题目内容
10.阅读以下材料,回答下列问题:我国辽宁号航母于2012年9月23日正式交付海军.瓦良格号航母(图1)的满载排水量为67500t,4台蒸汽轮机共提供约1.5×105kW的动力,最大航速30节(1节=1海里/小时).
(1)蒸汽轮机利用重油(原油提取汽油、柴油后的剩余重质油)做燃料,通过锅炉把水加热成蒸汽,由蒸汽推动蒸汽轮机转动.重油是不可再生(可再生/不可再生)能源;蒸汽轮机工作时将燃料燃烧获得的内能转化为机械能.
(2)若航母以最大航速航行100海里,消耗120t重油;完全燃烧120t重油可产生4.8×1012J的热量,4台蒸汽轮机的效率约为37.5%.(重油的热值q=4×107J/kg,g取10N/kg)
(3)某舰载机在静止的航母上,通过弹射装置获得一定的初速度后,在水平跑道上以6×106W的恒定功率沿直线加速,行驶过程中所受阻力不变,运动的速度v与时间t的关系如图2甲所示,飞机运动过程中受到的阻力是6×104N.舰载机机翼的横截面设计成如图2乙所示的形状,是利用了在气体中流速越大的地方压强越小的原理,为飞机提供升力.为了获得更大的升力,飞机起飞时应让飞机逆风(逆风/顺风)起飞.
分析 (1)能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源;短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源;
可以叫一次能源,不能从自然界直接获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源;
蒸汽轮机工作时将燃料燃烧获得的内能转化为机械能.
(2)已知重油的质量与重油的燃烧值,可以求出重油完全燃烧释放的能量,求出航母做的功,然后由效率公式求出蒸汽机的效率.
(3)由功率P=Fv的变形公式F=$\frac{P}{v}$可以求出飞机的牵引力,然后由平衡条件求出飞机受到的阻力;
流体流速越大,流体压强越小.
解答 解:(1)重油不可能在短时间内得到补充,因此重油是不可再生能源,蒸汽轮机工作时将燃料燃烧获得的内能转化为机械能.
(2)完全燃烧120t重油产生的热量:Q=mq=120×103kg×4×107J/kg=4.8×1012J,
航母的航行速度v=30节=30海里/小时,
由v=$\frac{s}{t}$得,航母的航行时间t=$\frac{s}{v}$=$\frac{100海里}{30海里/小时}$=$\frac{10}{3}$h≈3.33h;
蒸汽机做功W=Pt=1.5×108W×$\frac{10}{3}$×3600s=1.8×1012J,
4台蒸汽轮机的效率约η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{1.8×1{0}^{12}J}{4.8×1{0}^{12}J}$×100%=37.5%.
(3)由图甲可知,飞机匀速运动的速度v=100m/s,
由P=vF得,飞机的牵引力F=$\frac{P}{v}$=$\frac{6×1{0}^{6}W}{100m/s}$=6×104N,
飞机匀速运动时处于平衡状态,由平衡条件得:
飞机受到的阻力f=F=6×104N;
舰载机机翼的横截面形状,利用了在气体中流速越大的地方压强越小的原理;飞机逆风起飞时飞机的速度不需要加速到很大,飞机就可相对空气有一个较大的相对速度,从而获得足够的升力.
故答案为:(1)不可再生;内;(2)4.8×1012;37.5%;(3)6×104;小;逆风.
点评 本题考查了能源的分类、能量的转化、求航母的航行时间、求油燃烧释放的热量、求蒸汽机的效率、飞机受到的阻力、流体流速与流体压强的关系等问题,考查的内容较多,是一道学科综合题.
| A. | 激光通过糖水 | B. | 铅笔“折”断 | C. | 水中倒影 | D. | 手影 |
| A. | 8m/s | B. | 12.5m/s | C. | 10m/s | D. | 10.25m/s |