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如图所示的新型小艇,由铺满船面的光伏太阳能电池板提供工作能源,太阳能光伏板面积约...

如图所示的新型小艇,由铺满船面的光伏太阳能电池板提供工作能源,太阳能光伏板面积约500m2,在阳光照射下,通过太阳能板可以获得100kW的功率.小艇材料密度较小,硬度较大,自重仅为9×104N,满载的排水量为60t.
(1)太阳能光伏板工作时能量转化为______
(2)小艇满载漂浮在海面上受到的浮力是多少?所装货物重多少?(g取10N/kg)
(3)若每天阳光照射太阳能电池板10h,获得的电能为多少kW•h?
(4)若引擎电能转化为机械能的效率为80%,用20kW的功率驱动时,小艇以18km/h匀速行驶时受到的阻力是多少?
(5)这种小艇有两个相同的引擎,用20kW的牵引功率驱动单引擎,小艇以18km/h的速度行驶;用40kW的牵引功率驱动双引擎,小艇以30km/h的速度行驶,而不是以36km/h的速度行驶.这是为什么呢?请你提出一种合理的猜想.

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(1)太阳能电池板将太阳能转化为电能. (2)明确满载排水量的含义,排水量是小艇满载时排开水的质量,求出排开水的重力,根据阿基米德求出小艇满载时受到的浮力,根据漂浮条件求出小艇满载时,的重力,知道小艇的自重,求出小艇所装货物的重力. (3)知道太阳能板的功率,知道照射时间,根据W=Pt求出获得的电能. (4)知道电能和机械能转化的效率,又知道电功率,求出机械功率,又知道小艇速度,根据F=求出牵引力,根据二力平衡条件求出小艇受到的阻力. (5)相同条件下,物体的运动速度越快,物体受到的阻力越大. 【解析】 (1)太阳能光伏板工作时,太阳能转化为电能. (2)F浮=G排=m排g=6×104kg×10N/kg=6×105N, 因为漂浮,所以F浮=G船+G货, G货=F浮-G船=6×105N-9×104N=5.1×105N. (3)W=Pt=100kW×10h=1000kW•h. (4)η===, ∴P机=80%P电=80%×20kW=1.6×104W, v=18km/h=5m/s, ∵匀速,P=Fv, ∴f=F===3200N. 答:(1)太阳能光伏板工作时能量转化为电能; (2)小艇满载漂浮在海面上受到的浮力是6×105N,所装货物重5.1×105N. (3)若每天阳光照射太阳能电池板10h,获得的电能为1000kW•h. (4)若引擎电能转化为机械能的效率为80%,用20kW的功率驱动时,小艇以18km/h匀速行驶时受到的阻力是3200N. (5)答:功率增大为原来的二倍,速度没有增大到原来的二倍,是因为小艇所受的阻力随速度的增大而增大.
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考点分析:
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小明和小华做“探究导体电阻大小与长度关系”的实验他们准备在图中的A、B两点间接入待研究的电阻丝,电源电压恒定,忽略灯丝电阻随温度变化的影响,待用电阻丝的规格如下:
序号材料长度横截面积
1炭钢合金丝LS
2镍铬合金丝LS
3镍铬合金丝L2S
4镍铬合金丝2LS
(1)他们应选择序号为______的两根电阻丝来探究;
(2)正确选择后,他们将所选电阻丝分别接入A、B两点间,闭合开关,通过观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小.实验中,两次电流表指针均有偏转,但第二次的示数小于第一次的示数,说明第二次接人电路的电阻丝的阻值______(选填“较大”或“较小”),同时小华发现第二次实验中灯泡不亮,你认为原因是______
(3)以上(2)中判断电阻大小关系的方法在初中物理中经常用到,以下描述中能体现这种方法的是(______
A、水压使水管中形成水流,类似地,电压使电路中形成电流
B、根据物质在常态下的形状和体积是否固定,可将物质分为三态
C.通过观察木块被运动物体撞后移动距离的大小,可比较运动物体动能的大小
D、研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,应控制接触面粗糙程度相同
(4)科学研究表明:在导体的材料、横截面积和温度相同的条件下,导体电阻的大小与长度成正比.你认为他们用上述(2)中的方案能否得到这个结论?请用欧姆定律加以解释.
(5)若电流表损坏,换用一只电压表,仍然利用上述器材来探究导体电阻的大小与长度是否成正比,请画出一个能反映该实验原理的电路图.(电阻丝用电阻符号表示,导线根数不限.)

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如图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置.
实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动.实验的部分数据如下:
实验次数斜面的倾斜程度物块重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长S/m机械效率
1 较缓 10  0.1 5.0 1  
2 较陡 10 0.3 6.7 145%
3 最陡 10 0.5 8.4 1 60%
(1)小明探究的是斜面的机械效率跟______的关系.在第1次实验中,斜面的机械效率为______,物块和斜面的内能增加了约______J.
(2)分析表格中数据可以得出结论:在斜面粗糙程度相同时,斜面越陡,机械效率越______.若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系,应保持______不变.

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请自选生活中常见的物品设计三个小实验,按要求将表格补充完整:
 实验物品实验过程及现象说明的物理知识
1温度计、酒精 蒸发能够吸热
2  力可以改变物体的运动状态
3铁钉、导线、电池、曲别针将导线绕在铁钉上,并将导线两端与电池接触,铁钉能吸引曲别针 
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物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,叫做自由落体运动,这种运动只在没有空气的空间才能发生,在有空气的空间,如果空气阻力相对物体的重力比较小,可以忽略,物体的下落也可以近似地看作自由落体运动.为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关,同学小王有如下猜想:
猜想一:物体下落的时间与物体的材料有关;
猜想二:物体下落的时间与物体下落的高度有关;
猜想三:物体下落的时间与物体的质量有关.
为验证猜想的正确性,几位同学用三个金属球做了一系列实验,
实验数据记录如下:
实验序号材料物体质量(kg)下落高度(m)下落时间(s)
1铁球1201.96
2铁球1302.47
3铅球1201.96
4铅球2201.96
(1)为了验证猜想一,应比较实验序号____________,结论是:______
(2)小敏同学也对这个问题进行了研究,她让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落,她发现两者下落时间______(填“相等”或“不相等”),原因是:______
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图1是小明做实验的电路图,图2是电路中滑动变阻器R2.当滑片向左移动时,电流表示数变大,表明变阻器接入电路的两个接线柱是    .他把滑片从一端移到另一端的过程中,共进行了6次测量,记录如下表.
测量次数123456
电压U/V54321
电流I/A0.10.20.30.40.5
这6组数据中,第    组数据有错误;滑动变阻器R2接入电路的电阻等于    Ω时,它消耗的电功率最大;定值电阻R1的阻值等于    Ω.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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