Question

（2012?吳中區(qū)三模）（4分）科技人員設(shè)計(jì)了一種可移動(dòng)式太陽能水上漂浮房，它具有冬暖夏涼的優(yōu)點(diǎn)，不僅為人們到海濱旅游提供了方便，而且節(jié)約了能源、減少了對(duì)環(huán)境的污染．某可移動(dòng)式太陽能水上漂浮房的屋頂安裝了太陽能電池板，接收太陽能的功率為9.0×10³W，能為該房供應(yīng)熱水和在水上移動(dòng)等提供能量．
（1）漂浮房冬暖夏涼，利用了水的

比熱容

比較大的特性．
（2）有5位中學(xué)生從岸上進(jìn)入漂浮房參觀，則水對(duì)漂浮房的浮力約增加

2500

N．
（3）若電池板吸收的太陽能只用來提供推動(dòng)漂浮房前進(jìn)所需的能量，漂浮房在平靜的水面上以恒定功率沿直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力不變．從某一時(shí)刻開始，漂浮房受到水平方向的牽引力F隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示，t=50s后，漂浮房以2.5m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)．則在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，漂浮房受到的阻力大小為

800

N，太陽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為

22.2%

．

Answer 1

分析：（1）因水的比熱容最大，所以在質(zhì)量或溫度變化量相同情況下吸收或放出的熱量多，溫度變化小，即達(dá)到冬暖夏涼．
（2）估計(jì)一個(gè)中學(xué)生質(zhì)量為50kg，利用G=mg，計(jì)算即可．
（3）太陽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率等于機(jī)械能和太陽能的百分比，將數(shù)據(jù)代入效率公式計(jì)算即可．

解答：解：（1）在相同情況下（質(zhì)量或溫度變化量）比熱容大的物質(zhì)吸收或放出的熱量多，溫度變化小，即達(dá)到冬暖夏涼，所以利用的是水的比熱容大的特性；
（2）估計(jì)一個(gè)中學(xué)生質(zhì)量為50kg，則增加重力G=mg=5×50kg×10N/kg=2500N，
∵漂浮，∴F_浮=G，∴浮力也增加2500N．（g=10N/kg）
（3）由圖可以看出t=50s后，漂浮房受到的阻力大小為800N，
太陽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為：η=

P有用

P總

=

F×v

P

=

800N×2.5m/s

9.0×103w

=22.2%
故答案為：（1）比熱容；（2）2500；（3）800，22.2%．

點(diǎn)評(píng)：此題綜合性比較強(qiáng)，通過一個(gè)漂浮房的設(shè)計(jì)，涵蓋了有關(guān)浮力、電學(xué)、能的轉(zhuǎn)化、效率及運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)，并且還有一個(gè)F-t圖象，增加了題目的難度，要求學(xué)生對(duì)所涉及的知識(shí)點(diǎn)充分掌握和應(yīng)用，還要對(duì)日常生活有所經(jīng)驗(yàn)，比如對(duì)中學(xué)生體重的估計(jì)，一般作為最后一題出現(xiàn)．