题目内容
【题目】如图所示的新型小艇，由铺满船面的光伏太阳能板提供工作能源，依赖太阳能进行环球旅行．
小艇上太阳能光伏板面积约为500m2 ， 在阳光的照射下，通过太阳能板可以获得100kW的功率．
这种小艇有两个相同的引擎，仅需20kW的功率驱动单引擎，就能以18km/h的速度匀速行驶．用40kW的功率驱动双引擎，小艇匀速行驶的速度高达30km/h．
这种小艇采用密度较小，硬度大的新型材料制造，自重仅为9×104N，满载的排水量为60t．
（1）太阳能光伏板工作时，是能转化为能．
（2）这种小艇满载漂浮在海面上时，受到浮力是 N．空载漂浮在海面上，排开海水的体积是 m3 ． （海水的密度取1.0×103kg/m3 ， g取10N/kg）
（3）如果每天阳光照射太阳能电池板的时间为10h，获得的电能约为 kW·h．这些电能相当于完全燃烧 kg的焦炭释放的能量．（焦炭的热值取3.0×107J）
（4）若引擎的电能转化为机械能的效率为80%．试求用20kW的电量驱动单引擎时，小艇受到的阻力为 N．
【答案】
（1）太阳（或光）,电
（2）6×105,9
（3）1000,120
（4）3200
【解析】（1）太阳能电池在工作时，消耗光能产生电能，故是将光能转化为电能的装置；
（2）∵G排=m排g=6×104kg×10N/kg=6×105N
据阿基米德原理知，此时船满载时受浮力：
F浮=G排=6×105N；
当空载时，由于轮船漂浮
F浮=G船=ρgV排=9×104N
故 
；
（3）太阳光照射一天（日照时间为10h）可获得电能是W=Pt=100kW×10h=1000kWh=3.6×109J
据公式Q=mq可得 
；
（4）P′=P电×80%=20kW×80%=16000W， 
，且v=18km/h=5m/s
∴牵引力： 
，
∵汽车匀速行驶，
∴f=F=3200N．
所以答案是：（1）太阳（或光），电；（2）6×105N，9；（3）1000,120；（4）3200.
【考点精析】本题主要考查了阿基米德原理和物体的浮沉条件及其应用的相关知识点，需要掌握阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力．这个规律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排；物体的浮沉条件：浸没在液体中的物体 F浮＞G 时上浮，F浮 = G 时悬浮，F浮 ＜G 时下沉．物体浮沉条件的应用举例：（1）轮船（2）潜水艇（3）气球（4）飞艇、热气（5）密度计（密度计的刻度是从上到下刻度变大，刻度不均匀，且刻度无单位．）才能正确解答此题．
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