Question

建造设计师设计出了一种能漂浮在水中的城市,漂浮城市装有动力装置,可以移动,该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的,强风能从中通过,可以确保当飓风来临时,把飓风对建筑的破坏降至最低.该漂浮城市高达360m,占地270万平方米,可容纳多达4万居民.酒店、商店只要是普通城市有的，这里都一应俱全。漂浮城市的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为8.0×10⁸W，请回答下列问题：

（1）假如某班级有40位中学生从岸上进入漂浮城市参观，则漂浮城市受到的浮力约增加（      ）

A.2.0×10²N，     B.   2.0×10³N        C.  2.0×10⁴N      D. 2.0×10⁵N 

（2）若三角形建筑空洞的面积为2.0×10⁴ m²，某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入，1S

流入空洞的空气质量是1.92×10⁶kg,该地的空气密度是 1.2kg/m³，则飓风的风速是       。

（3）若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量，漂浮城市在平静的水面上沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变。某一时刻开始，漂浮城市受到的水平

方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图甲所示，漂浮城市运动速度v与时间t的

关系如图乙所示。则在50s—100s，漂浮城市做        运动。漂浮城市运动到

时受到的阻力为          N。

（4）从50s到100s内牵引力做的功为多少？（写出计算过程）

（5）漂浮城市在匀速运动过程中，太阳能转化为机械能的效率为多少？（写出计算过程）

 

Answer 1

【答案】

（1）C        （2）80m/s  （3）匀速直线     8×10⁸      （4）2 ×10¹⁰ （J）    

（5）50%       

【解析】

试题分析：（1）增加的浮力在数值上等于增加的重力，

G=500N×40=2.0×10⁴N ，故选C；

（2）空气的体积V===1.6×10⁶ m³

空气柱的长度l===80m，

V===80m/s ；

（3）由乙图像可知：50s—100s里的速度不变，所以物体在做匀速直线，由甲图像可知：第25s时，受到的阻力8×10⁸ N；

（4）匀速直线运动的过程就是50s—100s,

W=F.S=8×10⁸×0.5×50= 2 ×10¹⁰ （J）   

（5）太阳能E=Pt=8×10⁸×50=4×10¹⁰（J） 

效率=W/E=2 ×10¹⁰/ 4×10¹⁰=50%       

考点：浮力  机械运动  功  效率