Question

7．（二）玉兔號(hào)月球車
玉兔號(hào)是中國(guó)首輛月球車，如圖所示，和著陸器共同組成嫦娥三號(hào)探測(cè)器．玉兔號(hào)月球車設(shè)計(jì)質(zhì)量140千克，能源為太陽能，能夠耐受月球表面真空、強(qiáng)輻射、攝氏零下180度到零上150度極限溫度等極端環(huán)境．由于月球晝夜溫差非常大，白晝時(shí)溫度高達(dá)150攝氏度，黑夜時(shí)低至零下180攝氏度．為適應(yīng)極端環(huán)境，“玉兔號(hào)”月球車?yán)�用�?dǎo)熱流體回路、隔熱組件、散熱面設(shè)計(jì)、電加熱器、同位素?zé)嵩矗�可耐�?00攝氏度的溫差．由于月球上沒有風(fēng)，且重力只有地球的六分之一，月塵揚(yáng)起來后會(huì)長(zhǎng)時(shí)間懸浮在半空中．這些直徑小于1毫米的月塵，破壞力不容小視，尤其是侵蝕到月球車的活動(dòng)部件，將造成部件的異常磨損，降低其使用壽命．科技人員選擇了輕盈的塑料和橡膠，并經(jīng)過兩年時(shí)間、60多次試驗(yàn)，他們終于做出了主副唇雙密封層的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，完成了雙密封圈串聯(lián)安裝以及密封唇過盈量?jī)?yōu)化，可確保防塵密封效果．

請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問題：
（1）玉兔號(hào)的能源之一為太陽能，其太陽能電池帆板等設(shè)備能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能．
（2）因?yàn)樵虑驅(qū)ζ渲車�物體的吸引力較地球要小，登上月球的宇航員走路時(shí)要跳著走．玉兔號(hào)月球車抵達(dá)月球后所受月球的吸引力只有地球的六分之一，為224 N．（地球上g取9.6N/kg）
（3）玉免號(hào)利用導(dǎo)熱流體回路、電加熱器等，使月球車保持在一定的溫度范圍內(nèi)，如圖是一種電加熱器和導(dǎo)熱流體回路，在經(jīng)過電熱絲后，可使4℃的水升高至48℃，若每分鐘流過電熱絲的水為4L，則10分鐘內(nèi)水吸收的熱熱量為7.392×10⁶ J．（水的比熱容是4.2×10³J/（kg•℃），不計(jì)熱量損失，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）太陽能電池板的作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能；
（2）質(zhì)量是物質(zhì)的屬性，不隨形狀、狀態(tài)和位置而改變，由此可知月球車抵達(dá)月球后的質(zhì)量；
根據(jù)G=mg計(jì)算月球車在地面上的重力，由G_月=$\frac{1}{6}$G_地，計(jì)算月球車受到月球的吸引力；
（3）根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算10分鐘流過水的質(zhì)量，根據(jù)Q_吸=cm△t計(jì)算水吸熱．

解答 解：
（1）太陽能電池帆板等設(shè)備能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能；
（2）玉兔號(hào)月球車設(shè)計(jì)質(zhì)量140kg，質(zhì)量不隨位置而變化，所以玉兔號(hào)月球車抵達(dá)月球后質(zhì)量仍為140kg；
玉兔號(hào)在地球上的重力：G_地=mg=140kg×9.6N/kg=1344N；
由題可知，G_月=$\frac{1}{6}$G_地=$\frac{1}{6}$×1344N=224N，即月球車所受月球的吸引力為224N；
（3）根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$得10分鐘流過電熱絲的水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×10×4×10^-3m³=40kg，
10分鐘內(nèi)水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×40kg×（48℃-4℃）=7.392×10⁶J；
故答案為：（1）太陽；電；（2）224；（4）7.392×10⁶．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了能量轉(zhuǎn)化、重力、密度、熱量計(jì)算公式的應(yīng)用，熟練運(yùn)用公式即可解題．