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小明一次从网上看到一篇报道,说国外发明了一种完全以太阳能电池为能源的汽车,这种汽...

小明一次从网上看到一篇报道,说国外发明了一种完全以太阳能电池为能源的汽车,这种汽车安装一只8m2的太阳能电池板,最高时速能达到72km/h.他觉得有点怀疑,于是从网上查到的一些相关数据:在晴朗的白天,地球表面每平方米能接收到太阳辐射的功率为1kW,太阳能电池的能量转化效率最高约为15%.假设一辆太阳能电池车的质量约为750kg,车辆行驶过程中的平均阻力约为车重的0.02倍.请你根据以上数据,求:
(1)这种太阳能汽车2小时所能行驶的路程;
(2)这段时间内太阳能电池板能获取的能量;
(3)通过计算分析一下这篇报道的真实性.(g取10N/kg)
(1)知道速度和时间,根据公式v=求出行驶的路程; (2)在晴朗的白天,地球表面每平方米能接收到太阳辐射的功率为1kW,可以求出8m2的太阳能电池板在2h内获取的能量; (3)把太阳能的转化为机械能的多少和电池车做功的多少进行比较即可得到结论. 已知:太阳能电池板面积S=8m2,太阳辐射的功率为P′=1kW,最高时速v=72km/h.转化效率最高约为η=15%,太阳能电池车的质量m=750kg,平均阻力f=0.02G,时间t=2h=7200s. 求:(1)太阳能汽车2小时所能行驶的路程s=?;(2)太阳能电池板能获取的能量W=?. 【解析】 (1)∵v= ∴太阳能汽车2小时所能行驶的路程: s=vt=72km/h×2h=144km=1.44×105m; (2)∵在晴朗的白天,地球表面每平方米能接收到太阳辐射的功率为1kW, ∴8m2的太阳能电池板能接收到太阳辐射的功率为P=8×1kW=8kW=8000W, ∴太阳能电池板能获取的能量: W=Pt=8000W×7200s=5.76×107J; (3)太阳能电池的能量转化的机械能: W1=5.76×107J×15%=8.64×106J, 太阳能电池车的重力G=mg=750kg×10N/kg=7500N, 车辆行驶过程中的平均阻力(即车的牵引力):F=f=0.02G=0.02×7500N=150N, 车辆行驶两小时做的功:W2=Fs=150N×1.44×105m=2.16×107J, W1<W2,所以,获取的太阳能根本不可能供电池车行驶2小时,报道不真实. 答:(1)太阳能汽车2小时所能行驶的路程1.44×105m; (2)这段时间内太阳能电池板能获取的能量5.76×107J; (3)获取的太阳能根本不可能供电池车行驶2小时,报道不真实.
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考点分析:
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置于水平地面上的长方体石块(如图1),高为0.5m,横截面积为2000cm2,密度为3×103 kg/m3,g取10N/kg.求:
(1)石块的重力;
(2)石块对水平地面的压强;
(3)若用图2所示的滑轮组在10s内匀速将石柱提升2m,所用拉力F为1500N,求滑轮组的机械效率.
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小明按如图所示电路图做“测量灯泡的电功率”的实验.实验室可提供下列器材:
A.电流表
B.电压表
C.滑动变阻器R(阻值0~20Ω)
D.电阻为6Ω的待测灯泡I,(电阻不随温度变化)
E.电源E(电压4.5V并保持不变)
F.开关S及导线若干
(1)根据电路图和实验室提供的器材,可判断出:实验时通过灯泡的最小电流为______A;
加在灯泡两端的最大电压为______V;
(2)若小明所选电压表的量程为0~3V、电流表的量程为0~0.6A,实验要求测量时通过灯泡的电流至少为电流表满刻度的三分之一.则测出的灯泡的功率范围只能是______
(3)小明按电路图连接好电路后进行实验,由于电路中某一处有故障,当闭合开关时电压表
无示数.为查出电路故障,小明进一步观察并检查电路.当检查到电源、开关、电压表、电流表、导线及其连接都完好时,小明结合前面的观察,就可判断出电路的故障:
如果小明观察到______,则故障是______
如果小明观察到______,则故障是______
(4)排除故障后,小明继续进行实验,在对测量数据的记录和处理时,他设计了如下表格.你认为这张表格的设计是______(正确/错误)的.
次数U/VI/AP/W平均值P/W
1
2
3


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在探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验中,选用的器材有:正方体木块、读数准确的弹簧测力计、粗糙程度均匀的长木板、棉布、毛巾等.
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(1)实验时,小明采用图1所示实验装置测量木块与长木板之间的摩擦力.操作过程中,要沿水平方向______拉动弹簧测力计,这样弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力才是一对______力;此时木块所受的滑动摩擦力如图3所示,为______N.
(2)小华也采用图1所示实验装置,他将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半.他由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小.你认为他的探究过程中存在的问题是______
(3)小丽用了图2的实验装置,她认为该装置能很好地解决小明的困难,请你分析其中的原因是______
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小明同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验.
(1)如图所示,要使像能够成在光屏的中央,应将光屏向______(填“上”或“下”)调整,调整后光屏上成的是倒立、______(填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像,在放大镜、照相机和投影仪中,成像情况与此类似的是______
(2)在上一步实验获得清晰的像后,小明取了一副近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,观察到光屏上的像变模糊了,此时要使光屏上成清晰的像,应该将光屏______

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按题目要求作图:
(1)画出图1中与入射光线对应的反射光线和大致的折射光线位置.
(2)在图2画出使杠杆平衡的最小力.
(3)如图3所示,请标出永磁体A左端的磁极和电磁铁电源的“+”、“-”极.
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