《2026年天利38套中考试题精选科学浙江专版》

3. 诗句“锄禾日当午，汗滴禾下土。谁知盘中餐，粒粒皆辛苦”描述了农民辛勤劳作的情景，勉励我们日常生活中要节约粮食。利用无人机技术监测农作物生长、喷洒农药，大大减轻了农民的工作负担，提高了农业生产的效率。如图所示是无人机喷洒农药的情景。
(1)作业时，操作人员通过电磁波(填“超声波”或“电磁波”)对无人机下达各项工作指令；
(2)阳光明媚的日子，在太阳光的照耀下，麦田里的水吸收 $1.68×10^7\ J$ 的热量，温度升高了 $2\ ℃$。则麦田里水的质量是多少？$[c_{水} = 4.2×10^3\ J/(kg·℃)$，不考虑水的汽化$]$
(3)在某次喷洒农药作业时，无人机以 $2\ m/s$ 的速度、$9\ kW$ 的恒定功率沿水平方向匀速飞行，喷洒的宽度为 $5\ m$。为了覆盖一片面积为 $1000\ m^2$ 的小麦，无人机至少需要做的有用功是多少？若无人机汽油机的效率为 $20\%$，则该过程中至少需要消耗汽油的质量是多少？(汽油的热值取 $4.5×10^7\ J/kg$)

答案：
(1)电磁波
(2)麦田里水的质量
$m_{水}=\frac{Q_{吸}}{c_{水}(t - t_{0})}=\frac{1.68×10^{7}J}{4.2×10^{3}J/(kg·℃)×2℃}=2000kg$
(3)无人机每秒喷洒的面积
$S=2m/s×1s×5m=10m^{2}$
无人机飞行的时间
$t=\frac{1000m^{2}}{10m^{2}/s}=100s$
无人机做的有用功
$W=Pt=9×10^{3}W×100s=9×10^{5}J$
汽油完全燃烧放出的热量
$Q_{放}=\frac{W}{\eta}=\frac{9×10^{5}J}{20\%}=4.5×10^{6}J$
消耗汽油的质量
$m_{汽油}=\frac{Q_{放}}{q_{汽油}}=\frac{4.5×10^{6}J}{4.5×10^{7}J/kg}=0.1kg$