Question

【题目】Quaranta是当前问世的外表最圆润同时也最富动感的太阳能汽车之一（如图甲所示）.其前风窗玻璃和顶盖玻璃皆采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成，车身轻便灵活.电池完全由太阳能供能——通过安装在车顶和前端的电池板收集太阳能.某辆太阳能汽车接收太阳光能的面板面积S=8m2，正对太阳时产生U=120V的电压，并对整车提供最大为10A的电流，机车最大可获得800W的机械功率.太阳光照射到地面上1平方米面积上的辐射功率P0=1.0×103W. 该车加速性能优越，从静止开始加速100m的路程最短仅需5s.

⑴ Quaranta在设计时充分利用了流体力学的知识．如图乙所示，当汽车行驶时，流过它上方的空气速度比下方空气速度大，此时，上方空气压强比下方空气压强______（选填“大”或“小”）．

⑵ 若设计Quaranta车身的材料应具有强度高且轻便的特点，则下表所列的材料中，最为理想的是______．

⑶ Quaranta从静止加速100m路程的过程中可以达到的最大平均速度为____m/s．

⑷ 太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为______．

⑸ 若该汽车在水平路面上以最大机械功率P运动，一段时间后再将功率减小到P1，并保持此功率运动，其运动的速度时间图线如图丙所示，设运动过程中小车所受阻力恒定不变．则该车运动时所受阻力为____N，功率P1=____W.

Answer 1

【答案】小 碳纤维 20 15% 80 480

【解析】

（1）考查了流体压强与流速的关系：流速越大，压强越小；流速越小，压强越大，据此解答

（2）分析材料的特点是强度大而密度要小，据此在表中数据选择所需材料

（3）根据图像，由求出车的速度

（4）根据求出获得的太阳能与获得的电能，然后求出效率

（5）由图象求出车的速度，由公式P=Fv及其变形公式求功率及车受到的阻力即可

（1）流体压强与流速的关系是：流速越大，压强越小；流速越小，压强越大；由图乙知道，流过汽车上方的空气速度比下方空气速度大，所以，上方空气压强比下方空气压强小；

（2）由于设计Quaranta车身的材料应具有强度高且轻便的特点，即要求材料强度大而密度要小，根据表格所列的材料知道，最为理想的是碳纤维；

（3）根据题意知道，从静止开始加速100m的路程最短仅需5s，所以，车的最大平均速度是：

（4）太阳能电池的效率是：η=

（5）由图丙知道，车以最大机械功率P运动时的速度是10m/s，由P=Fv知道，车的牵引力是：，又因为车做匀速运动，所以小车所受阻力是：f=F=80N，由图丙知道，保持P1 功率匀速运动的速度是v1 =6m/s，且小车所受阻力恒定不变，所以，车的功率是：