超常碰撞

李　勇　付克华　李华君

同学们可能常听说汽车相撞、轮船相撞、火车相撞等交通故事，但对于飞机被撞、核潜艇相撞、卫星相撞等还较为陌生吧。2009年年初，这些事件在不到一个月的时间内相继发生。

原创试题

情景素材一：小鸟撞飞机

2009年1月15日下午，美国航空公司的一架客机坠入纽约哈德逊河中，机上的146名乘客和5名机组人员全部获救。据报道，这架空客A320飞机从拉瓜迪亚机场起飞后不久撞上一群飞鸟，在返回途中坠入哈德逊河中。

1. 鸟一般都在低空飞行，因此飞机在起降过程中最容易发生鸟撞机事故。全世界所有机场都装有驱鸟设备，语音驱鸟是其中的一种，它可以模拟各种鸟的天敌叫声和惨叫声，它主要模拟天敌声音的是（）

A. 音色 B. 音调

C. 响度 D. 频率

2. 超声波驱鸟系统有明显的驱鸟效果，它可以随意调整发射角度。下列说法中正确的是（）

A. 超声波对飞机的电磁波有干扰

B. 超声波驱鸟系统采用大功率喇叭是为了远距离驱鸟

C. 超声波驱鸟系统音频不断变换是为了模拟各种天敌的声音

D. 超声波的分贝值很大对工作人员会造成伤害

3. 美国航空公司的一架客机在起飞后不久突遇鸟群，双引擎受损，迫降于哈德逊河中。飞机入水后，慢慢下沉，机上人员全部站在飞机两边的机翼上等待救援。这一过程中，关于飞机所受的浮力与重力的关系，下列说法正确的是（）

A． F_浮=GB． F_浮＞GC． F_浮＜G D． 不能判断

4. 飞机落入河后由于__________继续向前划行；划行过程中，由于受到水的_________，客机最后停了下来。

5. 客机与鸟相撞时，飞机对鸟的力___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）鸟对飞机的力，它们是一对__________力。

6. 飞机落入河中时，发出了巨大的声音。当时恰有一位游泳爱好者正在河里游泳，他先后听到两次响声的时间间隔为10 s，问坠落的客机离他有多远？（声音在空气中传播的速度为340 m/s，声音在水中传播的速度为1 500 m/s）

情景素材二：英、法核潜艇相撞

2009年2月3日，英国“前卫”号核潜艇与法国“凯旋”号核潜艇在大西洋中部相撞，两艘核潜艇上都携带了核武器。一般情况下，两艘潜艇在同一海域相撞的可能性为几百万分之一。

1. 关于潜艇的上浮和下沉，正确的是（）

A. 上浮时的浮力增大，下沉时的浮力减小

B. 潜艇在悬浮和漂浮时都处于平衡状态，因此所受浮力相等

C. 潜艇上浮和下沉时所受浮力不变，改变的是重力

D. 潜艇上浮靠的是升力

2. 关于核潜艇和携带的核武器，下列说法正确的是（）

A. 核动力利用的是核裂变，核武器利用的是核聚变

B. 核动力利用的是核聚变，核武器利用的是核裂变

C. 都是利用的核裂变

D. 都是利用的核聚变

3. 光在水中的穿透能力很有限，即使在最清澈的海水中，人们也只能看到水下十几米到几十米的物体。关于光线，下列说法不正确的是（）

A． 光线是人们为了形象描述光的传播而建立的理想物理模型

B． 光线在海水中沿直线传播

C． 光的传播速度与介质有关

D． 光线是客观存在的

4. 这次核潜艇相撞的主要原因是英法核潜艇的噪声都小到了难以探测的地步，而且都没有使用声纳。关于减小噪声的说法中，你认为不现实的是（）

A. 改进动力装置，使它的振动幅度减小

B. 将潜艇外层做成真空层

C. 在耳朵处戴上防噪声耳罩

D. 声音可以在海水中传播

5. 英国“前卫”号核潜艇的排水量为16 000吨，则它潜入水中时，所受到的浮力是__________N，悬浮时总重量是__________N。

6. 光波在水中衰减较快，一般来说，水下几十米深处的光线很差；电磁波在水中衰减也很快，而且波长越短，损失越大，即使是大功率的低频电磁波，也只能传播几十米。然而，声波在水中衰减就慢得多。在深海中爆炸一个几千克的炸弹，在两万公里外还可以收到信号，而低频的声波还可以穿透海底几千米的地层。

