Question

2010年世博會期間，上海黃浦江上出現由我國設計和制造的太陽能游船，如圖所示．高高揚起的風帆由太陽能電池板拼裝而成．太陽能電池板的面積為50m²．該船是國內第一艘采用太陽能、鋰電池及柴油機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力可通過計算機在太陽能和柴油機組間進行自動調配，節省電力和減排均達到30%以上，最高可100%使用太陽能．
（1）如果該船滿載乘客從東海駛入黃浦江，它所受到的浮力

不變

（選填“變小”、“不變”或“變大”）．
（2）當該船完全使用太陽能在水中行駛時，其中的能量轉化情況是

B

A．電  能→太陽能→機械能          B．太陽能→電能→機械能
C．化學能→太陽能→機械能          D．太陽能→內能→機械能
（3）如果太陽光照射到太陽能電池板時的輻射功率為2000J/（s?m²）（每秒鐘輻射在每平方米上的光能為2000J），太陽能電池光電轉換效率為50%，則該船每分鐘獲得

3×10⁶

J的電能．
（4）為響應節能減排、低碳的倡導，小雨將家中的一臺額定電壓為220V，制冷額定功率為1000W 的空調，溫度設定從原來24℃改為28℃，僅此一項措施，家中的電能表平均每天少走2.5kw?h．求：
①這臺空調正常制冷時，工作電流是多少？（計算結果保留一位小數）
②這臺空調一個月（按30 天計算）可節約電能多少kW?h？
③若某邊遠山區的“希望小學”，每間教室僅有兩盞“220V  40W”電燈，那么小雨家中的這臺空調一個月所節約的電能，可供這兩盞電燈正常發光多少小時？
（5）國際專門研究全球變暖現象的眾多科學家的研究成果表明：如果人們不做任何決定性的改變，讓環境照過去幾十年的速度惡化下去的話，十年之后，再怎么努力也不能挽回．現在努力還有救．我們拯救地球，只剩下10年時間！而你，正是可以阻止這一災難發生的其中一員，因此，現在就請你從物理學的角度，提出一條保護地球環境的合理化建議：

用清潔能源

．

Answer 1

分析：（1）船滿載乘客從東海駛入黃浦江，都是漂浮，根據物體的漂浮條件確定受到的浮力變化情況；
（2）太陽能電池，是將太陽能轉化為電能，再轉化為機械能，使船前行；
（3）知道太陽能電池板的面積、太陽光照射到太陽能電池板時的輻射功率、太陽能電池光電轉換效率，可求該船每分鐘獲得的電能；
（4）①知道額定電壓和空調的制冷額定功率，利用P=UI求制冷工作電流；
②知道家中的電能表不用空調平均每天少走2.5kw?h，可求30天少走的數值，即每月節約的電能；
③求出電燈總功率，知道節約的電能，利用電功率公式求供電時間；
（5）為了拯救地球，可以從使用清潔能源、節能減排等方面分析．

解答：解：（1）船滿載乘客從東海駛入黃浦江，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；
（2）太陽能電池，是將太陽能轉化為電能，再轉化為機械能，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；
（4）①I=

P額

U額

=

1000W

220V

≈4.5A；
②可節約電能：
W=2.5kW?h×30=75kW?h；
③電燈總功率：P=40W×2=80W=0.08kW，
t=

W

P

=

75kW?h

0.08kW

=937.5h；
（5）為了拯救地球，我們要使用清潔能源．
故答案為：（1）不變；（2）B；（3）3×10⁶；
（4）①這臺空調正常制冷時，工作電流是4.5A；②可節約電能75KW?h；③可供這兩盞電燈正常發光937.5h；
（5）用清潔能源．

點評：本題考查了學生對物體的漂浮條件、電功率公式、電能的計算公式的掌握和運用，加強了學生的環保意識，知識點多、綜合性強，屬于難題．