Question

13．2017年5月5日，凝聚着国人梦想的国产大飞机C919首飞成功．
（1）C919首飞时，由于发动机的振动而产生的轰鸣声是通过空气（填具体介质）传入人耳．C919返回首飞现场时，现场见证者心情越发激动，随着声音的响度（填“响度”或“频率”）越来越大，飞机开始着陆，最终首飞取得圆满成功．十年心血，终于破茧成蝶，现场C919研发专家们流下了激动和幸福的泪水，对于他们来说，C919发动机的轰鸣声属于乐音（填“乐音”或“噪音”）．
（2）若不计飞机质量的变化，当C919在水平跑道上加速滑行时，其机械能的增加量等于（填“大于”、“小于”或“等于”）动能的增加量，跑道对飞机的支持力小于（填“大于”、“小于”或“等于”）飞机的重力；当C919腾空加速上升时，其机械能的增加量大于（填“大于”、“小于”或“等于”）动能的增加量，此时飞机受力不平衡（填“平衡”或“不平衡”）．
（3）C919首飞成功后，将进入适航认证阶段，其中非常重要的一项就是结冰试验．飞机表面结冰是由于飞机飞行过程中过冷水滴或降雨碰到机体后凝固（填物态变化过程）而形成的，也可由水蒸气在机体表面凝华（填物态变化过程）而成，上述两个过程都是放热过程．飞机表面结冰后，会破坏其空气动力学外形，使飞机升力减小，阻力变大，影响飞机的稳定性和操控性．
（4）C919为了减重，使用了大量新型合金材料．飞机某合金部件由甲、乙两种金属构成，已知甲、乙按质量比2：1混合后的密度与甲、乙按体积比3：4混合后的密度相等，则甲、乙的密度之比为8：3．若该合金部件传统上全部使用金属甲时重量减少了50%，则该合金部件中甲、乙的质量之比为2：3．

Answer 1

分析 （1）声音是由物体振动产生的；声音的传播需要介质；从环保角度来看，凡是妨碍人们正常的学习、休息和工作的声音，都属于噪声．
（2）动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大；动能和势能统称为机械能；
流体的压强跟流速有关，流速越大，压强越小，由此分析地面对飞机的支持力；
静止和匀速直线运动的物体受到平衡力作用；
（3）物质由液态变成固态叫凝固；物质由气态变成固态叫凝华；
（4）根据密度公式，由按不同质量比和体积比混合后的密度相等计算两金属的密度比；
该合金部件比传统上全部使用金属甲时重量减少了50%，由此根据密度公式计算甲乙质量比．

解答 解：
（1）C919首飞时，由于发动机的振动而产生的轰鸣声是通过空气传入人耳；
响度与振幅、距离发声体的距离有关，C919返回首飞现场时，现场见证者与飞机距离越来越近，所以响度越来越大，飞机开始着陆；
现场研发专家们流下了激动和幸福的泪水，对于他们来说，C919发动机的轰鸣声是他们想听到的声音，所以属于乐音．
（2）若不计飞机质量的变化，当C919在水平跑道上加速滑行时，高度不变，重力势能不变，速度增大，动能增加，所以机械能的增加量等于动能的增加量；
C919加速滑行时，飞机上方的空气流速大于下方空气的流速，因而飞机上方气体的压强小于下方气体的压强，从而对飞机产生升力，使得跑道对飞机的支持力小于飞机的重力；
当C919腾空加速上升时，速度增大，高度增大，动能和重力势能都增大，所以其机械能的增加量大于动能的增加量；
由于飞机运动状态在发生变化，所以此时飞机受力不平衡．
（3）飞机飞行过程中过冷水滴或降雨碰到机体后结冰属于凝固过程；水蒸气变成冰是凝华过程，这两个过程都是放热过程；
飞机表面附有冰后，破坏了飞机的空气动力学外形，使飞机升力减小，阻力变大，影响飞机飞行的稳定性和飞行员操作困难；
（4）①由题知，甲、乙按质量比2：1混合时，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、乙按体积比3：4混合时，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$\frac{{ρ}_{甲}}{{ρ}_{乙}}$=$\frac{1}{1}$（不合题意舍去）
②合金部件比传统上全部使用金属甲时重量减少了50%，即m_合=$\frac{1}{2}$M_甲，
使用合金和传统上使用甲制作该部件的体积应相等，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：$\frac{{m}_{甲}}{{m}_{乙}}$=$\frac{2}{3}$．
故答案为：（1）振动；空气；响度；乐音；
（2）等于；小于；大于；不平衡；
（3）凝固；凝华；放；变大；
（4）8：3；2：3．

点评 本题以国产大飞机C919为情景考查了声、力、热的有关知识，考查的知识点多，综合性强，特点是第（4）问的比值计算要细心，易出错．