试题

阅读以下材料，回答下列问题：
2012年9月25日上午，中国首艘航空母舰“辽宁”号正式交接服役，从此中国摆脱了没有航母的历史．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，有关参数下表所示．新型固定翼舰载机在“辽宁”号航母训练平台上的着落、起飞试验已取得成功．

辽宁号航空母舰参数
满载排水量/t	67500	总功率/kW	1.5×105
动力提供（燃料）	重油	最高航速km/h	54
最大舰长/m	304	最大舰宽/m	70.5
发动机的效率/%	25	最大舰载机数量/架	30

（1）下列有关航母、舰载飞机的说法不正确的是
A．飞机静止在航母甲板时，飞机受到的重力与支持力是一对平衡力
B．飞机起飞时，获得推力的施力物体是发动机
C．飞机起飞时，是利用力的作用是相互的来获得推力的
D．飞机降落时，以飞机为参照物，则航母是运动的
（2）航母的作战优势源于其搭载的舰载机，舰载机在航空母舰上必须短距起飞，舰载机在刚上升过程中动能，势能．（填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）该航母满载行驶受到的浮力N（g取10N/kg）．在某次训练中，指挥员向歼-15飞行员下达起飞指令后，挂弹后质量达22t的舰载机从跑道上起飞后，舰底所受海水的压强将（填变化情况），航母排开海水的体积将（填变化情况）．
（4）如果航母总功率全部用来提供它向前的牵引力，当航母以最高航速54km/h航行时，它产生的牵引力是N，若在这种状态下匀速航行1000km，航母发动机的效率为25%，至少需要燃烧t的重油．（重油的热值为4.0×10⁷J/kg）
（5）若航母储存燃油的质量一定，它在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比，航母（选填“低速”或“高速”）匀速行驶时续航里程（连续航行的最大距离）大，因为．

解：（1）A、飞机静止在航母甲板时，飞机受到的重力与支持力是一对平衡力，该选项说法正确，不符合题意；
B、飞机起飞时，获得推力的施力物体是空气，该选项说法不正确，符合题意；
C、飞机起飞时，螺旋桨转动对空气施加向后的推力，由于物体间力的作用是相互的，因此空气同时对飞机施加向前的推力，飞机就起飞了，该选项说法正确，不符合题意；
D、飞机降落时，以飞机为参照物，航母的位置不断发生变化，因此航母是运动的，该选项说法正确，不符合题意；
（2）舰载机离机起飞过程中；①质量不变、速度增大，动能增大；②质量不变、高度增大，重力势能增大．
（3）①航母满载排水量是67500t，因此受到的浮力F_浮=G_排=m_排g=67500×10³kg×10N/kg=6.75×10⁸N；
②舰载机从跑道上起飞后，航母将会上浮一些，舰底所受海水的压强减小，排开海水的体积减小
（4）航母最高航速V=54km/h=15m/s航行时，
∵P=FV
∴F=

P

V

=

1.5×105×103W

15m/s

=1×10⁷N；
在这种状态下匀速航行1000km，需要的机械能W=FS=1×10⁷N×1000×10³m=1×10¹³J；
航母发动机的效率η=25%，因此需要重油放出的热量Q=

W

η

=

1×1013J

25%

=4×10¹³J；
∵Q=qm
∴需要完全燃烧重油的质量m=

Q

q

=

4×1013J

4.0×107J/kg

=1×10⁶kg=10³t．
（5）∵燃油质量、燃油热值、航母发动机效率一定，
∴克服阻力的功一定，
当航母匀速行驶时，W=Fs=fs，可见阻力与航速的平方成正比，
∴续航里程与航速的平方成反比，低速行驶时续航里程大．
故答案为：（1）B；
（2）电磁波；
（3）6.75×10⁸；变小；减小；
（4）1×10⁷；10³；
（5）低速行驶时续航里程大；因为燃油质量、燃油热值、航母发动机效率一定，所以克服阻力的功一定，根据W=FS，航母匀速行驶时，W=fS（二力平衡条件，F=f）．阻力与航速的平方成正比，所以，续航里程与航速的平方成反比（W=fS=kv²s），低速行驶时续航里程大．