Question

15．閱讀短文，回答問(wèn)題
無(wú)人機(jī)作為空中平臺(tái)，以高分辨率高速攝像機(jī)、輕型光學(xué)相機(jī)、激光掃描儀等設(shè)備獲取信息，用計(jì)算機(jī)對(duì)圖象信息進(jìn)行處理，并按照一定精度要求制作成圖象．無(wú)人機(jī)航拍影像具有高清晰、高現(xiàn)實(shí)性的優(yōu)點(diǎn)．下表是某小型無(wú)人機(jī)的部分參數(shù)：

參數(shù)名稱(chēng)	最大飛行 半徑/km	最大巡航速度/km•h-l	電池電壓/V	電池容量/mAh	電動(dòng)機(jī)額定功率/W	拍攝速度/幀•秒-1
數(shù)據(jù)	5	50	24	2500	20	11000

（電池容量=放電電流×放電時(shí)間，例如，1mAh是指以1mA的電流能連續(xù)工作1h．幀•秒^-1是指每秒拍攝的畫(huà)面數(shù)）

（1）人們是利用遙控器通過(guò)電磁波傳輸信息操控?zé)o人機(jī)的，其有效操控距離至少為5km．
（2）小轎車(chē)在高速公路上限速120km/h．如圖甲所示，交警部門(mén)利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行高速公路通行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)．一輛小轎車(chē)在通行0.5m的過(guò)程中，高速攝像機(jī)拍攝幀數(shù)為110幀，據(jù)此判斷小轎車(chē)是否超速？是（是/否）．
（3）如圖乙，是無(wú)人機(jī)豎直向上運(yùn)動(dòng)的v-t圖象，由圖象可知，在0～5s內(nèi)，無(wú)人機(jī)受到的升力＞（＞/=/＜）重力．
（4）電動(dòng)機(jī)是控制無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)的關(guān)鍵動(dòng)力設(shè)備，當(dāng)它正常工作時(shí)，12s內(nèi)消耗的電能是240J．已知電動(dòng)機(jī)消耗的功率是電源總功率的50%，則無(wú)人機(jī)在空中以額定功率飛行的時(shí)間不能超過(guò)1.5h．
（5）為增大小型無(wú)人機(jī)的巡航時(shí)間，請(qǐng)從研制方面，提出一條合理化建議：減輕無(wú)人機(jī)的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）電磁波能夠傳遞信息，無(wú)線通信都是利用電磁波傳遞信息的；由圖示可知，有效操控距離至少為多少；
（2）首先計(jì)算出高速攝像機(jī)拍攝1幀畫(huà)面需要的時(shí)間，再計(jì)算出高速攝像機(jī)拍攝幀數(shù)為110幀的時(shí)間，然后根據(jù)v=$\frac{s}{t}$計(jì)算在激光在高速攝像機(jī)拍攝幀數(shù)為110幀的過(guò)程中小轎車(chē)行駛的速度；
（3）分析圖乙可知，由圖象可知，在0～5s內(nèi)，無(wú)人機(jī)的速度是加速運(yùn)動(dòng)，分析受力；
（4）已知功率與時(shí)間，由功的公式W=Pt可求出電動(dòng)機(jī)消耗的電能；先求出無(wú)人機(jī)電能乘以50%；利用t=$\frac{W}{P}$求出時(shí)間；
（5）為增大小型無(wú)人機(jī)的巡航時(shí)間，從減小質(zhì)量，降低能源消耗來(lái)分析解答．

解答 解：（1）人們是利用遙控器通過(guò)電磁波傳輸信息操控?zé)o人機(jī)的；
由圖表中數(shù)據(jù)可知，最大飛行半徑為5km，故有效操控距離至少為5km；
（2）高速攝像機(jī)拍攝1幀畫(huà)面需要的時(shí)間t₀=$\frac{1}{1.1×1{0}^{4}}$s；
高速攝像機(jī)拍攝幀數(shù)為110幀所需的時(shí)間：t=110×$\frac{1}{1.1×1{0}^{4}}$s=0.01s，
小轎車(chē)的速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{0.5m}{0.01s}$=50m/s=50×3.6m/s=180km/h＞120km/h，小轎車(chē)已經(jīng)超速．
（3）分析圖乙可知，由圖象可知，在0～5s內(nèi)，無(wú)人機(jī)的速度是加速運(yùn)動(dòng)，無(wú)人機(jī)處于非平衡狀態(tài)，升力大于重力；
（4）無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)正常工作時(shí)，12s內(nèi)消耗的電能：W=Pt=20W×12s=240J；
無(wú)人機(jī)電源的總能量：W_總=UIt=24V×2.5A×1×3600s=216000J；
電動(dòng)機(jī)消耗的能量是電源總能量的50%：W′=50%W_總=50%×216000J=108000J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，無(wú)人機(jī)在空中以額定功率飛行的時(shí)間：t′=$\frac{W′}{P}$=$\frac{108000J}{20W}$=5400s=1.5h；
（5）為增大小型無(wú)人機(jī)的巡航時(shí)間，可以減輕無(wú)人機(jī)的質(zhì)量，減小工作功率，增大電能儲(chǔ)備等．
故答案為：（1）電磁波；5；（2）是；（3）＞；（4）240；1.5；（5）減輕無(wú)人機(jī)的質(zhì)量．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查電磁波、非平衡力的分析、速度計(jì)算、功和功率等知識(shí)點(diǎn)，是一道綜合題．