Question

（2013?南通二模）閱讀短文，回答問(wèn)題．
“遼寧”號(hào)是中國(guó)海軍第一艘可搭載固定翼飛機(jī)的航空母艦．艦艇全長(zhǎng)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(shí)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(duì)高空的飛機(jī)或海底的潛艇進(jìn)行定位或跟蹤．
“遼寧”號(hào)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(dòng)4臺(tái)蒸汽輪機(jī)與4臺(tái)蒸汽式鍋爐來(lái)提供動(dòng)力，重油燃燒時(shí)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為25%，艦艇發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出功率可達(dá)1.5×10⁸w，屬于中型常規(guī)動(dòng)力航空母艦．據(jù)悉，為適應(yīng)國(guó)防戰(zhàn)略的新需求，中國(guó)正準(zhǔn)備建造核動(dòng)力航母．
（1）重油和核能均屬于

B

．
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(shí)，關(guān)閉發(fā)動(dòng)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

，而阻攔索鉤住運(yùn)動(dòng)的戰(zhàn)機(jī)，并將其逼停，說(shuō)明

力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

．
（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(shí)約

276

s．
（4）雷達(dá)在某次跟蹤監(jiān)測(cè)時(shí)，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(zhǎng)為

60

m．
（5）某次試航中，20架“殲-15”戰(zhàn)機(jī)從“遼寧”號(hào)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

減小

（選填“減小”、“增大”或“不變”），艦艇排開海水的體積將減小

500

m³（g取10N/kg，海水的密度為1.03g/cm³）．
（6）某次測(cè)試時(shí)，使航母的發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)最大輸出功率并持續(xù)工作2小時(shí)，則需消耗重油

1.08×10⁵

kg．若保持航母儲(chǔ)存油量一定，并使其以最大功率在水中勻速行駛，測(cè)得行駛時(shí)所受阻力與航速的平方成正比，已知航速為15m/s時(shí)，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(shí)，其續(xù)航里程為

2250

km．

Answer 1

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(dòng)狀態(tài)；
（3）根據(jù)v=

s

t

求出時(shí)間；
（4）根據(jù)c=λf求出波長(zhǎng)；
（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(dòng)機(jī)的做的功，重油燃燒時(shí)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(shí)所受阻力與航速的平方成正比，即

F1

F2

=

v 2 1

v 2 2

，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(shí)，關(guān)閉發(fā)動(dòng)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(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；而阻攔索鉤住運(yùn)動(dòng)的戰(zhàn)機(jī)，并將其逼停，說(shuō)明力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
（3）人正常步行的速度為v=1.1m/s，
∵v=

s

t

∴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(shí)間：
t=

s

v

=

304m

1.1m/s

≈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(zhǎng)：
λ=

c

f

=

3×108m/s

5×106Hz

=60m；
（5）戰(zhàn)機(jī)全部起飛后，航母會(huì)上浮一些，浸在水中的深度會(huì)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=

△F浮

ρ海水g

=

5.15×106N

1.03×103kg/m3×10N/kg

=500m³；
（6）航母做的功：W=Pt=1.5×10⁸W×7200s=1.08×10¹²J，
∵η=

W

Q

∴重油完全燃燒放出的熱量：
Q=

W

η

=

1.08×1012J

25%

=4.32×10¹²J，
∵Q=mq
∴燃燒重油的質(zhì)量：
m′=

Q

q

=

4.32×1012J

4×107J/kg

=1.08×10⁵kg；
保持航母儲(chǔ)存油量一定，即保持航母做的功是相等的，所以W₁=W₂，
F₁s₁=F₂s₂，且

F1

F2

=

v 2 1

v 2 2

，
所以

s2

s1

=

v 2 1

v 2 2

=

(15m/s)2

(10m/s)2

=2.25，
航速為10m/s時(shí)，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(dòng)狀態(tài)；（3）276；（4）60；（5）減小；500；（6）1.08×10⁵；2250．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查的是學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，知識(shí)點(diǎn)很多，難度不是很大．