题目内容
10．如图甲为世界最大的太阳能飞机“阳光动力2号”．该飞机的表面使用一种碳纤维材料，其承载能力要比一般材料更好，但质量仅与一辆小型汽车相差无几．飞机上设有的通话、网络等设备，可随时保证飞机与地面的联系．白天，飞机飞行高度达到海拔8500米，依靠两翼上安装的太阳能电池板为直流电动机提供动力，同时对锂电池充电以保证夜间或阴雨天不间断飞行．晚上，依靠储存在锂电池里的电能继续飞行，并逐渐下降到1500米的高度，以减少能耗．飞机的有关技术参数如表：
| 飞机净/总质量 | 2300/3600kg | 发动机最大功率 | 54kw |
| 锂电池能量密度 | 0.25kw•h/kg | 发动机转换效率 | 90% |
| 锂电池的总质量 | 630kg | ---------- | |
A．飞机依靠超声波与地面联系
B．飞机升空的原理与直升机相同
C．飞机的锂电池质量越大越好
D．表面使用的碳纤维具有强度大、密度小的特点
（2）乙图所示的实验中，能反映电动机工作原理的是图B．该飞机最怕的是风，因为“阳光动力2号”质量小，惯性小，很容易受风的影响而改变运动状态．
（3）某次飞机飞行消耗了锂电池总储存量的20%，则发动机输出的机械能为1.02×108J．
（4）飞机在最大功率下，以30m/s的速度沿水平方向正常巡航时，所受的阻力为1800N，若飞机沿水平方向飞行过程中所受阻力与速度的平方成正比，则当飞机以15m/s速度沿水平方向运行时，发动机输出的功率为6750W．
（5）飞机利用测距传感器来判断离地高度．若某测距传感器的阻值R1与离地高度h的关系如图丙所示，如图丁的检测电路采用了“稳流电源”（电源输出的电流恒定），要使高度表（实质是电流表或电压表）示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应安装在3（选填“1”、“2”或“3”）位置，该高度表示数刻度均匀（选填“均匀”或“不均匀”）．
分析 （1）声音的传播需要介质，真空不能传声；飞机升空利用到流体压强，直升机靠空气对螺旋桨产生向上的力长空；电池质量大影响飞机承载量；制造飞机选择的材料应符合强度大，密度小的要求；
（2）电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的；惯性是物体具有的性质，质量大惯性大，质量小惯性小；
（3）由表格数据先计算出锂电池储存量，根据飞行消耗了锂电池总储存量的20%，和发动机转换效率计算发电机输出的机械能；
（4）根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv，计算出飞行时推力从而得到阻力大小；根据阻力与速度平方成正比，计算15m/s速度沿水平方向运动时，发动机输出的功率；
（5）检测电路采用了“稳流电源”由此知高度表应是电压表；结合图丙分析高度表示数刻度是否均匀．
解答 解：
（1）A、超声波在真空中不能传播，飞机上设有的通话、网络等设备，利用电磁波传递信息．故A错误；
B、飞机是利用机翼上下表面的空气压强差产生向上的升力而升空；直升机的螺旋桨转动时对空气产生向下的力，由于力的作用是相互的，所以空气对它产生向上的力而升空．故B错误；
C、飞机的锂电池质量越大，则飞机的载货量越小，故C错误；
D、飞机表面使用的碳纤维强度大，承载能力大，密度小可减小飞机的质量，故D正确．
（2）图乙中，A是发电机的原理图；B说明了通电导体在磁场中受到力的作用，B是电动机工作原理图，故选B；
物体质量越小惯性越小，稳定性越差，所以此飞机最怕风，很容易受风的影响而改变运动状态；
（3）由表格数据可得，飞机的锂电池总储存能量：
W=0.25kW•h/kg×630kg=157.5kW•h，
飞机飞行消耗了锂电池总储存量的20%，发电机输出的机械能：
W机=20%×90%×157.5kW•h=28.35kW•h=28.35×3.6×106J=1.02×108J；
（4）P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv，
飞机在最大功率下，以30m/s的速度沿水平方向正常巡航时，所受的阻力：
f1=F1=$\frac{{P}_{最大}}{v}$=$\frac{54×1{0}^{3}W}{30m/s}$=1800N；
飞机沿水平方向飞行过程中所受阻力与速度成正比，即：$\frac{{f}_{1}}{{f}_{2}}$=$\frac{{{v}_{1}}^{2}}{{{v}_{2}}^{2}}$，
则当飞机以15m/s速度沿水平方向运动时，发动机的推力：
F2=f2=$\frac{{f}_{1}{{v}_{2}}^{2}}{{{v}_{1}}^{2}}$=$\frac{1.8×1{0}^{3}N×（15m/s）^{2}}{（30m/s）^{2}}$=450N，
发动机输出的功率：
P2=F2v2=450N×15m/s=6750W；
（5）由题检测电路电源输出的电流恒定，高度表示数能随飞行高度的增大而增大，所以高度计应是电压表，由丙说明R1高度h成一次函数关系，所以电压表应与R1并联，由U=IR1知电压表（高度表）示数是均匀的．
故答案为：
（1）D；
（2）B； 惯性；
（3）1.02×108J；
（4）1800；6750；
（5）3； 均匀．
点评 本题考查了声音的传播条件、电动机原理、惯性影响因素、能量转化、功率计算等，涉及的知识点多，综合性强，属于一道难题．要能正确理解题意、选择有价值的信息，才能顺利解题．
| A． | 一名初中生重力大约为50kg | |
| B． | 中学生站立时对水平地面的压强约为1.2×103Pa | |
| C． | 水的密度大约是3g/cm3 | |
| D． | 一只鸡蛋对水平桌面的压力约为0.5N |
| A． | 施力物体同时也一定是受力物体 | B． | 两物体要发生力的作用可以不接触 | ||
| C． | 一个物体不能发生力的作用 | D． | 重力的方向是垂直向下 |
| A． | 只要物体振动，就一定能听到声音 | |
| B． | “闻其声知其人”是依据声音的音色来判断的 | |
| C． | 深夜，优美悦耳的歌声不可能是噪声 | |
| D． | 在相同情况下，超声波的速度比次声波的速度大得多 |
| A． | 给自行车的车轴加润滑油 | B． | 机器转动部分装有滚动轴承 | ||
| C． | 下雪后，汽车车轮上线有防滑铁链 | D． | 在行李箱下面装上轮子 |
有一质量为5kg、底面积为4dm2的圆柱形固体，放在面积为1㎡水平桌面上，求：