试题

阅读以下材料，回答下列问题：
我国瓦良格号航母于2012年1月8日进行了第四次出海试航并顺利返航．瓦良格号航母的满载排水量为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），航母上安装有卫星通讯天线、有源相控阵雷达等设备，配备近防武器系统和各型舰载机．

（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（选填“可再生”或“不可再生”）能源；蒸汽轮机工作时将燃料燃烧获得的能转化为机械能．
（2）若航母以最大航速航行100海里，消耗120t重油，则行驶时间为h；完全燃烧120t重油可产生J的热量，4台蒸汽轮机的效率约为．（重油的热值q=4×10⁷J/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的关系如图甲所示，飞机运动过程中受到的阻力是N．舰载机机翼的横截面设计成如图乙所示的形状，是利用了在气体中流速越大的地方压强越的原理，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（选填“逆风”或“顺风”）起飞．

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．
故答案为：不可再生；内能．
（2）航母的航行速度v=30节=30海里/小时，航母的航行时间t=

s

v

=

100海里

30海里/小时

=

10

3

h≈3.33小时；
完全燃烧120t重油产生的热量Q=mq=120×10³kg×4×10⁷J/kg=4.8×10¹²J，
蒸汽机做功W=Pt=1.5×10⁸W×

10

3

×3600s=1.8×10¹²J，
4台蒸汽轮机的效率约η=

W

Q

×100%=

1.8×1012J

4.8×1012J

×100%=37.5%．
故答案为：3.33；4.8×10¹²；37.5%．
（3）由图甲可知，飞机匀速运动的速度v=100m/s，
飞机的牵引力F=

P

v

=

6×106W

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：6×10⁴N；小；逆风．