Question

【题目】阅读短文，解答问题．
如图甲所示是我国第一艘太阳能混合动力游船“尚德国盛号”．其最具特色的太阳翼采用高效晶硅异型太阳能电池板拼装而成，整艘船最多可容纳170位旅客，排水量为60吨．“尚德国盛号”驾驶室里有﹣个GPS（全球卫星定位系统）接收器装置，全船照明均采用节能型灯泡及LED灯，大大降低能源损耗，“尚德国盛号”年发电量可达1.7×104 kWh，相当于每年节约标准煤约6.2×103kg，每年可减少二氧化碳排放量约15.7t．

（1）如果该船满载乘客从东海驶入黄浦江，游船所受到的浮力 ， 船体排开水的体积将（选填“减小”、“增大”或“不变”）．（已知ρ海水＞ρ江水）．
（2）LED灯可以将电能直接转化为光能，小明对LED灯很感兴趣，拆开了自己新买的LED节能手电筒，发现灯头里有2只相同规格的LED灯泡．请你帮小明判断一下2只LED灯泡是怎样连接的，写出判断方法． ．
（3）某次运行中游船以300kW的恒定功率启动并保持该恒定功率沿直线运行，行驶过程中所受阻力不变，速度由零逐渐增大至最大值而保持匀速直线运动．运动过程中牵引力F与速度的倒数（1/v）的关系图线如图乙中的实线所示，则游船运动的最大速度为m/s，游船运行过程中所受阻力为N．
（4）若仅采用标准煤给“尚德国盛号”提供电能，为使其仍达到现行的年发电量，求完全燃烧标准煤产生的内能转化成电能的效率是多大？（已知标准煤的热值为3.0×107J/kg）

Answer 1

【答案】
（1）不变,增大
（2）拧去一只LED灯泡,观察另一灯是否发光,如发光则是并联,如不发光则为串联
（3）5,6×104
（4）33%
【解析】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；因海水的密度大于河水的密度，所以根据F浮=ρ液gV排可知，船体排开水的体积将增大；
（2）太阳能属于直接从自然界获得的能源，是一次能源；两LED灯泡能独立工作、互不影响时为并联，否则为串联，所以可以拧去一只LED灯泡，观察另一灯是否发光，如发光则是并联，如不发光则为串联；
（3）游船以恒定功率沿直线运行时，牵引力最小时，轮船运动的速度最大，由图乙可知， =0.2m﹣1s，即v=5m/s；最大速度时，受到的牵引力：

F= =6×104N，因轮船匀速直线运动时，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，所以f=F=6×104N．
（4）完全燃烧6.2×103kg标准煤产生的内能：Q=mq=6.2×103kg×3.0×107J/kg=1.86×1011J，每年的发电量：W=1.7×104kWh=1.7×104×3.6×106J=6.12×1010J，

转化效率：η= ×100%= ×100%≈33%．

所以答案是：（1）不变；增大；（2）拧去一只LED灯泡，观察另一灯是否发光，如发光则是并联，如不发光则为串联；（3）5；6×104；（4）33%．
【考点精析】利用浮力大小的计算对题目进行判断即可得到答案，需要熟知浮力的公式为：F浮= G排 =ρ液gv排．