Question

13．2017年5月5日，凝聚著國人夢想的國產大飛機C919首飛成功．
（1）C919首飛時，由于發動機的振動而產生的轟鳴聲是通過空氣（填具體介質）傳入人耳．C919返回首飛現場時，現場見證者心情越發激動，隨著聲音的響度（填“響度”或“頻率”）越來越大，飛機開始著陸，最終首飛取得圓滿成功．十年心血，終于破繭成蝶，現場C919研發專家們流下了激動和幸福的淚水，對于他們來說，C919發動機的轟鳴聲屬于樂音（填“樂音”或“噪音”）．
（2）若不計飛機質量的變化，當C919在水平跑道上加速滑行時，其機械能的增加量等于（填“大于”、“小于”或“等于”）動能的增加量，跑道對飛機的支持力小于（填“大于”、“小于”或“等于”）飛機的重力；當C919騰空加速上升時，其機械能的增加量大于（填“大于”、“小于”或“等于”）動能的增加量，此時飛機受力不平衡（填“平衡”或“不平衡”）．
（3）C919首飛成功后，將進入適航認證階段，其中非常重要的一項就是結冰試驗．飛機表面結冰是由于飛機飛行過程中過冷水滴或降雨碰到機體后凝固（填物態變化過程）而形成的，也可由水蒸氣在機體表面凝華（填物態變化過程）而成，上述兩個過程都是放熱過程．飛機表面結冰后，會破壞其空氣動力學外形，使飛機升力減小，阻力變大，影響飛機的穩定性和操控性．
（4）C919為了減重，使用了大量新型合金材料．飛機某合金部件由甲、乙兩種金屬構成，已知甲、乙按質量比2：1混合后的密度與甲、乙按體積比3：4混合后的密度相等，則甲、乙的密度之比為8：3．若該合金部件傳統上全部使用金屬甲時重量減少了50%，則該合金部件中甲、乙的質量之比為2：3．

Answer 1

分析 （1）聲音是由物體振動產生的；聲音的傳播需要介質；從環保角度來看，凡是妨礙人們正常的學習、休息和工作的聲音，都屬于噪聲．
（2）動能大小的影響因素：質量、速度．質量越大，速度越大，動能越大；重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度．質量越大，高度越高，重力勢能越大；動能和勢能統稱為機械能；
流體的壓強跟流速有關，流速越大，壓強越小，由此分析地面對飛機的支持力；
靜止和勻速直線運動的物體受到平衡力作用；
（3）物質由液態變成固態叫凝固；物質由氣態變成固態叫凝華；
（4）根據密度公式，由按不同質量比和體積比混合后的密度相等計算兩金屬的密度比；
該合金部件比傳統上全部使用金屬甲時重量減少了50%，由此根據密度公式計算甲乙質量比．

解答 解：
（1）C919首飛時，由于發動機的振動而產生的轟鳴聲是通過空氣傳入人耳；
響度與振幅、距離發聲體的距離有關，C919返回首飛現場時，現場見證者與飛機距離越來越近，所以響度越來越大，飛機開始著陸；
現場研發專家們流下了激動和幸福的淚水，對于他們來說，C919發動機的轟鳴聲是他們想聽到的聲音，所以屬于樂音．
（2）若不計飛機質量的變化，當C919在水平跑道上加速滑行時，高度不變，重力勢能不變，速度增大，動能增加，所以機械能的增加量等于動能的增加量；
C919加速滑行時，飛機上方的空氣流速大于下方空氣的流速，因而飛機上方氣體的壓強小于下方氣體的壓強，從而對飛機產生升力，使得跑道對飛機的支持力小于飛機的重力；
當C919騰空加速上升時，速度增大，高度增大，動能和重力勢能都增大，所以其機械能的增加量大于動能的增加量；
由于飛機運動狀態在發生變化，所以此時飛機受力不平衡．
（3）飛機飛行過程中過冷水滴或降雨碰到機體后結冰屬于凝固過程；水蒸氣變成冰是凝華過程，這兩個過程都是放熱過程；
飛機表面附有冰后，破壞了飛機的空氣動力學外形，使飛機升力減小，阻力變大，影響飛機飛行的穩定性和飛行員操作困難；
（4）①由題知，甲、乙按質量比2：1混合時，m_甲=2m_乙，
由密度公式可得混合后密度：ρ=$\frac{{m}_{甲}+{m}_{乙}}{{V}_{甲}+{V}_{乙}}$=$\frac{2{m}_{乙}+{m}_{乙}}{\frac{2{m}_{乙}}{{ρ}_{甲}}+\frac{{m}_{乙}}{{ρ}_{乙}}}$=$\frac{3{ρ}_{甲}{ρ}_{乙}}{{ρ}_{甲}+2{ρ}_{乙}}$，
甲、乙按體積比3：4混合時，V_甲=$\frac{3}{4}$V_乙，
由密度公式可得混合后密度：ρ′=$\frac{{m}_{甲}′+{m}_{乙}′}{{V}_{甲}′+{V}_{乙}′}$=$\frac{{ρ}_{甲}•\frac{3}{4}{V}_{乙}+{ρ}_{乙}{V}_{乙}}{\frac{3}{4}{V}_{乙}+{V}_{乙}}$=$\frac{3}{7}$ρ_甲+$\frac{4}{7}$ρ_乙，
混合后的密度相等，所以：$\frac{3{ρ}_{甲}{ρ}_{乙}}{{ρ}_{甲}+2{ρ}_{乙}}$=$\frac{3}{7}$ρ_甲+$\frac{4}{7}$ρ_乙，
解得：$\frac{{ρ}_{甲}}{{ρ}_{乙}}$=$\frac{8}{3}$或$\frac{{ρ}_{甲}}{{ρ}_{乙}}$=$\frac{1}{1}$（不合題意舍去）
②合金部件比傳統上全部使用金屬甲時重量減少了50%，即m_合=$\frac{1}{2}$M_甲，
使用合金和傳統上使用甲制作該部件的體積應相等，所以ρ_合=$\frac{1}{2}$ρ_甲，
由密度公式有：$\frac{{m}_{甲}+{m}_{乙}}{\frac{{m}_{甲}}{{ρ}_{甲}}+\frac{{m}_{乙}}{\frac{3}{8}{ρ}_{甲}}}$=$\frac{1}{2}$ρ_甲，
解得：$\frac{{m}_{甲}}{{m}_{乙}}$=$\frac{2}{3}$．
故答案為：（1）振動；空氣；響度；樂音；
（2）等于；小于；大于；不平衡；
（3）凝固；凝華；放；變大；
（4）8：3；2：3．

點評 本題以國產大飛機C919為情景考查了聲、力、熱的有關知識，考查的知識點多，綜合性強，特點是第（4）問的比值計算要細心，易出錯．