5”无外挂设备时的升阻比为30，迎风面积约为10m2，当“彩虹5”保持某特定飞行仰角、保持180km/h速度飞行时，空气阻力系数为0.1，则此时“彩虹5”所受空气升力为______N.

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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。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、军事活动等科学研究领域。

（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收到反射信号，则收到反射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）某次军事演习，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，则甲图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，其简化电路如图丙所示，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）

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“彩虹无人机”是我国研发的高性能无人飞机，飞机使用了大量复合材料和高科技系统，具有重量轻、隐身性强、续航长、侦察攻击一体化等特点．无人机飞行时，由地面人员操控．

（1）复合材料的使用使飞机自重降低、载荷量上升，这说明复合材料具有__的特性；一架无人机质量650kg，载荷150kg，则这架飞机匀速巡航时获得空气的升力为__N．（取g=10N/kg）

（2）地面人员是利用__（选填“超声波”或“电磁波”）操控无人机的；飞机对雷达具有隐身性，说明飞机的涂层材料能__（选填“吸收”或“反射”）雷达信号．

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通过阅读，解答下列问题。

“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。 图甲所示是无人机的图片，下表为其部分技术参数。

翼龙无人机采用正常式气动布局， 大展弦比中单翼，V型尾翼，机身尾部装有一台活塞式发动机。翼龙无人机的展弦比较大，因此升力较大、诱导阻力较小，巡航升阻比较大，可以长时间在空中滞留。 无人机具备全自主平台，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、军事活动等科学研究领域。

问题一：翼龙无人机将灾情监视、军事活动等信息通过__________（选填“声波”或“电磁波”）及时传递到指挥中心；无人机可以长时间在空中滞留的原因：_________。

问题二：若翼龙无人机携带小型空地打击武器向地面目标投掷炸弹时，你认为无人机应在目标正上方投弹还是要提前投掷，并说明理由____________。

问题三：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0.04 m2。 求：

（1）无人机对水平跑道的压强____________（g取10 N/kg）；

（2）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___________。

问题四：活塞式发动机是无人机的核心部件，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，其简化电路如图乙所示，其中R的阻值随飞行速度变化的图象如图丙所示。 若电源电压恒为 12 V，R0的阻值为15 Ω，当无人机达到最大飞行速度时，R0的电功率是多少_______？（电磁铁电阻忽略不计）

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请阅读《“翼龙”Ⅱ无人机》并回答问题。

“翼龙”Ⅱ无人机

2017年2月27日，中国航空工业自主研制的新型长航时侦察打击一体型多用途无人机系统﹣﹣“翼龙”Ⅱ无人机成功首飞。牢牢自主掌握航空装备的关键技术，中国进入全球大型察打型无人机一流水平。

“翼龙”Ⅱ无人机，是中国首款装配涡轮螺旋桨发动机的无人机，具备全自主水平轮式起降、巡航飞行、快速轻盈、性价比高、长航时、多用途、易使用、察打兼备，机长11米、高4.1米、翼展20.5米，最大飞行高度9000米，最大飞行时速370千米，最大起飞重量4.2吨，外挂能力480千克，最大续航时间20小时，标配合成孔径雷达（SAR）、激光制导导弹和GPS制导炸弹，可以执行侦察监视和对地打击等任务，经扩展还可以进行情报收集、电子战、搜救，适合于军事任务、反恐维稳、边境巡逻和民事用途。

“翼龙”Ⅱ无人机，有着更大的体型和更强的战斗力，拥有480千克的载弹量，6个挂架，使用复合挂架时可以挂载12枚反坦克导弹。同时“翼龙”Ⅱ以更先进的涡桨﹣9A发动机替换了之前“翼龙”家族使用的活塞发动机，动力系统的进步为“翼龙”Ⅱ采用更大的机体设计，更多更先进的设备，挂载更多的弹药创造了条件。

