Question

阅读以下材料，回答下列问题：
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/%	25	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   
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    （选填“电磁波”或“超声波”）．
（3）该航母满载行驶受到的浮力    N．在某次训练中，指挥员向歼-15飞行员下达起飞指令后，挂弹后质量达22t的舰载机从跑道上起飞后，舰底所受海水的压强将    （填变化情况），航母排开海水的体积将减小    m³（ρ_海水=1.1×10³kg/m³，g取10N/kg）．
（4）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    N，若在这种状态下匀速航行1000km，航母发动机的效率为25%，至少需要燃烧    t的重油．（重油的热值为4.0×10⁷J/kg）
（5）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    （选填“低速”或“高速”）匀速行驶时续航里程（连续航行的最大距离）大，因为    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）①物体静止或做匀速直线运动时，受到的力平衡力；
②力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的；
③判断物体运动还是静止的，要选择参照物，选择的参照物不同，得出的结论也可能不同．
（2）电磁波能够传递信息，并且能在真空中传播；
（3）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；起飞的舰载机的质量就是减少的排开海水的质量，根据密度计算公式求出减小的排开海水的体积；
（4）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；
（5）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．
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，该选项说法正确，不符合题意；
B、飞机起飞时，获得推力的施力物体是空气，该选项说法不正确，符合题意；
C、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，该选项说法正确，不符合题意；
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，该选项说法正确，不符合题意；
（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；
（3）①航母满载排水量是67500t，因此受到的浮力F_浮=G_排=m_排g=67500×10³kg×10N/kg=6.75×10⁸N；
②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航母排开海水的体积V_排===20m³；
（4）航母最高航速V=54km/h=15m/s航行时，
∵P=FV
∴F===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；
航母发动机的效率η=25%，因此需要重油放出的热量Q===4×10¹³J；
∵Q=qm
∴需要完全燃烧重油的质量m===1×10⁶kg=10³t．
（5）∵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，
∴续航里程与航速的平方成反比，低速行驶时续航里程大．
故答案为：（1）B；
（2）电磁波；
（3）6.75×10⁸；变小；20；
（4）1×10⁷；10³；
（5）低速行驶时续航里程大；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，根据W=FS，航母匀速行驶时，W=fS（二力平衡条件，F=f）．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（W=fS=kv²s），低速行驶时续航里程大．
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．