Question

5．閱讀短文，回答問題：
2014年1月14日21時(shí)45分，在北京航天飛行控制中心控制下，“玉兔號”月球車對腳下月壤成功實(shí)施首次月面科學(xué)探測．
“玉兔號”體重140kg，能“眼觀六路”“耳聽八方”，周身金光閃閃，耀眼奪目．她的肩部有兩片可以打開的太陽能電池帆板，好似“黃金甲”上的披風(fēng)．她的腿部是六個(gè)輪狀的移動(dòng)裝置，好似哪咤腳下的“風(fēng)火輪”．身披“黃金甲”，目的不是為好看，而是為了降低晝夜溫差，同時(shí)阻擋宇宙中各種高能粒子的輻射．所有這一切，都是為了支持和保護(hù)月球車的腹中“秘器”──紅外成像光譜儀、激光點(diǎn)陣器等10多套科學(xué)探測儀器．月球車是通過太陽能電池提供能量，利用電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)的．
（1）月球車“眼觀六路”“耳聽八方”是通過電磁波的傳輸與接收實(shí)現(xiàn)的．紅外成像光譜儀是利用紅外線（紅光/紅外線）來工作的．
（2）物體在月球上受到的重力只有地球上的六分之一，則在月球上時(shí)“玉兔號”的質(zhì)量為140kg，重力為233.3N．（地球上g取10N/kg）
（3）“黃金甲”由特殊材料制成，它應(yīng)具有很好的隔熱性（透明度/導(dǎo)電性/隔熱性）；而且白天能更好地吸收（吸收/反射）太陽光；從而有效降低晝夜溫差．
（4）月球車的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但這部分內(nèi)能卻無法自動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能，這是因?yàn)槟芰康霓D(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性．電動(dòng)機(jī)的工作原理是利用通電導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動(dòng)．
（5）若太陽光照射到太陽能電池板上的輻射功率為2.2kW．電池產(chǎn)生的電壓為110V，并對車上的電動(dòng)機(jī)提供5A的電流．則太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化電能的效率是25%．如果該月球車中的電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)將電能最終轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為80%，當(dāng)月球車在水平月面上勻速行駛時(shí)，受到的牽引力為880N，則月球車行駛的速度為0.5m/s．

Answer 1

分析 （1）真空不能傳聲，電磁波可以在真空中傳播；紅外成像光譜儀是利用紅外線來工作的．
（2）質(zhì)量是指物體所含物質(zhì)的多少，與形狀、狀態(tài)、空間位置無關(guān)；
根據(jù)G=mg求出在地球上受到的重力，根據(jù)月球上引力的大小為地球上引力的$\frac{1}{6}$求出在月球上受到的重力．
（3）知道“黃金甲”是兩片可以打開的太陽能電池帆板，則根據(jù)太陽能電池帆板的作用即可回答．
（4）知道能量轉(zhuǎn)化的方向性特點(diǎn)，通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用，即通電能動(dòng)，電動(dòng)機(jī)就是利用該原理制成的；
（5）已知電池板上的輻射功率（總功率），根據(jù)P=UI求出電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的功率（有用功率），根據(jù)效率公式求太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率．
已知電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的功率，已知電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率，可求電動(dòng)機(jī)的輸出功率；又知道牽引力的大小，利用P=Fv求汽車的行駛速度．

解答 解：（1）月球上沒有空氣，而真空不能傳聲，而電磁波可以在真空中傳播，所以月球車“眼觀六路”“耳聽八方”是通過電磁波的傳輸與接收實(shí)現(xiàn)的；
紅外成像光譜儀是利用紅外線來工作的．
（2）由于質(zhì)量與物體的形狀、狀態(tài)、空間位置無關(guān)，則在月球上時(shí)“玉兔號”的質(zhì)量不變，仍為140kg；
由于物體在月球上的重力為地球上的六分之一，
則它在月球上受到的重力G_月=$\frac{1}{6}$G_地=$\frac{1}{6}$mg=$\frac{1}{6}$×140kg×10N/kg≈233.3N；
（3）“黃金甲”是兩片可以打開的太陽能電池帆板，則白天能更好地吸收太陽光；晚上，為了有效降低晝夜溫差，應(yīng)具有很好的隔熱性．
（4）能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律即指能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移中總量保持不變，但能量在轉(zhuǎn)化中具有方向性，如由電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化成電能．
電動(dòng)機(jī)是利用通電導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動(dòng)的原理制成的．
（5）電動(dòng)機(jī)的電功率為P_電=UI=110V×5A=550W，
太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率：
η₁=$\frac{{P}_{電}}{{P}_{太}}$×100%=$\frac{550W}{2.2×1000W}$×100%=25%；
已知將電能最終轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率η₂=80%，則汽車的機(jī)械功率為
P_機(jī)=P_電×η₂=550W×80%=440W，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得：
v=$\frac{{P}_{機(jī)}}{F}$=$\frac{440W}{880N}$=0.5m/s．
故答案為：（1）電磁波；紅外線；
（2）140；233.3；
（3）隔熱性；吸收；
（4）方向性；利用通電導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動(dòng)；
（5）25%；0.5．

點(diǎn)評 本題通過對“玉兔號”的認(rèn)識和了解，綜合考查力、熱、電和磁的知識，涉及到的知識點(diǎn)較多，屬于難題，牢記質(zhì)量不隨物體的形狀、狀態(tài)以及空間位置的改變而改變和能量的方向性特點(diǎn)；此題體現(xiàn)了物理與高科技相結(jié)合的思想．