Question

11．閱讀下面的短文，回答問題．
太陽能汽車利用太陽能來驅(qū)動，真正實現(xiàn)了零排放，有效地減小了對環(huán)境的污染．某太陽能汽車，其前風窗玻璃和頂蓋玻璃皆采用防太陽輻射的層壓玻璃制作而成，車身輕便靈活．電池完全由太陽能供能-通過安裝在車頂和前端的電池板收集太陽能．車上太陽能電池板的有效面積為10m²，它正對太陽時電池能夠產(chǎn)生100V的電壓，并對車上電動機提供20A的電流，電動機最大可獲得1600W的機械功率．太陽光照射到地面上1平方米面積上的輻射功率1.0×10³W．該車加速性能優(yōu)越，從靜止開始加速100m的路程最短僅需5s．
（1）車窗玻璃能有效防止來自太陽的輻射，主要是能阻擋太陽光中的紫外線；太陽能屬于可再生（選填“可再生”或“不可再生”）能源．
（2）該太陽能汽車在設(shè)計時充分利用了流體力學的知識．如圖甲所示，當汽車行駛時，流過它上方的空氣速度比下方空氣速度大，此時，上方空氣壓強比下方空氣壓強�。ㄟx填“大”或“小”）；該太陽能汽車從靜止加速100m路程的過程中可以達到的最大平均速度為20m/s．
（3）該太陽能汽車電池的輸出功率為2000W，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率為20%．
（4）如果一物體在恒力F下勻速直線運動則功率與速度存在P=FV的關(guān)系．若該汽車在水平路面上以最大機械功率P運動，一段時間后再將功率減小到P₁，并保持此功率運動，其運動的速度時間圖線如圖乙所示，設(shè)運動過程中小車所受阻力恒定不變；則該車運動時所受阻力為160N，功率P₁=960W．

Answer 1

分析 （1）新近利用或正在著手開發(fā)的能源叫做新型能源．新型能源是相對于常規(guī)能源而言的，包括太陽能、風能、地熱能以及用于核能發(fā)電的核燃料等能源；不透明物體的顏色由它反射的色光決定，深顏色的物體能吸收各種顏色不同的色光．玻璃可以阻擋陽光中的紫外線；
（2）根據(jù)流體的壓強與流速的關(guān)系來解答；根據(jù)v=$\frac{s}{t}$計算平均速度；
（3）電池的輸出功率可利用公式P=UI來進行計算．太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率就是得到的電能占從太陽獲得總輻射能量的百分比；
（4）由圖象求出車的速度，由公式P=$\frac{w}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv及其變形公式求功率及車受到的阻力．

解答 解：（1）太陽能是新近利用或正在著手開發(fā)的能源，屬于新能源，太陽能也屬于可再生資源；深顏色的物體能吸收各種顏色不同的色光，所以太陽能電池板一般設(shè)計成深顏色．深車窗玻璃能有效防止來自太陽的輻射，主要是能阻擋太陽光中的紫外線；
（2）行駛的汽車上方的空氣流速大、壓強小，下方流速小、壓強大，就會產(chǎn)生一個向上的壓力差；
最大平均速度為v=$\frac{s}{t}$=$\frac{100m}{5s}$=20m/s；
（3）電池的輸出功率：P_電池=UI=100V×20A=2000W；
太陽光照射的輻射功率為；P_太陽=1.0×103W/m²×10m²=1×10⁴W；
太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率：η=$\frac{{p}_{電池}}{{P}_{太陽}}$×100%=$\frac{2000w}{1{0}^{4}w}$×100%=20%；
（4）由圖乙所示可知，車以最大機械功率P運動時的速度為10m/s，
由P=$\frac{w}{t}$，W=Fs，v=$\frac{s}{t}$ 得，P=Fv，
所以牽引力F=$\frac{p}{v}$=$\frac{1600w}{10m/s}$=160N，
車做勻速運動，所受阻力f=F=160N，
車的功率P₁=F₁v=fv=160N×6m/s=960W．
故答案是：（1）紫外線，可再生；（2）小，20；（3）2000，20%；（4）160，960．

點評 本題以太陽能汽車為背景中，考查了多個物理知識點，包括壓強的計算、能量的轉(zhuǎn)化、效率的公式、功率的公式等，同時還考查了我們對圖象的處理能力，綜合性很強，有一定的難度．