Question

13．2017年5月5日，凝聚著國人夢想的國產(chǎn)大飛機(jī)C919首飛成功．
（1）C919首飛時(shí)，由于發(fā)動機(jī)的振動而產(chǎn)生的轟鳴聲是通過空氣（填具體介質(zhì)）傳入人耳．C919返回首飛現(xiàn)場時(shí)，現(xiàn)場見證者心情越發(fā)激動，隨著聲音的響度（填“響度”或“頻率”）越來越大，飛機(jī)開始著陸，最終首飛取得圓滿成功．十年心血，終于破繭成蝶，現(xiàn)場C919研發(fā)專家們流下了激動和幸福的淚水，對于他們來說，C919發(fā)動機(jī)的轟鳴聲屬于樂音（填“樂音”或“噪音”）．
（2）若不計(jì)飛機(jī)質(zhì)量的變化，當(dāng)C919在水平跑道上加速滑行時(shí)，其機(jī)械能的增加量等于（填“大于”、“小于”或“等于”）動能的增加量，跑道對飛機(jī)的支持力小于（填“大于”、“小于”或“等于”）飛機(jī)的重力；當(dāng)C919騰空加速上升時(shí)，其機(jī)械能的增加量大于（填“大于”、“小于”或“等于”）動能的增加量，此時(shí)飛機(jī)受力不平衡（填“平衡”或“不平衡”）．
（3）C919首飛成功后，將進(jìn)入適航認(rèn)證階段，其中非常重要的一項(xiàng)就是結(jié)冰試驗(yàn)．飛機(jī)表面結(jié)冰是由于飛機(jī)飛行過程中過冷水滴或降雨碰到機(jī)體后凝固（填物態(tài)變化過程）而形成的，也可由水蒸氣在機(jī)體表面凝華（填物態(tài)變化過程）而成，上述兩個(gè)過程都是放熱過程．飛機(jī)表面結(jié)冰后，會破壞其空氣動力學(xué)外形，使飛機(jī)升力減小，阻力變大，影響飛機(jī)的穩(wěn)定性和操控性．
（4）C919為了減重，使用了大量新型合金材料．飛機(jī)某合金部件由甲、乙兩種金屬構(gòu)成，已知甲、乙按質(zhì)量比2：1混合后的密度與甲、乙按體積比3：4混合后的密度相等，則甲、乙的密度之比為8：3．若該合金部件傳統(tǒng)上全部使用金屬甲時(shí)重量減少了50%，則該合金部件中甲、乙的質(zhì)量之比為2：3．

Answer 1

分析 （1）聲音是由物體振動產(chǎn)生的；聲音的傳播需要介質(zhì)；從環(huán)保角度來看，凡是妨礙人們正常的學(xué)習(xí)、休息和工作的聲音，都屬于噪聲．
（2）動能大小的影響因素：質(zhì)量、速度．質(zhì)量越大，速度越大，動能越大；重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉得高度．質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大；動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能；
流體的壓強(qiáng)跟流速有關(guān)，流速越大，壓強(qiáng)越小，由此分析地面對飛機(jī)的支持力；
靜止和勻速直線運(yùn)動的物體受到平衡力作用；
（3）物質(zhì)由液態(tài)變成固態(tài)叫凝固；物質(zhì)由氣態(tài)變成固態(tài)叫凝華；
（4）根據(jù)密度公式，由按不同質(zhì)量比和體積比混合后的密度相等計(jì)算兩金屬的密度比；
該合金部件比傳統(tǒng)上全部使用金屬甲時(shí)重量減少了50%，由此根據(jù)密度公式計(jì)算甲乙質(zhì)量比．

