Question

2010年世博會(huì)期間，上海黃浦江上將出現(xiàn)由無(wú)錫尚德公司投資、702所設(shè)計(jì)和制造的“尚德國(guó)盛號(hào)”太陽(yáng)能游船，如圖所示．高高揚(yáng)起的風(fēng)帆由太陽(yáng)能電池板拼裝而成．太陽(yáng)能電池板的面積為50m²．整艘船共有雙層甲板，下層容納150位旅客，上層可容納20位旅客．該船是國(guó)內(nèi)第一艘采用太陽(yáng)能、鋰電池及柴油機(jī)組多種能源混合供電的船舶，在不同的日照情況下，船體行駛所使用的動(dòng)力可通過(guò)計(jì)算機(jī)在太陽(yáng)能和柴油機(jī)組間進(jìn)行自動(dòng)調(diào)配，節(jié)省電力和減排均達(dá)到30%以上，最高可100%使用太陽(yáng)能．
（1）如果該船滿載乘客從東海駛?cè)朦S浦江，它所受到的浮力______（選填“變小”、“不變”或“變大”），到達(dá)港口后，若全體乘客下船，則船受到的浮力將______（選填“變小”、“不變”或“變大”）．
（2）當(dāng)該船完全使用太陽(yáng)能在水中行駛時(shí)，其中的能量轉(zhuǎn)化情況是______：
A．電能→太陽(yáng)能→機(jī)械能　　　　　　　　 B．太陽(yáng)能→電能→機(jī)械能
C．化學(xué)能→太陽(yáng)能→機(jī)械能　　　　　　　 D．太陽(yáng)能→內(nèi)能→機(jī)械能
（3）如果太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能電池板時(shí)的輻射功率為2000J/（s?m²）（每秒鐘輻射在每平方米上的光能為2000J），太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率為50%，則該船每分鐘獲得______J的電能；該船利用太陽(yáng)能持續(xù)工作5小時(shí)至少可以節(jié)省______柴油？（柴油的熱值q=4.3×10⁷J/kg）

Answer 1

解：（1）船滿載乘客從東海駛?cè)朦S浦江，都是漂浮，受到的浮力都等于船和乘客總重，受到的浮力不變；
若全體乘客下船，自重減小，船仍漂浮，船受到的浮力變��；
（2）太陽(yáng)能電池，是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使船前行，故B正確；
（3）該船每分鐘獲得的電能：
W_電=2000J/（s?m²）×50m²×60s×50%=3×10⁶J，
該船5h獲得的電能：
W=3×10⁶J×5×60=9×10⁸J，
由題知，Q_放=W，
∵Q_放=mq，
∴可以節(jié)省柴油的質(zhì)量：
m==≈20.93kg．
故答案為：（1）不變；變小；（2）B；（3）3×10⁶；20.93kg．
分析：（1）船滿載乘客從東海駛?cè)朦S浦江，都是漂浮，根據(jù)物體的漂浮條件確定受到的浮力變化情況；到達(dá)港口后，若全體乘客下船，自重減小，根據(jù)漂浮條件判斷受浮力大小變化；
（2）太陽(yáng)能電池，是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使船前行；
（3）知道太陽(yáng)能電池板的面積、太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能電池板時(shí)的輻射功率、太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率，可求該船每分鐘獲得的電能W_電；求出5h獲得的電能W，由題知Q_放=W，而Q_放=mq，據(jù)此求可以節(jié)省柴油的質(zhì)量．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)物體的漂浮條件、阿基米德原理、電能的計(jì)算公式的掌握和運(yùn)用，知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，通過(guò)做題加強(qiáng)了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，屬于難題．