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科普阅读题 适中0.65 引用3 组卷318
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嫦娥四号的“三双眼睛”


2019年1月3日,嫦娥四号月球探测器成功登陆月球,成为人类历史上首个在月球背面实现软着陆的月球探测器。嫦娥四号与嫦娥三号一样,仍由着陆器和巡视器(又叫月球车)组成。嫦娥四号探测任务的成功依赖于探测器上的三大光学装备-激光测距敏感器、激光三维成像敏感器和红外成像光谱仪。
其中,激光测距敏感器和激光三维成像敏感器是嫦娥四号落月过程中必不可少的“眼睛”,堪称确保探测器安全着陆最关键、最核心的技术装备。在嫦娥四号着陆器距离月面15千米高度时,激光测距敏感器开始工作。每秒向月面发射两次激光脉冲,在月球表面接近真空的环境下,激光几乎可以毫无损失的到达月球表面。激光测距敏感器通过测量月面回波脉冲信号与激光发射脉冲信号的时间间隔、获得嫦娥四号着陆器相对于月面的精确距离。当嫦娥四号到达距月面100米的悬停位置时,激光三维成像敏感器开始工作;采集月面的三维图像,将高于月面15厘米的石头或低于月面15厘米的坑识别出来,确保探测器降落在安全区域。如此精细的扫描成像工作,在短短几秒内就完成了。
此外,嫦娥四号携带的月球车(玉兔二号)装载了“红外眼”一红外成像光谱仪。其工作原理是将一束包含不同频率的红外线照射到月面物质上,当物质吸收了一定频率的红外线后,相应频率的射线被减弱。通过比较红外线被吸收的情况(吸收光谱)分析出月球表面物质的成分。
激光测距敏感器、激光三维成像敏感器和红外成像光谱仪共同构成了嫦娥四号的“三双眼睛”,助力嫦娥四号高效精准的完成月球探测任务。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)在三大光学装备中,能够识别月球表面平整程度,确保探测器降落在安全区域的是_________
(2)在嫦娥四号落月过程中,激光测距敏感器开始工作时,向月面发射一束激光脉冲,_________s后可以接收到该激光脉冲的月面回波信号。
(3)利用超声波回声测距也是一种重要的测距方式。嫦娥四号的落月过程_________(选填:“能”或“不能”)使用回声测距。
(4)红外成像光谱仪是利用红外线工作的光学装备,请你再列举一个应用红外线的实例:________
20-21八年级上·北京朝阳·期末
知识点:运用推导公式求解路程和时间红外线的特点及应用探究声音的传播条件 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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请根据下述材料,回答下列问题:

奔向火星


“天何所沓?十二焉分?日月安属?列星安陈?”爱国诗人屈原以长诗《天问》发出对天地、自然及人世间一切事物现象的疑问,表现了诗人追求真理的探索精神。“天问一号”探测器带着先人千年的梦想于2020年7月23日踏上飞向火星的旅途,2021年5月15日成功着陆火星表面。我国成为首个通过一次发射,完成“环绕、着陆、巡视探测”任务的国家。
在太阳系中,地球和火星围绕太阳周而复始地做椭圆运动,如下左图所示。探测器如何从地球到达火星呢?从一个天体的引力范围到另一个天体的引力范围的轨道叫做转移轨道,理论上探测器可以沿任意路径从地球到达火星,但是有一条飞行路径效率最高,途中只需两次引擎推进,更节省燃料。
由于地球和火星的公转轨道接近于圆,且它们的公转速度变化不大,为了比较简明地说明这条路径,我们假设地球和火星围绕太阳逆时针做匀速圆周运动(速度大小不变、轨迹为圆的曲线运动),如图所示。地球的公转周期约为365天,火星的公转周期约为687天。当地球与火星夹角为44°时,载有“天问一号”探测器的航天器在上右图中A处点火,摆脱地球的束缚进入转移轨道,在太阳引力作用下,奔向火星轨道,到达上右图中B处时与火星相遇,实现轨道转移。这条路径被称为“霍曼转移轨道”。
实际上,对于以28km/s高速靠近火星的探测器来说,要想被火星引力捕获,必须在火星引力范围内实施精准、自主、可靠地制动控制,使探测器成为环绕火星飞行的一颗卫星。如果探测器没有被火星捕获,我们就需要等待探测器与火星在779天后的再次相遇。
当火星探测器到达环绕火星的轨道,并在完成登陆准备后,这个着陆运载器就要被释放,之后它将进入火星大气。着陆运载器并没有动力,主要是依靠火星的重力来突破火星的大气层,其壳体采用耐高温的特殊隔热材料制成,能够保证内部的火星车和着陆器不会被外部大气摩擦产生的高温所损坏。当距离火星地面一定高度时,着陆运载器将䅾放一个大降落伞进行第一次减速,当下降到预定高度后,着陆运载器会把隔热罩抛掉,启动缓冲火箭,使着陆器处于悬空状态,对火星表面进行不间断的扫描侦察,判断是否有障碍物。如果有,则利用姿控火箭进行紧急避障。最后在缓冲火箭的帮助下,着陆器会缓慢地着陆火星,整个着陆过程大约需要8分钟的时间。

