初中物理密度的应用与物质鉴别试题

如图所示，2017年5月5日下午2点，中国国产 $C919$大型客机在浦东国际机场正式首飞成功，实现了国产客机领域的突破。 $C919$采用先进的发动机以降低油耗；使用大量的先进复合材料、先进的铝锂合金减轻机身自重等。 $C919$还采用先进照明设计、提供给旅客更大观察窗；其座椅宽大、提供给旅客更好的乘坐舒适性； $C919$的机翼的目前国际航空设计中最为先进的机翼设计，能比传统机翼减小 $5\%$的飞行阻力。另外，每个机翼都有36米长，除了装有起落架之外，还能储存燃油。

请找出一个与以上情景有关的物理信息，并指出对应的物理知识，不得与示例重复。

示例：物理信息：采用先进的发动机；

物理知识：发动机将内能转化机械能。

作答：物理信息：　　；

物理知识：　　。

鸟撞飞机事件时有发生，是不是它们“瞎”了？研究发现雨燕等鸟类具有边飞边睡的能力，甚至还能长时间张开一只眼睛来观察飞行路径，避免与其它鸟类或物体碰撞。研究还发现，某种鸟类只有距离运动的物体 $30m$内才逃离。由于飞机速度很快，所以它们就没有足够的时间来逃离，而引起撞机事件。综合上述信息，回答下列问题：

（1）数据显示，一只 $0.5\mathit{kg}$的鸟正面撞在迎面飞来的速度为 $720\mathit{km}/h$的飞机上，就会产生 $1.6\times {10}^{4}N$撞击力，对飞机造成损伤。假如撞击面积为 $0.01m^2$，计算该鸟撞击飞机的压强。

（2）如表是三种材料的相关参数，从飞机承受鸟类撞击能力和飞机自身重量考虑，最适宜用来制造飞机的材料是　　。

性质	材料 $A$	材料 $B$	材料 $C$
抗压性 $(N/m^2)$	$1.2\times {10}^4$	$1.6\times {10}^4$	$2.0\times {10}^4$
密度 $(\mathit{kg}/m^3)$	$1.2\times {10}^3$	$4.0\times {10}^3$	$1.2\times {10}^3$

（3）如图，一架飞机以 $720\mathit{km}/h$的速度向正前方 $O$点的鸟迎头飞去，则飞机的头 $A$点到达 $O$点位置所需的时间是　　 $s$，这也就是飞机留给该鸟逃离 $O$点的时间。

（4）天空自古以来都是鸟类的地盘，能够长时间飞行的鸟类有边飞边睡的能力是它们　　飞行生活的表现，是自然选择的结果。根据达尔文进化论推测，随着空中高速飞行器的增多，很多很多年后，鸟类　　（选填“可能”或“不可能” $)$具有更强的躲避高速飞行器的能力。

如图所示，飞机的外壳、机翼、机尾、引擎的许多部件都是用硬铝做的。硬铝是在纯铝中加入少量的铜、镁、锰、硅、铁制成，克服了纯铝软的特点。下列说法错误的是 $($ 　　 $)$

A．	飞机所在高空的气温低，气压高
B．	硬铝硬度大且密度较小，可以增加机体强度，减小飞机质量
C．	飞机起飞利用了"空气流速大的地方压强小"的原理
D．	飞机燃油属于不可再生能源

如图所示，在波黑一个村子的森林中，发现了一个巨大的圆石，考古学家认为这是欧洲最古老的圆石工法技术的结果。当地村民估计这颗巨石重达35吨，你认为作出这样的估计，需要知道该石头大概的　　和　　。

央视新闻2019年2月13日消息，国产大飞机 $C919$已进入批量总装阶段，机体主结构使用的第三代新型复合材料比同体积的第二代材料质量更小，这是因为第三代复合材料的　　更小；客机升空时利用了空气流速大的地方压强　　（选填“大”或“小” $)$的原理；飞机上的计算机系统，因高速运算会产生很多热量，若能用　　（选填“纳米”或“超导” $)$材料制作计算机的部分电子元件，则可不用考虑散热问题。

