超常碰撞

李　勇　付克華　李華君

同學們可能常聽說汽車相撞、輪船相撞、火車相撞等交通故事，但對于飛機被撞、核潛艇相撞、衛星相撞等還較為陌生吧。2009年年初，這些事件在不到一個月的時間內相繼發生。

原創試題

情景素材一：小鳥撞飛機

2009年1月15日下午，美國航空公司的一架客機墜入紐約哈德遜河中，機上的146名乘客和5名機組人員全部獲救。據報道，這架空客A320飛機從拉瓜迪亞機場起飛后不久撞上一群飛鳥，在返回途中墜入哈德遜河中。

1. 鳥一般都在低空飛行，因此飛機在起降過程中最容易發生鳥撞機事故。全世界所有機場都裝有驅鳥設備，語音驅鳥是其中的一種，它可以模擬各種鳥的天敵叫聲和慘叫聲，它主要模擬天敵聲音的是（）

A. 音色 B. 音調

C. 響度 D. 頻率

2. 超聲波驅鳥系統有明顯的驅鳥效果，它可以隨意調整發射角度。下列說法中正確的是（）

A. 超聲波對飛機的電磁波有干擾

B. 超聲波驅鳥系統采用大功率喇叭是為了遠距離驅鳥

C. 超聲波驅鳥系統音頻不斷變換是為了模擬各種天敵的聲音

D. 超聲波的分貝值很大對工作人員會造成傷害

3. 美國航空公司的一架客機在起飛后不久突遇鳥群，雙引擎受損，迫降于哈德遜河中。飛機入水后，慢慢下沉，機上人員全部站在飛機兩邊的機翼上等待救援。這一過程中，關于飛機所受的浮力與重力的關系，下列說法正確的是（）

A． F_浮=GB． F_浮＞GC． F_浮＜G D． 不能判斷

4. 飛機落入河后由于__________繼續向前劃行；劃行過程中，由于受到水的_________，客機最后停了下來。

5. 客機與鳥相撞時，飛機對鳥的力___________（選填“大于”、“小于”或“等于”）鳥對飛機的力，它們是一對__________力。

6. 飛機落入河中時，發出了巨大的聲音。當時恰有一位游泳愛好者正在河里游泳，他先后聽到兩次響聲的時間間隔為10 s，問墜落的客機離他有多遠？（聲音在空氣中傳播的速度為340 m/s，聲音在水中傳播的速度為1 500 m/s）

情景素材二：英、法核潛艇相撞

2009年2月3日，英國“前衛”號核潛艇與法國“凱旋”號核潛艇在大西洋中部相撞，兩艘核潛艇上都攜帶了核武器。一般情況下，兩艘潛艇在同一海域相撞的可能性為幾百萬分之一。

1. 關于潛艇的上浮和下沉，正確的是（）

A. 上浮時的浮力增大，下沉時的浮力減小

B. 潛艇在懸浮和漂浮時都處于平衡狀態，因此所受浮力相等

C. 潛艇上浮和下沉時所受浮力不變，改變的是重力

D. 潛艇上浮靠的是升力

2. 關于核潛艇和攜帶的核武器，下列說法正確的是（）

A. 核動力利用的是核裂變，核武器利用的是核聚變

B. 核動力利用的是核聚變，核武器利用的是核裂變

C. 都是利用的核裂變

D. 都是利用的核聚變

3. 光在水中的穿透能力很有限，即使在最清澈的海水中，人們也只能看到水下十幾米到幾十米的物體。關于光線，下列說法不正確的是（）

A． 光線是人們為了形象描述光的傳播而建立的理想物理模型

B． 光線在海水中沿直線傳播

C． 光的傳播速度與介質有關

D． 光線是客觀存在的

4. 這次核潛艇相撞的主要原因是英法核潛艇的噪聲都小到了難以探測的地步，而且都沒有使用聲納。關于減小噪聲的說法中，你認為不現實的是（）

A. 改進動力裝置，使它的振動幅度減小

B. 將潛艇外層做成真空層

C. 在耳朵處戴上防噪聲耳罩

D. 聲音可以在海水中傳播

5. 英國“前衛”號核潛艇的排水量為16 000噸，則它潛入水中時，所受到的浮力是__________N，懸浮時總重量是__________N。

6. 光波在水中衰減較快，一般來說，水下幾十米深處的光線很差；電磁波在水中衰減也很快，而且波長越短，損失越大，即使是大功率的低頻電磁波，也只能傳播幾十米。然而，聲波在水中衰減就慢得多。在深海中爆炸一個幾千克的炸彈，在兩萬公里外還可以收到信號，而低頻的聲波還可以穿透海底幾千米的地層。

