Question

【题目】阅读短文，回答问题．

“阳光动力2号”太阳能飞机

世界最大的太阳能飞机“阳光动力2号”（如图甲）飞机的表面使用一种碳纤维材料，其承载能力要比一般材料更好，但质量仅与一辆小型汽车相差无几．飞机上设有的通话、网络等设备，可随时保证飞机与地面的联系．白天，飞机飞行高度达到海拔8500米，依靠两翼上安装的太阳能电池板为直流电动机提供动力，同时对锂电池充电以保证夜间或阴雨天不间断飞行．晚上，依靠储存在锂电池里的电能继续飞行．并且下降到1500米的高度，以减少能耗。飞机的有关技术参数如下表:

飞机净/总质量 kg	2300/3600	发动机最大功率 kw	54
锂电池能量密度 kw·h/kg	0.25	发动机转换效率	90%
锂电池的总质量 kg	630	――――――――――

（1）白天飞机在高海拔高度飞行，而晚上下降到低海拔高度飞行，这一过程______能转化为_______能。

（2）若锂电池充满电后的总储存量为5.76×108J。某次飞行消耗了锂电池总储存量的20%，发动机转换效率为90%[则发动机输出的机械能为___________J，若这些机械能改由航空燃油来提供，不计能量损失，需要完全燃烧氢气___________ m3．（已知氢气的热值为1.4×108J/m3）．

（3）若飞机发动机最大功率为54kw，飞机在最大功率下，以30m/s的速度沿水平方向正常巡航，所受的阻力为______ N，若飞机沿水平方向飞行过程中所受阻力与速度的平方成正比，则当飞机以15m/s速度沿水平方向运行时，发动机输出的功率为_______ W．

（4）科技兴趣小组利用测距传感器为飞机设计了一款飞行高度测距仪．测距传感器的阻值R1与离地高度h的关系如图乙所示．设计的飞行高度检测电路如图丙所示，R0为定值电阻．要使高度表（实质是电流表或电压表）示数能随飞行高度的增大而增大，则应将______________________（选填“电流”或“电压”）表改装成高度表．该高度表示数刻度__________（选填“均匀”或“不均匀”）．

Answer 1

【答案】 重力势能 动能 1.0206×108 0.729 1800 6750 电压表 不均匀

【解析】（1）白天飞机在高海拔高度飞行，而晚上下降到低海拔高度飞行，这一过程中高度减小，速度增加，重力势能转化为动能。

(2)飞机的锂电池总的储存能量5.76×108J：飞机飞行消耗了锂电池总储存量的20%，发电机输出的机械能：W机＝20%×90%×5.76×108J ＝1.0206×108J，由题W机＝Q＝Vq，不考虑能量损失，需要完全燃烧氢气体积：V＝ ＝0.729m3.(3) P＝Fv，飞机在最大功率下，以30m/s的速度沿水平方向正常巡航时，所受的阻力：f1＝F1＝ ＝ ＝1.8×103N，飞机沿水平方向飞行过程中所受阻力与速度成正比，即：，则当飞机以15m/s速度沿水平方向运动时，发动机的推力：F2＝f2＝f1 ＝1.8×103N＝450N，发动机输出的功率：P2＝F2v2＝450N×15m/s＝6750W.(5) 两个电阻串联，电流表测量串联电路的电流，电压表测量R1两端的电压，由乙图得到电阻R1随高度的增加而增大，当高度增大时，R1的电阻变大，电路中总电阻R＝R1R0，总电阻变大，根据I＝得到电路中电流的变小，所以不能将电流表改成高度表，R0两端电压U0＝IR0，I变小，R0不变，U0变小，根据串联电路电压的规律得到R1两端的电压U1＝UU0，U不变，U0变小，U1变大，所以电压表改装成高度表；由乙说明R1高度h成一次函数关系,电压标的示数：U1＝IR1，由于I不是定值，I随R1的增大而减小，故电压表(高度表)示数是不均匀的。