Question

20．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）若現(xiàn)有5位中學(xué)生從岸上進(jìn)入漂浮房參觀，則漂浮房受到的浮力將A．
A．變大    　　B．不變    　C．變小      D．無法確定
（3）如圖甲和乙是小明在離漂浮房遠(yuǎn)近不同的地方先后拍攝到的兩張照片，從照片可以看出，小明是在遠(yuǎn)離漂浮房（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）．
（4）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)系如圖丙所示，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：
①漂浮房受到的阻力大小為多少？
②太陽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為多少？

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）凸透鏡成實(shí)像的規(guī)律是物體離凸透鏡越近，像離凸透鏡越遠(yuǎn)，像也越大．根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，觀察攝像頭所拍攝照片的變化可判斷那個(gè)汽車相對(duì)于攝像頭的距離變化．
（4）由圖可以看出t=50s后，漂浮房受到的阻力大小為800N，利用機(jī)械效率公式計(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，
因?yàn)槠�浮，所以F_浮=G，所以浮力也增加2500N．
（3）如圖甲和乙是小明在離漂浮房遠(yuǎn)近不同的地方先后拍攝到的兩張照片，從照片可以看出，小明是在遠(yuǎn)離漂浮房，其漂浮房變��；
（4）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=$\frac{{P}_{有用}}{{P}_{總}(cāng)}$=$\frac{F×v}{P}$×100%=$\frac{800N×2.5m/s}{9.0×1{0}^{3}W}$×100%=22.2%：
故答案為：（1）比熱容；（2）A；（3）遠(yuǎn)離；
（4）①漂浮房受到的阻力大小為800N；
②太陽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為22.2%．

點(diǎn)評(píng) 這是物理卷的最后一題，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、比熱容、機(jī)械效率及運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)，并且還以一個(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)充分掌握的同時(shí)，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)．