Question

【題目】閱讀短文，回答問題．

“陽光動力2號”太陽能飛機

4月21日，世界最大的太陽能飛機“陽光動力2號”（如圖甲所示）飛抵南京．該飛機的表面使用一種碳纖維材料，其承載能力要比一般材料更好，但質(zhì)量僅與一輛小型汽車相差無幾．飛機上設有的通話、網(wǎng)絡等設備，可隨時保證飛機與地面的聯(lián)系．白天，飛機飛行高度達到海拔8500米，依靠兩翼上安裝的太陽能電池板為直流電動機提供動力，同時對鋰電池充電以保證夜間或陰雨天不間斷飛行．晚上，依靠儲存在鋰電池里的電能繼續(xù)飛行,并逐漸下降到1500米的高度，以減少能耗。飛機的有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下表:

(1)下列關(guān)于該飛機的說法中，正確的是（_______）

A．飛機依靠超聲波與地面聯(lián)系

B．飛機升空的原理與直升機相同

C．飛機的鋰電池質(zhì)量越大越好

D．表面使用的碳纖維具有強度大、密度小的特點

(2)白天飛機在高海拔高度飛行，而晚上逐漸下降至低海拔高度飛行，從節(jié)能角度分析，這樣飛行的優(yōu)點是____（至少說出一點）．

(3)某次飛機飛行消耗了鋰電池總儲存量的20%，則發(fā)動機輸出的機械能為_____J，若這些機械能改由液態(tài)氫來提供，不考慮能量損失，需要完全燃燒氫氣_____m3（已知液態(tài)氫的熱值為1.4×108J/m3）．

(4)飛機在最大功率下，以30m/s的速度沿水平方向正常巡航時，所受的阻力為_____N，若飛機沿水平方向飛行過程中所受阻力與速度的平方成正比，則當飛機以15m/s速度沿水平方向運行時，發(fā)動機輸出的功率為_____W．

(5)飛機利用測距傳感器來判斷離地高度．若某測距傳感器的阻值R1與離地高度h的關(guān)系如圖乙所示，如圖丙所示的檢測電路采用了“穩(wěn)流電源”（電源輸出的電流恒定），要使高度表（實質(zhì)是電流表或電壓表）示數(shù)能隨飛行高度的增大而增大，則此高度表應安裝在___（1/2/3）位置，該高度表示數(shù)刻度__（均勻/不均勻）．

Answer 1

【答案】 D 白天可最大化利用太陽能或晚上半滑翔飛行，可節(jié)約能源 1.0206×108 0.729 1800 6750 3 均勻

【解析】解答：

(1)A、真空不能傳播聲音，電磁波可以在真空中傳播，所以飛機不能依靠超聲波與地面聯(lián)系，而是依靠電磁波。故A錯誤；B. 快速運動的飛機利用機翼上下表面的空氣壓強差而產(chǎn)生向上的壓力差升空；直升機的螺旋槳轉(zhuǎn)動時對空氣產(chǎn)生向下的力，由于力的作用是相互的，空氣對它產(chǎn)生向上的力而升空。故B錯誤；C. 飛機的鋰電池質(zhì)量越大，飛機的載貨量越小，不符合實際，故C錯誤；D. 飛機表面使用的碳纖維強度大，承載力大，密度小的可減小飛機質(zhì)量，故D正確。(2)白天在高海拔處飛行，光照強度大，太陽能電池板能將更多的太陽能轉(zhuǎn)化為電能，晚上由高海拔向低海拔飛行過程中飛機可以靠滑翔下降，這樣能節(jié)約能量。

(3)由表格數(shù)據(jù)可知：飛機的鋰電池總的儲存能量：W＝0.25kWh/kg×630kg＝157.5kWh，

飛機飛行消耗了鋰電池總儲存量的20%，發(fā)電機輸出的機械能：W機＝20%×90%×157.5kWh＝28.35kWh＝28.35×3.6×106J＝1.0206×108J，由題W機＝Q＝Vq，不考慮能量損失，需要完全燃燒氫氣體積：V＝＝0.729m3(4) P＝＝Fv，飛機在最大功率下，以30m/s的速度沿水平方向正常巡航時，所受的阻力：f1＝F1＝＝1.8×103N，飛機沿水平方向飛行過程中所受阻力與速度成正比，即：f1:f2＝v1:v2，則當飛機以15m/s速度沿水平方向運動時，發(fā)動機的推力：F2＝f2＝＝450N，發(fā)動機輸出的功率： P2＝F2v2＝450N×15m/s＝6750W.(5)由題檢測電路電源輸出的電流恒定,高度表示數(shù)能隨飛行高度的增大而增大,所以高度計應是電壓表,由丙說明R1高度h成一次函數(shù)關(guān)系,所以電壓表應與R1并聯(lián)則此高度表應安裝在3位置,由U＝IR1知電壓表(高度表)示數(shù)是均勻。