Question

【題目】如圖所示的新型小艇，由鋪滿船面的光伏太陽能板提供工作能源，依賴太陽能進(jìn)行環(huán)球旅行．

小艇上太陽能光伏板面積約為500m2 ， 在陽光的照射下，通過太陽能板可以獲得100kW的功率．
這種小艇有兩個(gè)相同的引擎，僅需20kW的功率驅(qū)動(dòng)單引擎，就能以18km/h的速度勻速行駛．用40kW的功率驅(qū)動(dòng)雙引擎，小艇勻速行駛的速度高達(dá)30km/h．
這種小艇采用密度較小，硬度大的新型材料制造，自重僅為9×104N，滿載的排水量為60t．
（1）太陽能光伏板工作時(shí)，是能轉(zhuǎn)化為能．
（2）這種小艇滿載漂浮在海面上時(shí)，受到浮力是 N．空載漂浮在海面上，排開海水的體積是 m3 ． （海水的密度取1.0×103kg/m3 ， g取10N/kg）
（3）如果每天陽光照射太陽能電池板的時(shí)間為10h，獲得的電能約為 kW·h．這些電能相當(dāng)于完全燃燒 kg的焦炭釋放的能量．（焦炭的熱值取3.0×107J）
（4）若引擎的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為80%．試求用20kW的電量驅(qū)動(dòng)單引擎時(shí)，小艇受到的阻力為 N．

Answer 1

【答案】
（1）太陽（或光）,電
（2）6×105,9
（3）1000,120
（4）3200
【解析】（1）太陽能電池在工作時(shí)，消耗光能產(chǎn)生電能，故是將光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；
（2）∵G排=m排g=6×104kg×10N/kg=6×105N

據(jù)阿基米德原理知，此時(shí)船滿載時(shí)受浮力：

F浮=G排=6×105N；

當(dāng)空載時(shí)，由于輪船漂浮

F浮=G船=ρgV排=9×104N

故 ；
（3）太陽光照射一天（日照時(shí)間為10h）可獲得電能是W=Pt=100kW×10h=1000kWh=3.6×109J

據(jù)公式Q=mq可得 ；
（4）P′=P電×80%=20kW×80%=16000W， ，且v=18km/h=5m/s

∴牽引力： ，

∵汽車勻速行駛，

∴f=F=3200N．
所以答案是：（1）太陽（或光），電；（2）6×105N，9；（3）1000,120；（4）3200.
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了阿基米德原理和物體的浮沉條件及其應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力．這個(gè)規(guī)律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排；物體的浮沉條件：浸沒在液體中的物體 F�。綠 時(shí)上浮，F(xiàn)浮 = G 時(shí)懸浮，F(xiàn)浮 ＜G 時(shí)下沉．物體浮沉條件的應(yīng)用舉例：（1）輪船（2）潛水艇（3）氣球（4）飛艇、熱氣（5）密度計(jì)（密度計(jì)的刻度是從上到下刻度變大，刻度不均勻，且刻度無單位．）才能正確解答此題．