12.有一種環(huán)保汽車,以蓄電池為驅(qū)動能源,此環(huán)保汽車運動時,蓄電池為車上的電動機供電,電動機為汽車提供動力,某輛這種類型的環(huán)保汽車,總質(zhì)量為3×103kg,汽車輪胎與地面的總接觸面積為0.1m2.當(dāng)它在水平路面上勻速行駛時,電動機工作電流為50A,工作電壓為300V,汽車所受阻力為車重的0.04倍.(g取10N/kg)
(1)汽車對路面的壓強多大?
(2)若該汽車用于牽引汽車前進的機械功率和電動機電功率的比值為4:5,則該車勻速前進的速度多大?
(3)如果改用太陽能電池給車上的電動機供電,其他條件不變,求所需的太陽能電池板的最小面積,結(jié)合計算結(jié)果對該設(shè)想中的太陽能汽車寫出一條改進建議.
已知太陽輻射的總功率為4×1026W,太陽到地球的距離為1.5×1011m,半徑為r的球表面積為4πr2.太陽光傳播到地面的過程中,設(shè)有29.35%的能量損耗.該車所用太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率為15%.

分析 (1)汽車對路面的壓力和自身的重力相等,根據(jù)G=mg求出其大小,然后根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出汽車對路面的壓強;
(2)知道電動機工作電流和工作電壓,利用P=UI求汽車電動機的電功率,知道該汽車用于牽引汽車前進的機械功率和電動機電功率的比值,可求電動機的機械功率,根據(jù)題意求出汽車所受的阻值,根據(jù)二力平衡條件求出受到的牽引力,利用P=Fv求該車勻速前進的速度;
(3)利用P0=$\frac{(1-29.35%){P}_{總}}{4π{r}^{2}}$求出地面上每平方米面積接受太陽輻射功率,由題知,15%P0S=P,據(jù)此求所需的太陽能電池板的最小面積;建議可從提高太陽能電池光電轉(zhuǎn)化率、減小車的質(zhì)量、提高電動機效率等方面說明.

解答 解:(1)汽車對地面的壓力:
F=G=mg=3×103kg×10N/kg=3×104N,
汽車對地面的壓強:
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{3×1{0}^{4}N}{0.1{m}^{2}}$=3×105Pa;
(2)汽車電動機的電功率:
P=UI=300V×50A=15000W,
電動機的機械功率:
P=P×$\frac{4}{5}$=15000W×$\frac{4}{5}$=12000W,
因汽車勻速行駛時,受到的牽引力和阻力是一對平衡力,
所以,牽引力F=f=0.04G=0.04×3×104N=1200N,
由P=Fv可得,汽車勻速行駛的速度:
v=$\frac{{P}_{機}}{F}$=$\frac{12000W}{1200N}$=10m/s;
(3)地面上每平方米面積接受太陽輻射功率:0
P0=$\frac{(1-29.35%){P}_{總}}{4π{r}^{2}}$=$\frac{(1-29.35%)×4×1{0}^{26}W}{2×3.14×(1.5×1{0}^{11}m)^{2}}$=1000W/m2,
由題意知,15%P0S=P,
則S=$\frac{{P}_{電}}{15%{P}_{0}}$=$\frac{15000W}{15%×1000W}$=100m2
太陽能汽車的改進建議:提高太陽能電池光電轉(zhuǎn)化率.
答:(1)汽車對路面的壓強為3×105Pa;
(2)該車勻速前進的速度為10m/s;
(3)所需的太陽能電池板的最小面積為100m2;
改進建議:提高太陽能電池光電轉(zhuǎn)化率(減小車的質(zhì)量、提高電動機效率等).

點評 本題以環(huán)保汽車為背景,考查了壓強的計算、功率的計算、速度的計算,根據(jù)題意求出地面上每平方米面積接受太陽輻射功率是本題的關(guān)鍵,也是難點.

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17.北京西站到石家莊站的G6731次高速動車運行時刻表(2015)如表所示
站次站名到達(dá)時間開車時間停留時間里程
1北京西始發(fā)站 06:420
2保定東07:2307:252分鐘139千米
3正定機場O7:5207:542分鐘244千米
4石家莊08:0808:113分鐘281千米
5 邯鄲東08:50終點站456千米
根據(jù)動車運行時刻表回答下列問題(保留一位小數(shù))
(1)動車由北京西站到石家莊站運行時間是多少?
(2)動車由北京西站到石家莊站全程的平均速度是多少?
(3)動車在北京西站到正定機場、正定機場到石家莊站這兩個路段的運行過程中,哪個路段運行地快?

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18.一種聚乙烯材料可以在15~40℃范圍內(nèi)熔化和凝固,可知這種材料屬于非晶體(選填“晶體”或“非晶體”);把它摻在水泥里,制作儲熱地板和墻壁,可以起到調(diào)節(jié)室溫的作用,這是因為氣溫高時,熔化吸熱;氣溫低時,凝固放熱.

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15.你家中有下列溫度計嗎?如果有.觀察一下它們的測量范圍和分度值各是多少.
(1)體溫計;
(2)寒暑表;
(3)冰箱溫度計.

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7.如圖所示,2013年12月14日,嫦娥三號成功實施軟著陸,把我國自主研制的“玉兔號”月球車送上了月球.軟著陸的過程是利用著陸器下方的發(fā)動機產(chǎn)生向上的推力,減小著陸器的下降速度,這個過程中力改變了物體的運動狀態(tài).“玉兔號”月球車到達(dá)月球后其質(zhì)量不變(選填“變大”或“不變”)

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17.甲、乙兩物體都作勻速直線運動,若乙通過的路程是甲的$\frac{1}{4}$,甲、乙所用時間之比為1:2;則甲、乙的速度之比是( 。
A.1:2B.8:1C.2:1D.1:8

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4.下列環(huán)境中不能傳聲的是( 。
A.在月球上B.在曠野中C.在海洋深處D.在封閉的房間內(nèi)

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1.在比較材料隔聲性能的綜合實踐活動中,小明逐步遠(yuǎn)離聲源,他所聽到的聲音發(fā)生改變的是( 。
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實驗序號小球質(zhì)量m/g從O點到小球中心的距離L/m小球擺動距中心線最大距離S/m小球往返擺動10次所用時間t/s小球往返擺動10次所用時間to/s
1200.80.1018.01.80
2201.00.1420.02.00
3201.20.1022.02.20
4301.00.1420.02.00
5301.00.1020.02.00
猜想1:秋千往返擺動一次所用的時間可能與人的質(zhì)量有關(guān).
猜想2:秋千往返擺動一次所用的時間可能與秋千的繩長有關(guān).
猜想3:秋千往返擺動一次所用的時間可能與秋千擺動時離開中心線最大距離有關(guān).
為了驗證上述猜想,她們來到實驗室,找來刻度尺、細(xì)線、秒表、小球,依照物理學(xué)習(xí)中的科學(xué)方法,按右圖進行實驗,得到下表中數(shù)據(jù).
請你通過分析回答下列問題:
(1)為驗證猜想1,應(yīng)選用序號為2和4兩組實驗進行對比分析.
(2)為驗證猜想2,應(yīng)選用序號為1和3兩組實驗進行對比分析.
(3)為驗證猜想3,應(yīng)選用序號為4和5兩組實驗進行對比分析.
(4)實驗結(jié)論:小球往返一次所用的時間與繩長有關(guān),與小球的質(zhì)量、小球擺動距中心線的最大距離無關(guān).

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