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(2012•徐州)阅读短文,回答文后问题

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/13 21:14:51
(2012•徐州)阅读短文,回答文后问题
孔明灯
我国汉代曾发明过一种用做军事信号的“孔明灯”,它其实就是一种灯笼.先用很轻的竹篾扎成框架,再用纸糊严,并在下面留口.在灯笼的下面固定一个小碟,在碟内放入燃料.点燃后,当灯笼内的空气被加热到一定温度时,灯笼就能腾空而起.灯笼受到的空气浮力可以用阿基米德原理计算,即F空气gV (本题g取10N/kg).温度为20℃时,空气密度为1.2kg/m3,下表给出了一些空气密度和温度的对应关系.
温度/℃90100110120130
密度/kg•m-30.970.940.910.880.85
(1)为了更容易起飞,孔明灯所用燃料选择的主要依据是(______)
A.质量       B.密度      C.热值       D.比热容
(2)根据表格中的数据,在坐标图中作出空气密度和温度关系的图象.
(3)如图a所示的孔明灯体积大约为0.02m3,环境气温为20℃,则孔明灯受到的空气浮力为______N.
(4)上题中孔明灯制作材料和燃料总质量为6g,灯内空气的温度要达到______℃,孔明灯才能起飞(忽略燃料质量的变化).
(1)为保证孔明灯更容易起飞,燃料的质量在保证飞行时间的前提下尽可能地减小;
故答案为:A; 
(2)空气密度与温度对应关系图象如图所示:
        
(3)孔明灯在空气中受到的浮力为F空气gV=1.2kg/m3×10N/kg×0.02m3=0.24N;
故答案为:0.24;               
(4)当孔明灯浮起时,说明受到的空气浮力刚好等于灯重与灯内热空气重力之和.
即F=G+G
0.24N=0.006kg×10N/kg+G
0.18N=ρgV
ρ=
0.18N
10N/kg×0.02m3=0.9kg/m3
由空气密度和温度的对应关系知,在110~120℃之间,温度升高10℃,空气密度减小0.03kg/m3
此时的空气密度为0.9kg/m3,较0.91kg/m3减小0.01kg/m3,所以温度升高接近3℃,即此时的温度约为113℃.
故答案为:113.