(1)“天问一号”探测器从地球到火星,有一条效率最高,更节省燃料的飞行路径,叫做______
(2)天问一号登录火星时,火星离地球约3.6亿公里。探测器从火星传回地球的信号是______(电磁波、超声波),这个信号需要______min才能传回到地球。因此,地面工作人员______(能、无法)遥控着陆器的着陆过程;
(3)着陆运载器被释放后进入火星大气,与火星大气发生剧烈摩擦,其表面温度会急剧上升,此时是______能转化为______能;
(4)着陆器离开着陆运载器后,利用缓冲火箭和姿态控制火箭进行二次减速,这说明力可以改变物体的______
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智能手机


智能手机进入平常百姓家,很多人对它爱不释手,手机上安装了很多App应用软件。App是英文Application的简称,指智能手机的应用程序。手机app种类多种多样,包括通讯类、游戏类、娱乐类、社交类、实用生活类等等。手机前后有两个摄像头,后置摄像头内的透镜组合,相当于焦距为2.1mm凸透镜:装上app软件后,利用前置摄像头,可以实现自拍和照镜子等功能。打开手机中的GPS定位软件,可以精确定位手机所在的位置:安装app软件后。可以根据位置的移动进行测速、测距、导航等。瑞瑞同学学习了物理知识后,对手机的一些功能进行了科学探究。

(一)拍照功能
【提出问题】如图所示,同一位置,拍同一地点,为什么像会变大呢?
【猜想与假设】手机的镜头可能是一个焦距可以改变的凸透镜。
【设计实验】瑞瑞同学设计制作了一个水透镜,探究实验装置如图所示。
【进行实验与收集证据】
(1)保持蜡烛和水透镜的位置不动,利用注射器注入或吸出水的多少,改变水透镜的厚薄,从而改变水透镜焦距;
(2)测出水透镜焦距的大小,并移动光屏,得到清晰的像后,将观察到的现象与数据记录在下表:
凸透镜焦距f=14 cm焦距f=16 cm
实验序号123456
物距u/cm304060304060
像距v/cm262218342722
像的正倒倒立倒立倒立倒立倒立倒立
像的大小缩小缩小缩小
缩小缩小
实像的变化由大变小由大变小



【分析与论证】
通过对实验序号2与5、3与6的数据分析,得出初步结论:在物距一定时,凸透镜的焦距越大,所成实像的像距______,像距与物距的比值越大,所成实像的大小______。(均选填“越大”“越小”或“不变”)
【评估】
(1)请你补填实验序号4中漏填的实验记录:______
(2)在成实像的情况下,焦距不同的凸透镜,成像的共同特点是都是______(选填“倒立”或“缩小”)的像。
(二)微信运动
(1)利用微信运动软件,可以记录每天行走的步数,假如瑞瑞同学每天行走1万步,其平均步长为50 cm,由此可知瑞瑞同学每天大约行走______km。
(2)杭杭打开了跑步软件并记录了一次跑步的数据,如图所示,图中的配速“8min54s/km”指她这次跑1 km的路程需要8min54s的时间,由速度公式可计算其平均速度为6.73 km/h,即手机上显示的均速。若杭杭另一次跑步的配速是“6min/km”,则手机对应显示的平均速度是______km/h。

双耳效应和立体声


人们利用两只耳朵听声音时,利用“双耳效应”可以分辨出声音是由哪个方向传来的,从而大致确定声源的位置。如图1所示,由于右耳离声源较近,声音就首先传到右耳,产生了“时间差”。声源距两耳的距离差越大,时间差就越大。两耳之间的距离虽然很近,但由于头颅对声音的阻隔作用,声音到达两耳的音量就可能不同,产生了“声级差”。当声源在两耳连线上时,声级差最大可达到25分贝左右。不同波形的声波绕过人头部的能力是不同的,频率越高的声波,衰减就越大。于是人的双耳听到的音色就会出现差异,也就是“音色差”。一般的录音是单声道的。用一个拾音设备把各种声音记录下来,综合成一种音频电流再通过处理后由扬声器发出,这时我们只能听到混合的乐器声,而无法听出每个乐器的方位,即声音缺失了原来的空间感。用两个拾音器并排放置,同一声源发出的声音信号由这两个拾音器共同拾取,然后产生左、右两个声道的信号。当声源不在正前方时,声源到达两个拾音器的路程不一样,因此,两个拾音器拾得的信号既有声强差又有时间差,等于模拟了人的双耳效应,产生了立体感(空间感)。立体声在播放时,至少必须有两个音箱或耳机放音。
阅读短文,回答问题:

(1)若左耳听到声音的声级比右耳听到声音的声级大,则声源可能在人的_________
A.正前方
B.左后方
C.右前方
D.右后方
(2)以下判断中不正确的是_________
A.将双眼蒙上也能大致确定发声体的方位,这是由于双耳效应达到的效果
B.单声道录音和放音也可以还原交响乐队中个演奏者的方位
C.将两只耳机的位置对调,也能听到立体声的效果
D.有时将头旋转一定角度后可以更准确判断声源位置
(3)如图2所示,若某人两耳间的距离是0.204m,声速为340m/s,人沿虚线箭头方向向后转动,使声源到O点连线和两耳连线夹角α从0°增大到180°,图甲中,人双耳听到声音的时间差Δt_________s,图3中人双耳听到声音的时间差Δt与夹角α的关系图像,正确的是_________

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