题目内容
5.太阳能飞机
2015年3月9日,全球最大太阳能飞机“阳光动力2号”(如图所示)从阿联酋首都阿布扎比起程,开始环球飞行.将用时四到五个月穿越海洋陆地,完成人类史上首次太阳能环球飞行计划.
“阳光动力2号”的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料.它的翼展达到72m,比波音747-8型的翼展还要宽3.5m;机长22.4m,接近一个篮球场的长度;而质量仅有2300kg,跟一辆中型轿车相差无几.它的起飞速度为46km/h,最大速度约140km/h.
“阳光动力2号”的机翼、机身和水平尾翼上共贴敷了17248片135?m厚的单晶硅薄膜太阳能电池.这些电池可以产生最大70kW的功率,这些电力可以输出给四台单台功率13.5kW的电动机带动四扇4m直径的双叶螺旋桨给飞机提供动力.
“阳光动力2号”白天会爬升到8500m的高度以避开气流并最大化利用太阳能,此时的温度急剧升高,而夜晚则半滑翔飞行,逐渐降低到1500m高度,其速度并不大,因此夜里对能源的需求也大大减少.
(1)“阳光动力2号”的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料.“极轻”的物理含义是密度极小.
(2)“阳光动力2号”吸收太阳能转化为电能,电能再转化为飞机需要的其他形式能.
(3)在狭小的机舱内,两名瑞士飞行员将轮流驾驶,每次连续飞行5个昼夜,速度按80km/h计算,每次连续飞行的距离是9600km.
(4)“阳光动力2号”从夜晚航行转为白天航行过程中,飞机的重力势能逐渐增加.
分析 (1)一定体积的物体,密度越小质量越小;
(2)太阳能飞行器主要以太阳能为动力,工作过程中将太阳能转化为电能;
(3)已知飞机飞行速度和时间,可以得到每次连续飞行的距离;
(4)在质量一定时,物体上升高度越大,重力势能越大.
解答 解:
(1)“阳光动力2号”的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料.“极轻”表示体积一定时,材料的质量非常小,也就是密度很小.所以物理含义是密度极小;
(2)“阳光动力2号”吸收太阳能转化为电能,电能再转化为飞机需要的其他形式的能量;
(3)因为v=$\frac{s}{t}$,
所以每次连续飞行的距离是s=vt=80km/h×120h=9600km;
(4)在白天,“阳光动力2号”会爬升到8500m的高度,而夜晚则半滑翔飞行,逐渐降低高度.此过程质量不变,但所处高度变化,所以从夜晚航行转为白天航行过程中,飞机的重力势能逐渐增加.
故答案为:(1)密度极小;(2)太阳;(3)9600;(4)增加.
点评 此题属于材料阅读题,考查了密度的物理意义、太阳能的利用、速度变形公式的应用及重力势能的影响因素,体现了物理规律与社会生活的密切联系.
练习册系列答案
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(1)汽车以100km/h速度匀速运动时发动机的输出功率最大,则1min内做有用功4.5×106J.
(2)汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程,一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是乙甲丁丙(对甲、乙、丙、丁重新排序),如图所示的丁冲程给内燃机汽车提供动力.
(3)汽车排气量是指发动机汽缸的工作容积,汽车排气量越大,功率越大.空燃比是指汽缸内空气和燃料的质量比.当汽车以100km/h的速度匀速行驶时,完成一次工作循环做的有用功是1769J;汽缸内汽油的质量是2.43×10-3kg,完成一次工作循环汽油产生的热量是7820J,汽车发动机的效率是22.6%.
| 1min内完成的工作循环 | 2600次 | 93° 汽油 | 汽缸内汽油和空气的混合密度 | 1.35kg/m3 |
| 排气量 | 1.8L | 热值 | 4.6×103J/kg | |
| 发动机最大功率 | 75kW | 空燃比 | 14:1 |
(2)汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程,一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是乙甲丁丙(对甲、乙、丙、丁重新排序),如图所示的丁冲程给内燃机汽车提供动力.
(3)汽车排气量是指发动机汽缸的工作容积,汽车排气量越大,功率越大.空燃比是指汽缸内空气和燃料的质量比.当汽车以100km/h的速度匀速行驶时,完成一次工作循环做的有用功是1769J;汽缸内汽油的质量是2.43×10-3kg,完成一次工作循环汽油产生的热量是7820J,汽车发动机的效率是22.6%.
13.
如图所示的扬声器的构造示意图,当线圈由电流通过时,线圈受力的作用从而带动锥形纸盒振动,产生声音.下列设备与扬声器原理相同的是( )
| A. | 电磁起重机 | B. | 电饭锅 | C. | 电动机 | D. | 发电机 |
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市场上有一种“55℃保温杯”,外层为隔热材料,内层为导热材料,夹层间有“神奇物质”.如图所示,开水倒入杯中数分钟后,水温降为55℃且能较长时间保持不变.“神奇物质”在55℃( )
| A. | 可能处于固态 | B. | 可能处于液态 | ||
| C. | 一定处于固、液混合态 | D. | 以上情况都有可能 |
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| B. | 一块橡皮从课桌掉到地上所用时间约为5s | |
| C. | 教室里一只日光灯正常工作时的电流约为0.2A | |
| D. | 某中学生站立时对地面的压强约为1.2×104Pa |