Question

【題目】閱讀短文，回答問題。

“無人機(jī)”多功能飛行器可通過無線電進(jìn)行操控，其在拍攝調(diào)查、無人配送等方面具有廣闊的前景。如圖甲為某品牌“無人機(jī)”，由鋰電池供電，采用4個電機(jī)帶動旋翼轉(zhuǎn)動，對下方空氣施力的同時獲得升力。該無人機(jī)設(shè)有一鍵起降和返航、空中懸停等功能，其攜帶的攝像機(jī)可以進(jìn)行高清拍攝并實(shí)時把信號傳到遙控器顯示器。下表是該無人機(jī)的部分參數(shù)：

無人機(jī)質(zhì)量含攝像機(jī)	1.5kg	鋰電池額定電壓	12V
最大上升速度	6m/s	電動機(jī)工作電壓	10V
最大水平速度	15m/s	每個電動機(jī)最大輸出功率	50W
最大上升速度時受 到的空氣阻力	9N	電動機(jī)的能量轉(zhuǎn)化效率	95

（1）當(dāng)“無人機(jī)”攜帶攝像機(jī)飛行在空中進(jìn)行拍攝地面圖象時，下列說法中錯誤的是______

A.“無人機(jī)”升空時，獲得升力的施力物體是空氣

B.“無人機(jī)”中的電動機(jī)是將電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

C. “無人機(jī)”在拍攝地面圖象時增加懸停高度可以使所成的像變大

D.“無人機(jī)”升空過程中所受到大氣壓變小

（2）為了保證電動機(jī)正常工作，通過電子調(diào)速器簡稱電調(diào)來控制電動機(jī)的電流從而改變電動機(jī)的功率，每一個電動機(jī)連接一個電調(diào)，那么電動機(jī)和電調(diào)的連接方式是_________（選填“并聯(lián)”或“串聯(lián)”）。

（3）已知“無人機(jī)”上升時受到的空氣阻力與上升速度的平方成正比。該“無人機(jī)”攜帶攝像機(jī)參與某次火情的勘測時，“無人機(jī)”以4m/s的速度從地面勻速豎直升空至100m高處，然后懸停觀測（整個過程四個電動機(jī)同時工作）。此時，“無人機(jī)”上升時受到的空氣阻力為______N，“無人機(jī)”上升過程中電動機(jī)做的功為________J，消耗的電能為____________J。

（4）該“無人機(jī)”攜帶的微型攝像機(jī)帶有自動拍攝功能，未出現(xiàn)火情時處于待機(jī)狀態(tài)，等到火情來臨產(chǎn)生一定強(qiáng)度的紅外線，攝像機(jī)將自主啟動進(jìn)入工作狀態(tài)。小明利用紅外探測器設(shè)計(jì)了一個“模擬自啟系統(tǒng)”，如圖乙所示。該系統(tǒng)由“自啟電路”、“控制電路”等組成。其中電源由“無人機(jī)”的鋰電池提供，R是電阻箱，RP是紅外探測器，可視為可變電阻，它的阻值與紅外線強(qiáng)度變化的對應(yīng)關(guān)系如下表所示。（E為紅外線強(qiáng)度，cd表示其單位）

E/cd	1.0	2.0	3.0	4.0	6.0
RP/	18	9	6	4.5	3

若a、b兩端電壓必須等于或大于9V時，控制電路才能啟動攝像機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。小明設(shè)定紅外線強(qiáng)度為4cd時啟動攝像機(jī)工作，電阻箱的阻值至少應(yīng)調(diào)到______，為了能使控制電路在紅外線強(qiáng)度較弱時就能啟動攝像機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，最簡單的方法是將電阻箱R的阻值_________（填“調(diào)大”或“調(diào)小”）。

Answer 1

【答案】C 串 4 1900J 2000J 13.5 調(diào)大

【解析】

(1)[1]A．四旋翼無人機(jī)，當(dāng)電機(jī)帶動旋翼（螺旋槳）轉(zhuǎn)動時，對下方空氣施加向下的作用力，根據(jù)物體間力的作用是相互的，空氣對它施加向上的反作用力（即為升力），所以獲得升力的施力物體是空氣，故A正確，不符合題意；

B．無人機(jī)”中的電動機(jī)工作原理通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動（或磁場對電流的作用），將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B正確，不符合題意；

C．?dāng)z像機(jī)的鏡頭是凸透鏡，成倒立縮小的實(shí)像，在拍攝地面圖象時增加懸停高度，即物距增大，像距變小，所成的像也變小，故C錯誤，符合題意；

D．大氣壓隨高度的升高而減小，即“無人機(jī)”升空過程中所受到大氣壓變小，故D正確，不符合題意。

(2)[2]由題意知，每一個電動機(jī)連接一個電調(diào)，通過電子調(diào)速器（簡稱電調(diào)）來控制電動機(jī)的電流從而改變電動機(jī)的功率，故電動機(jī)和電調(diào)的連接方式是串聯(lián)；

(3)[3]由表格數(shù)據(jù)可知，無人機(jī)的最大上升速度為6m/s，此時受到的空氣阻力為9N，由題意知，“無人機(jī)”上升時受到的空氣阻力與上升速度的平方成正比，即：f=kv2，所以：

=

即：

=

解得：

f2=4N；

[4]由于“無人機(jī)”以4m/s的速度從地面勻速豎直升空，根據(jù)力的平衡條件可知，“無人機(jī)”獲得的升力：

F=f2+G= f2+mg=4N+1.5kg×10N/kg=19N

則升力做的功：

W機(jī)械=Fs=19N×100m=1900J；

[5]由=得，“無人機(jī)”上升過程中電動機(jī)消耗的電能：

W電===2000J；

(4)[6]表格數(shù)據(jù)可知，小明設(shè)定紅外線強(qiáng)度為4cd時，Rp=4.5，由題知，啟動攝像機(jī)工作時，a、b兩端的最小電壓（即電阻箱的最小電壓）UR=9V，則RP兩端的電壓：

UP=U-UR=12V-9V=3V

電路中的電流：

I===A

由I=得，電阻箱的最小阻值：

R===13.5；

[7]在紅外線強(qiáng)度較弱時，紅外探測器RP的阻值較大，其兩端的電壓將增大，為了保證a、b兩端電壓必須等于或大于9V不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓之比等于電阻之比，最簡單的方法是將電阻箱R的阻值調(diào)大。