Question

7．（二）玉兔号月球车
玉兔号是中国首辆月球车，如图所示，和着陆器共同组成嫦娥三号探测器．玉兔号月球车设计质量140千克，能源为太阳能，能够耐受月球表面真空、强辐射、摄氏零下180度到零上150度极限温度等极端环境．由于月球昼夜温差非常大，白昼时温度高达150摄氏度，黑夜时低至零下180摄氏度．为适应极端环境，“玉兔号”月球车利用导热流体回路、隔热组件、散热面设计、电加热器、同位素热源，可耐受300摄氏度的温差．由于月球上没有风，且重力只有地球的六分之一，月尘扬起来后会长时间悬浮在半空中．这些直径小于1毫米的月尘，破坏力不容小视，尤其是侵蚀到月球车的活动部件，将造成部件的异常磨损，降低其使用寿命．科技人员选择了轻盈的塑料和橡胶，并经过两年时间、60多次试验，他们终于做出了主副唇双密封层的创新设计，完成了双密封圈串联安装以及密封唇过盈量优化，可确保防尘密封效果．

请根据上述材料，回答下列问题：
（1）玉兔号的能源之一为太阳能，其太阳能电池帆板等设备能将太阳能转化为电能．
（2）因为月球对其周围物体的吸引力较地球要小，登上月球的宇航员走路时要跳着走．玉兔号月球车抵达月球后所受月球的吸引力只有地球的六分之一，为224 N．（地球上g取9.6N/kg）
（3）玉免号利用导热流体回路、电加热器等，使月球车保持在一定的温度范围内，如图是一种电加热器和导热流体回路，在经过电热丝后，可使4℃的水升高至48℃，若每分钟流过电热丝的水为4L，则10分钟内水吸收的热热量为7.392×10⁶ J．（水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃），不计热量损失，结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）太阳能电池板的作用是将太阳能转化为电能；
（2）质量是物质的属性，不随形状、状态和位置而改变，由此可知月球车抵达月球后的质量；
根据G=mg计算月球车在地面上的重力，由G_月=$\frac{1}{6}$G_地，计算月球车受到月球的吸引力；
（3）根据ρ=$\frac{m}{V}$计算10分钟流过水的质量，根据Q_吸=cm△t计算水吸热．

解答 解：
（1）太阳能电池帆板等设备能将太阳能转化为电能；
（2）玉兔号月球车设计质量140kg，质量不随位置而变化，所以玉兔号月球车抵达月球后质量仍为140kg；
玉兔号在地球上的重力：G_地=mg=140kg×9.6N/kg=1344N；
由题可知，G_月=$\frac{1}{6}$G_地=$\frac{1}{6}$×1344N=224N，即月球车所受月球的吸引力为224N；
（3）根据ρ=$\frac{m}{V}$得10分钟流过电热丝的水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×10×4×10^-3m³=40kg，
10分钟内水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×40kg×（48℃-4℃）=7.392×10⁶J；
故答案为：（1）太阳；电；（2）224；（4）7.392×10⁶．

点评 本题考查了能量转化、重力、密度、热量计算公式的应用，熟练运用公式即可解题．