题目内容
【题目】美国建筑师凯文朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市漂浮城市装有动力装置，可以移动．该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的，强风能从中通过，可以确保当飓风来临时，把飓风对建筑的破坏降至最低．该漂浮城市高达360m，占地270万平方米，可容纳多达4万居民．酒店、商店只要是普通城市有的，这里都一应俱全．漂浮城市的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为8.0×108W，请回答下列问题：
（1）假如某班级有50位中学生从岸上进入漂浮城市参观，则漂浮城市受到的浮力约增加________
A．2.5×102 N B．2.5×103 N C．2.5×104 N D．2.5×105 N
（2）若三角形建筑空洞的面积为2.0×104m2 ， 某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入，1s钟流入空洞的空气质量是1.92×106kg，该地的空气密度是1.2kg/m3 ． 则飓风的风速是________m/s．
（3）若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量，漂浮城市在平静的水面上沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变．从某一时刻开始，漂浮城市受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如下如图所示，漂浮城市的运动速度v与时间t的关系如图所示．漂浮城市运动到第25s时受到的阻力为________N．从第50s钟到100s钟内牵引力做的功为________J．
【答案】 C 80 8×108 2×1010
【解析】 (1)因为漂浮城市漂浮在水面上，所以漂浮城市增加的浮力就是50位中学生的重力，而G＝500N，漂浮城市增加的浮力为：F浮＝50G＝50×500N＝2.5×104N；
(2)已知m＝1.92×106kg,ρ＝1.2kg/m3，空洞内空气的体积为：V＝
＝1.6×106m3
而空洞的面积为S＝2.0×104m2，空气移动的距离为：L＝
＝80m，
又因为t＝1s，所以飓风的风速为：v＝
＝80m/s；(3)①从速度v与时间t图象乙上看出，50s到100s时物体做匀速直线运动，物体处于平衡状态，即物体所受到的摩擦力大小与拉力F大小相等，从F的大小与时间t的关系图象甲,50s到100s时,拉力F＝8×108N，
因为在整个运动过程中,摩擦力是不变的,即漂浮城市运动到第25s时受到的阻力为8×108N；由速度与时间图象甲可知，50s到100s时物体做匀速直线运动，v＝0.5m/s，
而t＝100s50s＝50s，牵引力F做的功为：W＝Fs＝Fvt＝8×108N×0.5m/s×50s＝2×1010J，
②太阳能转化为机械能的效率η＝
＝
×100%＝
×100%＝
×100%＝
＝50%
同步练习强化拓展系列答案
