Question

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“遼寧”號是中國海軍第一艘可搭載固定翼飛機(jī)的航空母艦．艦艇全長304m，艦艇上可搭載平均質(zhì)量為25750kg的“殲-15”戰(zhàn)機(jī)20架．艦艇中部設(shè)有4道飛機(jī)降落阻攔索，用于在飛機(jī)上降落時鉤住戰(zhàn)機(jī)的“尾巴”將其逼停．艦上裝有雷達(dá)，其發(fā)射的電磁波可以對高空的飛機(jī)或海底的潛艇進(jìn)行定位或跟蹤．
“遼寧”號以重油（用原油等為原料加工調(diào)合而成，其熱值為4×10⁷J/kg）為燃料，帶動4臺蒸汽輪機(jī)與4臺蒸汽式鍋爐來提供動力，重油燃燒時的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為25%，艦艇發(fā)動機(jī)的最大輸出功率可達(dá)1.5×10⁸w，屬于中型常規(guī)動力航空母艦．據(jù)悉，為適應(yīng)國防戰(zhàn)略的新需求，中國正準(zhǔn)備建造核動力航母．
（1）重油和核能均屬于______．
A．一次能源     B．不可再生能源     C．常規(guī)能源     D．清潔能源
（2）飛機(jī)降落時，關(guān)閉發(fā)動機(jī)后，飛機(jī)仍能在甲板上滑行，這是因?yàn)轱w機(jī)具有______，而阻攔索鉤住運(yùn)動的戰(zhàn)機(jī)，并將其逼停，說明______．
（3）工作人員以正常速度在甲板上從艦艇的一端步行到另一端，需用時約______s．
（4）雷達(dá)在某次跟蹤監(jiān)測時，所發(fā)射電磁波的頻率為5×10⁶Hz，則該電磁波在真空中的波長為______m．
（5）某次試航中，20架“殲-15”戰(zhàn)機(jī)從“遼寧”號甲板上起飛，則戰(zhàn)機(jī)全部起飛后，艦艇底部所受海水的壓強(qiáng)將______（選填“減小”、“增大”或“不變”），艦艇排開海水的體積將減小______m³（g取10N/kg，海水的密度為1.03g/cm³）．
（6）某次測試時，使航母的發(fā)動機(jī)達(dá)最大輸出功率并持續(xù)工作2小時，則需消耗重油
______kg．若保持航母儲存油量一定，并使其以最大功率在水中勻速行駛，測得行駛時所受阻力與航速的平方成正比，已知航速為15m/s時，其續(xù)航（連續(xù)航行的最大距離）里程為1000km，則航速為10m/s時，其續(xù)航里程為______km．

Answer 1

【答案】分析：（1）可以從自然界源源不斷獲取的是可再生能源，否則是不可再生能源；
（2）物體保持原狀態(tài)不變的性質(zhì)稱作慣性，一切物體都有慣性；力可以改變物體的形狀，可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)；
（3）根據(jù)v=求出時間；
（4）根據(jù)c=λf求出波長；
（5）航母漂浮在水面上，浮力等于其總重力，飛機(jī)起飛后，重力減小，浮力減小，根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排可判斷出V_排的變化；進(jìn)而判斷出浸入水中深度的變化，根據(jù)p=ρgh判斷出壓強(qiáng)的變化；
（6）根據(jù)W=Pt求出發(fā)動機(jī)的做的功，重油燃燒時的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為25%，求出重油燃燒放出的總能量，根據(jù)Q=mq求出燃燒重油的質(zhì)量；
行駛時所受阻力與航速的平方成正比，即=，且W=Fs求出第二次的續(xù)航里程．
解答：解：（1）重油和核能均屬于使用后不可再生的能源，故是不可再生能源；
（2）飛機(jī)降落時，關(guān)閉發(fā)動機(jī)后，飛機(jī)仍能在甲板上滑行，這是因?yàn)轱w機(jī)具有慣性，仍保持原來的運(yùn)動狀態(tài)；而阻攔索鉤住運(yùn)動的戰(zhàn)機(jī)，并將其逼停，說明力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)；
（3）人正常步行的速度為v=1.1m/s，
∵v=
∴工作人員以正常速度在甲板上從艦艇的一端步行到另一端的時間：
t==≈276s；
（4）電磁波的波速c=3×10⁸m/s，電磁波的頻率為f=5×10⁶Hz，
∵c=λf
∴電磁波的波長：
λ===60m；
（5）戰(zhàn)機(jī)全部起飛后，航母會上浮一些，浸在水中的深度會減小，根據(jù)p=ρgh可知，艦艇底部所受海水的壓強(qiáng)將減�。�
戰(zhàn)機(jī)的重力：
G=mg=20×25750kg×10N/kg=5.15×10⁶N，
飛機(jī)起飛后減小的浮力：△F_浮=G=5.15×10⁶N，
∵F_浮=ρ_水gV_排
∴艦艇排開海水減小的體積：
△V_排===500m³；
（6）航母做的功：W=Pt=1.5×10⁸W×7200s=1.08×10¹²J，
∵η=
∴重油完全燃燒放出的熱量：
Q===4.32×10¹²J，
∵Q=mq
∴燃燒重油的質(zhì)量：
m′===1.08×10⁵kg；
保持航母儲存油量一定，即保持航母做的功是相等的，所以W₁=W₂，
F₁s₁=F₂s₂，且=，
所以===2.25，
航速為10m/s時，其續(xù)航里程：s₂=2.25s₁=2.25×1000km=2250km．
故答案為：（1）B；（2）慣性；力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)；（3）276；（4）60；（5）減小；500；（6）1.08×10⁵；2250．
點(diǎn)評：此題主要考查的是學(xué)生應(yīng)用物理知識解決實(shí)際問題的能力，知識點(diǎn)很多，難度不是很大．