Question

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孔明燈

我國漢代曾發明過一種用做軍事信號的“孔明燈”，它其實就是一種燈籠．先用很輕的竹篾扎成框架，再用紙糊嚴，并在下面留口．在燈籠的下面固定一個小碟，在碟內放入燃料．點燃后，當燈籠內的空氣被加熱到一定溫度時，燈籠就能騰空而起．燈籠受到的空氣浮力可以用阿基米德原理計算，即F_浮=ρ_空氣gV （本題g取10N/kg）．溫度為20℃時，空氣密度為1.2kg/m³，下表給出了一些空氣密度和溫度的對應關系．

溫度/℃	90	100	110	120	130
密度/kg·m-3	0.97	0.94	0.91	0.88	0.85

（1）為了更容易起飛，孔明燈所用燃料選擇的主要依據是（   ）

A．質量       B．密度      C．熱值       D．比熱容

（2）根據表格中的數據，在坐標圖中作出空氣密度和溫度關系的圖像．

（3）如圖a所示的孔明燈體積大約為0.02m³，環境氣溫為20℃，則孔明燈受到的空氣浮力為     N．

（4）上題中孔明燈制作材料和燃料總質量為6g，燈內空氣的溫度要達到     ℃，孔明燈才能起飛（忽略燃料質量的變化）．

 

Answer 1

【答案】

（1）C  （2）如圖所示  （3）0.24N  （4）113                 

【解析】本題涉及的知識是燃料的熱值、浮力和物體的浮沉條件。（1）為了更容易起飛，孔明燈所用燃料質量要小，燃燒時產生的熱量要多，可選擇熱值大的燃料。（2）見下圖。（3）已知20℃時空氣的密度和孔明燈的體積，孔明燈受到的空氣浮力為。（4）孔明燈和燃料受到的重力為，孔明燈內空氣的重力應該不大于，孔明燈內空氣的密度為，空氣溫度應該不低于113℃。