通過閱讀材料，請你找出我們學過的物理知識或規律。

例如語句：大功率的低頻電磁波；物理知識：功率、頻率。

語句1：________________________________；

物理知識：_____________________________。

語句2：________________________________；

物理知識：_____________________________。

7. 物體在流體（液體和氣體）中運動時受到的阻力叫流體阻力。流體阻力的大小與流體的性質相關，不同流體的性質不同。流體阻力的大小還與哪些因素有關？

（1）請根據圖3所示的實例情景，對影響流體阻力的因素提出一種猜想______________________________。

（注：問題（2）中的猜想除外。）

（2）小明同學猜想：流體阻力可能與運動物體表面粗糙程度有關。于是，他設計了如下的實驗方案來驗證他的猜想。

①用彈簧測力計沿水平方向拉一艘表面光滑的模型船在水中運動，記下彈簧測力計的示數F1；

②用彈簧測力計沿水平方向拉另一艘表面粗糙的模型船在水中運動，記下彈簧測力計的示數F2；

③比較F1、F2的大小，得出結論。

請你對小明同學的實驗方案中存在的問題進行評估，寫出一條評估意見：____________________________

_________________________________________________

________________________________________________。

8. 如果英法核潛艇因相撞沉入深海，打撈沉船常用的方法之一是浮筒法。這種方法就是把幾個裝滿水的浮筒沉入水底，綁在沉船兩側，再用高壓氣體將浮筒中的水排出，在浮力作用下，沉船浮出水面。在海洋打撈中，打撈人員先用聲吶（一種發射聲波的儀器）探測沉船的深度。在沉船正上方的海面上向沉船發射聲波，如測得聲波從發出到接收到反射波的時間是0.2 s，海水中的聲速為1 500 m/s，海水的密度取1×10³ kg/m³，g取10 N/kg。計算：

（1）沉船在海水中的深度是多少？

（2）不計海面大氣壓的的作用，高壓氣體的壓強至少為多少，才能將浮筒中的水排出？

（3）“凱旋”號核潛艇重1.4萬噸，打撈起這個沉船，需用體積為200 m³的浮筒60個，求此核潛艇自身受到的浮力。（浮筒的重力和水的阻力忽略不計）

情景素材三：美、俄通信衛星相撞

2009年2月10日，美國的通信衛星與俄羅斯已報廢的衛星在太空中相撞，產生了大量太空垃圾。這是人類歷史上首次衛星相撞事故，地點位于西伯利亞上空500英里（約805公里）。

1. 美國衛星被撞前在地面500英里上繞地球做圓周運動。關于衛星受力的分析中，正確的是（）

A. 衛星在太空不受力

B. 衛星受平衡力

C. 衛星處于平衡狀態

D. 衛星受到地球的吸引力

2. 衛星變軌前沿橢圓軌道運行，在橢圓軌道上____點的速度最快，在________點的重力勢能最大；在由近地點向遠地點運動的過程中，_______能轉化為______能。

3. 被撞美國銥星是由66顆相同衛星組成的衛星群的一部分，它們全部在低軌道運行。如果該衛星距離地面測控站1 200 km，以20 MHz的頻率發出電磁波，其波長為______m，信號到達地面測控站的時間為_________s。

4. 衛星相撞后會徹底報廢，美國科學家估計報廢的衛星會變成上千個太空碎片，這些碎片無論大小對同軌道的人造衛星都有巨大威脅。因為它們以衛星為參照物，具有很大的__________，所以衛星有很大的__________。

5. 衛星工作時有2個大大的“翅膀”，其作用是將太陽能轉化成______能。衛星使用到期后，負責任的做法是將其移出軌道，一種方法是點燃剩余燃料，沖破地球吸引，奔向茫茫宇宙。為了節省空間，所選燃料的________很大，燃燒時產生的_______能多，從而可以得到更大的_________。另一種方法是將其引向地球，在穿過大氣層時會產生高溫，將其燒毀。下降過程中，高度越來越低，溫度越來越高，衛星的_______轉化為______。