解答 解：
（1）C919首飛時(shí)，由于發(fā)動機(jī)的振動而產(chǎn)生的轟鳴聲是通過空氣傳入人耳；
響度與振幅、距離發(fā)聲體的距離有關(guān)，C919返回首飛現(xiàn)場時(shí)，現(xiàn)場見證者與飛機(jī)距離越來越近，所以響度越來越大，飛機(jī)開始著陸；
現(xiàn)場研發(fā)專家們流下了激動和幸福的淚水，對于他們來說，C919發(fā)動機(jī)的轟鳴聲是他們想聽到的聲音，所以屬于樂音．
（2）若不計(jì)飛機(jī)質(zhì)量的變化，當(dāng)C919在水平跑道上加速滑行時(shí)，高度不變，重力勢能不變，速度增大，動能增加，所以機(jī)械能的增加量等于動能的增加量；
C919加速滑行時(shí)，飛機(jī)上方的空氣流速大于下方空氣的流速，因而飛機(jī)上方氣體的壓強(qiáng)小于下方氣體的壓強(qiáng)，從而對飛機(jī)產(chǎn)生升力，使得跑道對飛機(jī)的支持力小于飛機(jī)的重力；
當(dāng)C919騰空加速上升時(shí)，速度增大，高度增大，動能和重力勢能都增大，所以其機(jī)械能的增加量大于動能的增加量；
由于飛機(jī)運(yùn)動狀態(tài)在發(fā)生變化，所以此時(shí)飛機(jī)受力不平衡．
（3）飛機(jī)飛行過程中過冷水滴或降雨碰到機(jī)體后結(jié)冰屬于凝固過程；水蒸氣變成冰是凝華過程，這兩個(gè)過程都是放熱過程；
飛機(jī)表面附有冰后，破壞了飛機(jī)的空氣動力學(xué)外形，使飛機(jī)升力減小，阻力變大，影響飛機(jī)飛行的穩(wěn)定性和飛行員操作困難；
（4）①由題知，甲、乙按質(zhì)量比2：1混合時(shí)，m_甲=2m_乙，
由密度公式可得混合后密度：ρ=$\frac{{m}_{甲}+{m}_{乙}}{{V}_{甲}+{V}_{乙}}$=$\frac{2{m}_{乙}+{m}_{乙}}{\frac{2{m}_{乙}}{{ρ}_{甲}}+\frac{{m}_{乙}}{{ρ}_{乙}}}$=$\frac{3{ρ}_{甲}{ρ}_{乙}}{{ρ}_{甲}+2{ρ}_{乙}}$，
甲、乙按體積比3：4混合時(shí)，V_甲=$\frac{3}{4}$V_乙，
由密度公式可得混合后密度：ρ′=$\frac{{m}_{甲}′+{m}_{乙}′}{{V}_{甲}′+{V}_{乙}′}$=$\frac{{ρ}_{甲}•\frac{3}{4}{V}_{乙}+{ρ}_{乙}{V}_{乙}}{\frac{3}{4}{V}_{乙}+{V}_{乙}}$=$\frac{3}{7}$ρ_甲+$\frac{4}{7}$ρ_乙，
混合后的密度相等，所以：$\frac{3{ρ}_{甲}{ρ}_{乙}}{{ρ}_{甲}+2{ρ}_{乙}}$=$\frac{3}{7}$ρ_甲+$\frac{4}{7}$ρ_乙，
解得：$\frac{{ρ}_{甲}}{{ρ}_{乙}}$=$\frac{8}{3}$或$\frac{{ρ}_{甲}}{{ρ}_{乙}}$=$\frac{1}{1}$（不合題意舍去）
②合金部件比傳統(tǒng)上全部使用金屬甲時(shí)重量減少了50%，即m_合=$\frac{1}{2}$M_甲，
使用合金和傳統(tǒng)上使用甲制作該部件的體積應(yīng)相等，所以ρ_合=$\frac{1}{2}$ρ_甲，
由密度公式有：$\frac{{m}_{甲}+{m}_{乙}}{\frac{{m}_{甲}}{{ρ}_{甲}}+\frac{{m}_{乙}}{\frac{3}{8}{ρ}_{甲}}}$=$\frac{1}{2}$ρ_甲，
解得：$\frac{{m}_{甲}}{{m}_{乙}}$=$\frac{2}{3}$．
故答案為：（1）振動；空氣；響度；樂音；
（2）等于；小于；大于；不平衡；
（3）凝固；凝華；放；變大；
（4）8：3；2：3．

點(diǎn)評 本題以國產(chǎn)大飛機(jī)C919為情景考查了聲、力、熱的有關(guān)知識，考查的知識點(diǎn)多，綜合性強(qiáng)，特點(diǎn)是第（4）問的比值計(jì)算要細(xì)心，易出錯(cuò)．