“翼龙”Ⅱ无人机，可挂载至少12枚激光制导炸弹或空地导弹，火力强大。作为中国首款装配涡桨发动机的军用无人机，其拥有至少1500公里的作战半径，能够满足国外用户反恐、边防等多样化任务需求。该机配备的卫星通信系统使得其可以在多山或高原地区执行任务。

请根据上述材料，回答下列问题：　　

（1）“翼龙”II无人机每秒钟约飞行________米。（结果保留整数）　　

（2）“翼龙”II无人机的应用领域有军事、________等。（写出一个例子即可）　　

（3）“翼龙”Ⅱ以更先进的________替换了之前“翼龙”家族使用的活塞发动机。　　

（4）“翼龙”Ⅱ无人机配备的卫星通信系统使得其可以在________执行任务。

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“无人机”多功能飞行器可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。如图甲为某品牌“无人机”，由锂电池供电，采用4个电机带动旋翼转动，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，其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。下表是该无人机的部分参数：

（1）当“无人机”携带摄像机飞行在空中进行拍摄地面图象时，下列说法中错误的是______

A.“无人机”升空时，获得升力的施力物体是空气

B.“无人机”中的电动机是将电能主要转化为机械能

C. “无人机”在拍摄地面图象时增加悬停高度可以使所成的像变大

D.“无人机”升空过程中所受到大气压变小

（2）为了保证电动机正常工作，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”）。

（3）已知“无人机”上升时受到的空气阻力与上升速度的平方成正比。该“无人机”携带摄像机参与某次火情的勘测时，“无人机”以4m/s的速度从地面匀速竖直升空至100m高处，然后悬停观测（整个过程四个电动机同时工作）。此时，“无人机”上升时受到的空气阻力为______N，“无人机”上升过程中电动机做的功为________J，消耗的电能为____________J。

（4）该“无人机”携带的微型摄像机带有自动拍摄功能，未出现火情时处于待机状态，等到火情来临产生一定强度的红外线，摄像机将自主启动进入工作状态。小明利用红外探测器设计了一个“模拟自启系统”，如图乙所示。该系统由“自启电路”、“控制电路”等组成。其中电源由“无人机”的锂电池提供，R是电阻箱，RP是红外探测器，可视为可变电阻，它的阻值与红外线强度变化的对应关系如下表所示。（E为红外线强度，cd表示其单位）

若a、b两端电压必须等于或大于9V时，控制电路才能启动摄像机进入工作状态。小明设定红外线强度为4cd时启动摄像机工作，电阻箱的阻值至少应调到______，为了能使控制电路在红外线强度较弱时就能启动摄像机进入工作状态，最简单的方法是将电阻箱R的阻值_________（填“调大”或“调小”）。

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请你阅读下面的短文，回答问题。

“阳光动力2号”太阳能飞机

“阳光动力2号”太阳能飞机是一架长航时不必耗费一滴燃油便可昼夜连续飞行的太阳能飞机。飞机的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，飞行所需能量完全由太阳能电池提供。飞机上设有的通话、网络等设备，可随时保证飞机与地面的联系。白天，飞机飞行高度达到8500米，依靠两翼上安装的太阳能电池板为电动机提供动力，同时对锂电池充电以保证夜间或阴雨天不间断飞行。晚上，依靠储存在锂电池里的能量继续飞行，并逐渐下降到1500朱的高度，以减少能量消耗。

（1）飞行时，双翼螺旋桨向后推动空气，同时螺旋桨获得向前的力，说明力的作用是_____的。

（2）“阳光动力2号”太阳能飞机依靠____（选填“电磁波”或“超声波”）与地面联系。

（3）“阳光动力2号”太阳能飞机的动力装置由机翼上的太阳能电池板、电动机等组成。白天，太阳能电池板吸收太阳能，对锂电池充电，太阳能转化为____能，以保证夜间或阴雨天不间断飞行。太阳能是____（选填“可再生”或“不可再生”）能源。

（4）请你运用所学的物理知识解释，“阳光动力2号”太阳能飞机的机翼外形为什么要做成流线型______？

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