如图所示，是我国自主研发的 $C919$商用大飞机，它将于数年后投入运营， $C919$客机中的部分钛合金零件采用了激光 $3D$打印技术。关于客机的相关物理知识。下列说法不正确的是 $($　　 $)$

A．客机所在高空的大气压强，比海平面附近的大气压强更大

B．客机采用密度小的材料，可以减轻它的重力

C．客机升空利用了“空气流速大的地方压强小”的原理

D．客机在空中沿直线匀速飞行，是受平衡力作用

北京8分钟

2018年平昌冬奥会闭幕式上，“北京8分钟”表演惊艳全世界，同时宣告冬奥会进入北京时间。短短8分钟的表演却蕴涵着大量的“中国智慧”和“中国制造”

闭幕式上，演员穿着目前国内最大尺寸的熊猫木偶道具进行轮滑表演，给人留下了

深刻印象。为达到最佳表演效果，需要严格控制道具的质制作团队在原有工艺的基础上不断改良和创新，经过反复对比和测试，最终确定用铝合金管材和碳纤维条作为制作材料。最终版的熊猫木偶道具质量仅为 $10\mathit{kg}$

装载着大屏幕的机器人与轮滑舞者进行了互动表演，为体现冰雪主题，大屏幕也使用了新技术，让它们看起来像是用冰雪制成的“冰屏”，每块“冰屏”长 $3m$。为保证“冰屏”具有较强的抗风能力，“冰屏”的整个结构非常精密，卡槽与屏之间的距离达到微米级，经过风洞测试，每块“冰屏”都能承受 $15m/s$的风速，目前我国的“冰屏”技术已处于世界领先水平。

舞台上要求演员衣服轻薄，动作舒展流畅，由于现场气温低至 $-3^{°}\text{C}$，为做好演员的保暖工作，超薄保暖服采用了超级新型纳米材料 $-$一石墨烯发热膜、演员上场前，需先对服饰内的电池进行充电。充电完成后，石墨烯发热膜保暖服可在 $-{20}^{°}\text{C}$的环境中工作4小时，确保了演员穿着舒适和演出成功。

阅读短文，回答问题：

（1）熊猫木偶道具选用铝合金管材和碳纤维条作为制作材料，除了考虑材料的强度和韧性外，还因为这些材料

　　较小；

（2）演员在地面上做曲线运动时，受到的力是　　（选填“平衡力”或“非平衡力” $)$；

（3）在对“冰屏”进行抗风能力的风洞测试中，让屏幕正对风的方向，若增大风速，风对屏幕产生的压强　　（选填“变小”、“变大”或“不变” $)$；

（4）在给保暖服内的电池充电时，电能转化为　　能；保暖服通电发热是通过　　（选填“热传递”或“做功” $)$方式增加保暖服的内能。

如图中是我国自主研究生产的碳纤维无人机，它具有自动化、轻量化、微型化等特点，可广泛用于航拍、测绘等。下列应用与物理知识对应正确的是 $($　　 $)$

A．机载北斗导航系统 $--$超声波B．用碳纤维材料制造 $--$密度大

C．无人机航拍的镜头 $--$凹透镜D．无人机的控制芯片 $--$半导体

如图所示是我国自主研制、世界上最大的水陆两栖飞机“鲲龙 $\mathit{AG}600$”。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．飞机加速起飞时，它的动能不变

B．飞机的发动机工作时，将内能转化为机械能

C．机身采用密度小的锂铝合金制作，是为了增大飞机质量

D．飞机是利用流体流速大的位置压强大来获得升力的

如图中是我国自主研究生产的碳纤维无人机，它具有自动化、轻量化、微型化等特点，可广泛用于航拍、测绘等。下列应用与物理知识对应正确的是 $($　　 $)$

A．机载北斗导航系统 $--$超声波B．用碳纤维材料制造 $--$密度大

C．无人机航拍的镜头 $--$凹透镜D．无人机的控制芯片 $--$半导体

2017年5月5日，我国自主研发的 $C919$商用大飞机在上海浦东机场首飞成功，如图，试乘人员拉着行李箱站在登机口准备登机，下列关于行李箱和客机的相关物理知识说法错误的是 $($　　 $)$

