Question

10．阅读短文，解答问题．
2012年9月25日上午，中国首艘航空母舰“辽宁”号正式交接服役，从此中国摆脱了没有航母的历史．航母上安装有卫星通讯天线、有源相控阵雷达等设备，配备近防武器系统和各型舰载机，有关参数下表所示．新型固定翼舰载机在“辽宁”号航母训练平台上的着落、起飞试验已取得成功．

辽宁号航空母舰参数
满载排水量/t	67500	总功率/kW	1.5×105
动力提供（燃料）	重油	最高航速km/h	54
最大舰长/m	304	最大舰宽/m	70.5
发动机的效率/%		最大舰载机数量/架	30

（1）下列有关航母、舰载飞机的说法不正确的是B
A．飞机静止在航母甲板时，飞机受到的重力与支持力是一对平衡力
B．飞机起飞时，获得推力的施力物体是发动机
C．飞机起飞时，是利用力的作用是相互的来获得推力的
D．飞机降落时，以飞机为参照物，则航母是运动的
（2）航母上的雷达发现敌方的军事目标，是利用了电磁波（选填“电磁波”或“超声波”）．在某次训练中，某型号舰载机从跑道上起飞后，舰底所受海水的压强将变小 （填变化情况）．
（3）如果航母总功率全部用来提供它向前的牵引力，当航母以最高航速54km/h航行时，它产生的牵引力是1×10⁷N，若在这种状态下匀速航行1000km，至少需要燃烧10³t的重油，则航母发动机的效率为25%．（重油的热值为4.0×10⁷J/kg）
（4）若航母储存燃油的质量一定，它在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比，航母低速（低速/中速∥高速）行驶时续航里程（连续航行的最大距离）大，若将航速提高到原来的2倍，则发动机的功率必须提高到原来功率的D
A、2倍    B、3倍     C、4倍    D、8倍．

Answer 1

分析 （1）物体静止时处于平衡状态，受到的力为平衡力；力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的；判断物体的运动和静止，首先选择一个参照物，被研究的物体和参照物之间如果发生位置的变化，被研究的物体是运动的．否则是静止的；
（2）电磁波能够传递信息，并且能在真空中传播；知道航母满载时的排水量，利用阿基米德原理求出航母的浮力，挂弹后质量达22t的舰载机从跑道上起飞后，航母上浮，根据液体压强特点分析舰底受到压强的变化；
（3）知道航母最高航速，利用P=Fv求此时的牵引力；知道行驶的距离，利用W=Fs计算航母做的有用功（有用能量）；根据效率公式求燃料完全燃烧放出的热量（总能量），再利用Q=mq求至少需要燃烧重油的质量；
（4）燃油质量、燃油热值、航母发动机效率一定，克服阻力的功一定，当航母匀速行驶时，W=Fs=fs，可见阻力与航速的平方成正比，所以续航里程与航速的平方成反比，低速行驶时续航里程大，据此分析；已知阻力与航速的平方成正比，即f=kv²，当物体匀速运动时牵引力F与阻力f相等；即F=f=kv²，所以发动机的功率为P=Fv=kv³．

解答 解：
（1）A．飞机静止在航母甲板时，飞机受到的重力与支持力是一对平衡力，故A正确；
BC．飞机起飞时，螺旋桨转动对空气施加向后的推力，由于物体间力的作用是相互的，因此空气同时对飞机施加向前的推力，飞机就起飞了，故B错误，C正确；
D．飞机降落时，以飞机为参照物，航母的位置不断发生变化，因此航母是运动的，故D正确；
故选B；
（2）航母上的雷达发现敌方的军事目标，是利用了电磁波传递信息的；
舰载机从跑道上起飞后，航母将会上浮一些，舰底所受海水的压强减小；
（3）航母最高航速V=54km/h=15m/s航行时，
因为P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=FV
所以F=$\frac{P}{v}$=$\frac{1.5×1{0}^{5}×10W}{15m/s}$=1×10⁷N；
在这种状态下匀速航行1000km，需要的机械能：
W=Fs=1×10⁷N×1000×10³m=1×10¹³J；
燃烧10³t的重油放出的能量：
Q=qm=4.0×10⁷J/kg×10³×10³kg=4×10¹³J，
航母发动机的效率：
η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{1×1{0}^{13}J}{4×1{0}^{13}J}$×100%=25%；
（4）因为燃油质量、燃油热值、航母发动机效率一定，所以克服阻力的功一定，
当航母匀速行驶时，W=Fs=fs，已知阻力与航速的平方成正比，
所以续航里程与航速的平方成反比，低速行驶时续航里程大；
由题意可知，f=kv²；
当物体匀速运动时牵引力F与阻力f相等；即F=f=kv²，所以发动机的功率为P=Fv=kv³，
将航速提高到原来的2倍，则发动机的功率：P′=kv′³=k（2v）³=8kv³=8P，
故选D．
故答案为：（1）B；（2）电磁波；变小；（3）1×10⁷；25%；（5）低速；D．

点评 本题以航母为题考查了相关的物理知识，综合性很强，计算量比较大，具有一定的难度．