Question

16．如圖所示的是我國首艘“海上飛船”-“翔州1”．船體總長12.7米，總寬11米，總高3.9米，最大起飛重量為2.5噸．最快航速可達210公里/小時，最高能爬升至150米，可乘坐7人．它既可以在水中航行，又可以貼近水面飛行．該設(shè)計利用了“翼地效應(yīng)”，即當運動的飛行器掉到距地面（或水面）很近時，氣流流過機翼后會向后下方流動，這是地面（或水面）將產(chǎn)生一股向上的反推力，使整個機體的上下壓力差增大，升力會陡然增加，阻力減�。�
（1）根據(jù)以上資料可知：“翔州1”在水面上飛行時，機翼下（填“上”或“下”）表面受到的空氣壓強較大，“翼地效應(yīng)”能使它比普通飛機獲得更大的升力，是因為地面（或水面）對機翼下方氣流有向上的推力，這是利用了什么物理原理？力的相互作用
（2）分析資料，并計算“翔州1”最大吃水體積至少應(yīng)該設(shè)計為多少m³？（海水的密度取1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）
（3）為了確保行駛的安全，這種“海上飛船”一般飛行不能離地太高，科研人員為此要給它安裝一套高度檢測裝置，使它能精確快速地測量離地高度，據(jù)此工程人員應(yīng)選用電磁波（選填“電磁波”或“超聲波”）測距傳感器．若測距傳感器的阻值R₁與離地高度h的關(guān)系如圖甲所示，如圖乙的檢測電路采用了“穩(wěn)流電源”（電源輸出的電流恒定），要使高度表（實質(zhì)是電流表或電壓表）示數(shù)能隨飛行高度的增大而增大，且示數(shù)刻度均勻，則此高度表應(yīng)安裝在c（選填“a”、“b”或“c”）位置．

Answer 1

分析 （1）流體中流速越快的地方，壓強越�。晃矬w間力的作用是相互的；
（2）已知最大起飛重量，根據(jù)公式F_浮=G=mg可求受到的最大浮力，再利用阿基米德原理求出最大吃水體積；
（3）電磁波的傳播速度要大于超聲波的傳播速度；從電路圖可以看出，兩電阻串聯(lián)，b是電流表，測量電路電流；a、c是電壓表，a測量R₀兩端的電壓；b測量R₁兩端的電壓；從圖甲可以看出h越大，R₁的阻值越大．

解答 解：（1）根據(jù)以上資料可知：“翔州1”在水面上飛行時，下表面空氣流速較慢，所以機翼下表面受到的空氣壓強較大，“翼地效應(yīng)”能使它比普通飛機獲得更大的升力，是因為地面（或水面）對機翼下方氣流有向上的推力，這是利用了力的相互作用；
（2）浮力最大為F_浮=G=mg=2.5×10³kg×10N/kg=2.5×10⁴N；
根據(jù)公式F_浮=ρ_液gV_排可知，最大吃水體積V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{液}g}$=$\frac{2.5×1{0}^{4}N}{1000kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2.5m³；
（3）為了確保行駛的安全，這種“海上飛船”一般飛行不能離地太高，科研人員為此要給它安裝一套高度檢測裝置，使它能精確快速地測量離地高度，據(jù)此工程人員應(yīng)選用電磁波測距傳感器，因為電磁波的速度要遠遠大于超聲波的速度；
從圖甲可以看出，h越大，R₁的阻值越大，所以高度表應(yīng)安裝在c點，此時高度表相當于電壓表，測量R₁兩端的電壓，R₁的阻值變大，電路電流變小，所以定值電阻R₀兩端的電壓變小，串聯(lián)電路電壓等于杠桿用電器兩端的電壓之和，所以R₁兩端的電壓變大，也就是說，高度表的示數(shù)變大．
故答案為：（1）下；力的相互作用；
（2）2.5m³
（3）電磁波；c．

點評 本題的綜合性比較強，主要考查學生對所學物理知識的綜合應(yīng)用能力，有一定的難度．