Question

（2010?滨湖区一模）2010年世博会期间，上海黄浦江上将出现由无锡尚德公司投资、702所设计和制造的“尚德国盛号”太阳能游船，如图所示．高高扬起的风帆由太阳能电池板拼装而成．太阳能电池板的面积为50m²．整艘船共有双层甲板，下层容纳150位旅客，上层可容纳20位旅客．该船是国内第一艘采用太阳能、锂电池及柴油机组多种能源混合供电的船舶，在不同的日照情况下，船体行驶所使用的动力可通过计算机在太阳能和柴油机组间进行自动调配，节省电力和减排均达到30%以上，最高可100%使用太阳能．
（1）如果该船满载乘客从东海驶入黄浦江，它所受到的浮力

不变

（选填“变小”、“不变”或“变大”），到达港口后，若全体乘客下船，则船受到的浮力将

变小

（选填“变小”、“不变”或“变大”）．
（2）当该船完全使用太阳能在水中行驶时，其中的能量转化情况是

B

：
A．电能→太阳能→机械能                 B．太阳能→电能→机械能
C．化学能→太阳能→机械能               D．太阳能→内能→机械能
（3）如果太阳光照射到太阳能电池板时的辐射功率为2000J/（s?m²）（每秒钟辐射在每平方米上的光能为2000J），太阳能电池光电转换效率为50%，则该船每分钟获得

3×10⁶

J的电能；该船利用太阳能持续工作5小时至少可以节省

20.93kg

柴油？（柴油的热值q=4.3×10⁷J/kg）

Answer 1

分析：（1）船满载乘客从东海驶入黄浦江，都是漂浮，根据物体的漂浮条件确定受到的浮力变化情况；到达港口后，若全体乘客下船，自重减小，根据漂浮条件判断受浮力大小变化；
（2）太阳能电池，是将太阳能转化为电能，再转化为机械能，使船前行；
（3）知道太阳能电池板的面积、太阳光照射到太阳能电池板时的辐射功率、太阳能电池光电转换效率，可求该船每分钟获得的电能W_电；求出5h获得的电能W，由题知Q_放=W，而Q_放=mq，据此求可以节省柴油的质量．

解答：解：（1）船满载乘客从东海驶入黄浦江，都是漂浮，受到的浮力都等于船和乘客总重，受到的浮力不变；
若全体乘客下船，自重减小，船仍漂浮，船受到的浮力变小；
（2）太阳能电池，是将太阳能转化为电能，再转化为机械能，使船前行，故B正确；
（3）该船每分钟获得的电能：
W_电=2000J/（s?m²）×50m²×60s×50%=3×10⁶J，
该船5h获得的电能：
W=3×10⁶J×5×60=9×10⁸J，
由题知，Q_放=W，
∵Q_放=mq，
∴可以节省柴油的质量：
m=

Q放

q

=

9×108J

4.3×107J/kg

≈20.93kg．
故答案为：（1）不变；变小；（2）B；（3）3×10⁶；20.93kg．

点评：本题考查了学生对物体的漂浮条件、阿基米德原理、电能的计算公式的掌握和运用，知识点多、综合性强，通过做题加强了学生的环保意识，属于难题．