Question

【題目】閱讀短文，回答問題．

“陽光動力2號”太陽能飛機

4月21日，世界最大的太陽能飛機“陽光動力2號”（如圖甲所示）飛抵南京．該飛機的表面使用一種碳纖維材料，其承載能力要比一般材料更好，但質量僅與一輛小型汽車相差無幾．飛機上設有的通話、網絡等設備，可隨時保證飛機與地面的聯系．白天，飛機飛行高度達到海拔8500米，依靠兩翼上安裝的太陽能電池板為直流電動機提供動力，同時對鋰電池充電以保證夜間或陰雨天不間斷飛行．晚上，依靠儲存在鋰電池里的電能繼續飛行,并逐漸下降到1500米的高度，以減少能耗。飛機的有關技術參數如下表:

(1)下列關于該飛機的說法中，正確的是（_______）

A．飛機依靠超聲波與地面聯系

B．飛機升空的原理與直升機相同

C．飛機的鋰電池質量越大越好

D．表面使用的碳纖維具有強度大、密度小的特點

(2)白天飛機在高海拔高度飛行，而晚上逐漸下降至低海拔高度飛行，從節能角度分析，這樣飛行的優點是____（至少說出一點）．

(3)某次飛機飛行消耗了鋰電池總儲存量的20%，則發動機輸出的機械能為_____J，若這些機械能改由液態氫來提供，不考慮能量損失，需要完全燃燒氫氣_____m3（已知液態氫的熱值為1.4×108J/m3）．

(4)飛機在最大功率下，以30m/s的速度沿水平方向正常巡航時，所受的阻力為_____N，若飛機沿水平方向飛行過程中所受阻力與速度的平方成正比，則當飛機以15m/s速度沿水平方向運行時，發動機輸出的功率為_____W．

(5)飛機利用測距傳感器來判斷離地高度．若某測距傳感器的阻值R1與離地高度h的關系如圖乙所示，如圖丙所示的檢測電路采用了“穩流電源”（電源輸出的電流恒定），要使高度表（實質是電流表或電壓表）示數能隨飛行高度的增大而增大，則此高度表應安裝在___（1/2/3）位置，該高度表示數刻度__（均勻/不均勻）．

Answer 1

【答案】 D 白天可最大化利用太陽能或晚上半滑翔飛行，可節約能源 1.0206×108 0.729 1800 6750 3 均勻

【解析】解答：

(1)A、真空不能傳播聲音，電磁波可以在真空中傳播，所以飛機不能依靠超聲波與地面聯系，而是依靠電磁波。故A錯誤；B. 快速運動的飛機利用機翼上下表面的空氣壓強差而產生向上的壓力差升空；直升機的螺旋槳轉動時對空氣產生向下的力，由于力的作用是相互的，空氣對它產生向上的力而升空。故B錯誤；C. 飛機的鋰電池質量越大，飛機的載貨量越小，不符合實際，故C錯誤；D. 飛機表面使用的碳纖維強度大，承載力大，密度小的可減小飛機質量，故D正確。(2)白天在高海拔處飛行，光照強度大，太陽能電池板能將更多的太陽能轉化為電能，晚上由高海拔向低海拔飛行過程中飛機可以靠滑翔下降，這樣能節約能量。

(3)由表格數據可知：飛機的鋰電池總的儲存能量：W＝0.25kWh/kg×630kg＝157.5kWh，

飛機飛行消耗了鋰電池總儲存量的20%，發電機輸出的機械能：W機＝20%×90%×157.5kWh＝28.35kWh＝28.35×3.6×106J＝1.0206×108J，由題W機＝Q＝Vq，不考慮能量損失，需要完全燃燒氫氣體積：V＝＝0.729m3(4) P＝＝Fv，飛機在最大功率下，以30m/s的速度沿水平方向正常巡航時，所受的阻力：f1＝F1＝＝1.8×103N，飛機沿水平方向飛行過程中所受阻力與速度成正比，即：f1:f2＝v1:v2，則當飛機以15m/s速度沿水平方向運動時，發動機的推力：F2＝f2＝＝450N，發動機輸出的功率： P2＝F2v2＝450N×15m/s＝6750W.(5)由題檢測電路電源輸出的電流恒定,高度表示數能隨飛行高度的增大而增大,所以高度計應是電壓表,由丙說明R1高度h成一次函數關系,所以電壓表應與R1并聯則此高度表應安裝在3位置,由U＝IR1知電壓表(高度表)示數是均勻。