通过阅读材料，请你找出我们学过的物理知识或规律。

例如语句：大功率的低频电磁波；物理知识：功率、频率。

语句1：________________________________；

物理知识：_____________________________。

语句2：________________________________；

物理知识：_____________________________。

7. 物体在流体（液体和气体）中运动时受到的阻力叫流体阻力。流体阻力的大小与流体的性质相关，不同流体的性质不同。流体阻力的大小还与哪些因素有关？

（1）请根据图3所示的实例情景，对影响流体阻力的因素提出一种猜想______________________________。

（注：问题（2）中的猜想除外。）

（2）小明同学猜想：流体阻力可能与运动物体表面粗糙程度有关。于是，他设计了如下的实验方案来验证他的猜想。

①用弹簧测力计沿水平方向拉一艘表面光滑的模型船在水中运动，记下弹簧测力计的示数F1；

②用弹簧测力计沿水平方向拉另一艘表面粗糙的模型船在水中运动，记下弹簧测力计的示数F2；

③比较F1、F2的大小，得出结论。

请你对小明同学的实验方案中存在的问题进行评估，写出一条评估意见：____________________________

_________________________________________________

________________________________________________。

8. 如果英法核潜艇因相撞沉入深海，打捞沉船常用的方法之一是浮筒法。这种方法就是把几个装满水的浮筒沉入水底，绑在沉船两侧，再用高压气体将浮筒中的水排出，在浮力作用下，沉船浮出水面。在海洋打捞中，打捞人员先用声呐（一种发射声波的仪器）探测沉船的深度。在沉船正上方的海面上向沉船发射声波，如测得声波从发出到接收到反射波的时间是0.2 s，海水中的声速为1 500 m/s，海水的密度取1×10³ kg/m³，g取10 N/kg。计算：

（1）沉船在海水中的深度是多少？

（2）不计海面大气压的的作用，高压气体的压强至少为多少，才能将浮筒中的水排出？

（3）“凯旋”号核潜艇重1.4万吨，打捞起这个沉船，需用体积为200 m³的浮筒60个，求此核潜艇自身受到的浮力。（浮筒的重力和水的阻力忽略不计）

情景素材三：美、俄通信卫星相撞

2009年2月10日，美国的通信卫星与俄罗斯已报废的卫星在太空中相撞，产生了大量太空垃圾。这是人类历史上首次卫星相撞事故，地点位于西伯利亚上空500英里（约805公里）。

1. 美国卫星被撞前在地面500英里上绕地球做圆周运动。关于卫星受力的分析中，正确的是（）

A. 卫星在太空不受力

B. 卫星受平衡力

C. 卫星处于平衡状态

D. 卫星受到地球的吸引力

2. 卫星变轨前沿椭圆轨道运行，在椭圆轨道上____点的速度最快，在________点的重力势能最大；在由近地点向远地点运动的过程中，_______能转化为______能。

3. 被撞美国铱星是由66颗相同卫星组成的卫星群的一部分，它们全部在低轨道运行。如果该卫星距离地面测控站1 200 km，以20 MHz的频率发出电磁波，其波长为______m，信号到达地面测控站的时间为_________s。

4. 卫星相撞后会彻底报废，美国科学家估计报废的卫星会变成上千个太空碎片，这些碎片无论大小对同轨道的人造卫星都有巨大威胁。因为它们以卫星为参照物，具有很大的__________，所以卫星有很大的__________。

5. 卫星工作时有2个大大的“翅膀”，其作用是将太阳能转化成______能。卫星使用到期后，负责任的做法是将其移出轨道，一种方法是点燃剩余燃料，冲破地球吸引，奔向茫茫宇宙。为了节省空间，所选燃料的________很大，燃烧时产生的_______能多，从而可以得到更大的_________。另一种方法是将其引向地球，在穿过大气层时会产生高温，将其烧毁。下降过程中，高度越来越低，温度越来越高，卫星的_______转化为______。