A．当行李箱处于倾斜状态且拉力竖直向上时，行李箱构成了一个省力杠杆

B．客机所飞高空处的大气压强比海平面附近的大气压强小

C．客机采用密度小的材料，可以减轻它的重力

D．客机升空过程中，所受的浮力大于自身的重力

2015年3月9日，全球最大太阳能飞机“阳光动力2号”（如图所示）从阿联酋首都阿布扎比起程，开始环球飞行。将用时四到五个月穿越海洋陆地，完成人类史上首次太阳能环球飞行计划。“阳光动力2号”的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料。它的翼展达到 $72m$，比波音 $747-8$型的翼展还要宽 $3.5m$；机长 $22.4m$，接近一个篮球场的长度；而质量仅有 $2300\mathit{kg}$，跟一辆中型轿车相差无几。它的起飞速度为 $35\mathit{km}/h$，最大速度约 $140\mathit{km}/h$。“阳光动力2号”的机翼、机身和水平尾翼上共贴敷了17248片 $135\mathit{\mu m}$厚的单晶硅薄膜太阳能电池。这些电池可以产生最大 $70\mathit{kW}$的功率，这些电力可以输出给四台单台功率 $13.5\mathit{kW}$的电动机带动四扇 $4m$直径的双叶螺旋桨给飞机提供动力。“阳光动力2号”白天会爬升到 $9000m$的高度以避开气流并最大化利用太阳能，此时的温度急剧升高，而夜晚则半滑翔飞行，逐渐降低到 $1500m$高度，其速度并不大，因此夜里对能源的需求也大大减少。

（1）“阳光动力2号”的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料。“极轻”的物理含义是　        　。

（2）“阳光动力2号”吸收　     　能转化为电能，电能转化为飞机需要的其他形式能。

（3）在狭小的机舱内，两名瑞士飞行员将轮流驾驶，每次连续飞行5个昼夜，速度按 $80\mathit{km}/h$计算，每次连续飞行的距离是　      　 $\mathit{km}$。

（4）阳光动力2号从夜晚航行转为白天航行过程中，飞机的重力势能逐渐　     　。

某品牌太阳能汽车如图甲，通过安装在车顶和前端的电池板收集太阳能；玻璃采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成，车身轻便灵活。

（1）若该车身的材料要求强度高且轻便，则表中最理想的材料是　　；

材料	锰钢	铝合金	钛合金	碳纤维
性能（强度）	强	较弱	较强	强
密度 $/\mathit{kg}\cdot m^{-3}$	$7.9\times {10}^3$	$3.0\times {10}^3$	$4.5\times {10}^3$	$1.6\times {10}^3$

（2）若该车质量是400千克，车上载有人和物品质量共为100千克，车轮与地面的总接触面积为 $2.0\times {10}^{-2}$米 ${}^2$，该汽车对水平地面的压强为多少？

（3）若该汽车以最大输出功率 $P$为800瓦在水平路面上做匀速直线运动，一段时间后再将功率减小到 $P_1$，并保持此功率做匀速直线运动。上述运动过程的速度 $-$时间图像如图乙，设运动过程中汽车所受阻力不变，则汽车受到的阻力是　　牛， $P_1$为多少？

将一个黄色金属的实心龙雕像悬挂在弹簧秤上。在空气中时，弹簧秤的示数为1.8牛，当雕像完全浸没在水中时，弹簧秤的示数为1.6牛。

请回答：

（1）雕像完全浸没在水中时受到的浮力是　　牛。

（2）通过计算判断这个雕像是否纯金制成的？ $({\rho }_{金}=19.3\times {10}^3$千克 $/$米 ${}^3)$

关于我国自主研发的 $C919$大型商用客机，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．机翼做成上凸下平的形状主要是为了减小空气对飞机的阻力

B．客机在高空受到的大气压强比在地面时受到的大气压强大

C．客机宽大的轮子是为了增大着陆时对地面的压强

D．制造客机时采用密度较小的材料可以减轻其质量