Question

（1）太阳能是21世纪重点发展的能源之一．太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车．有一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为S=8m²，在晴朗的天气，太阳光照射到电池板每1m²面积上辐射功率为P=1.2KW，在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为U=160V，并对电动机提供I=12A的电流．则太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是______，如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上以8m/s的速度匀速行驶时，受到的牵引力______N．
（2）新材料有半导体、超导材料和纳米材料．集成线路是由______材料制成的，人们能够利用超导体的______ 特性实现远距离、大功率送电．
（3）根据实验数据描出加热过程中杯内物质的温度随时间变化图象如图，t₂时刻，该物质处于______态（选填“固”、“液”、“固、液混合”），t₂与t₃相比，______时刻杯内物体内能较大．
（4）用滑轮组将一个重为5N的物体匀速提升10cm，由图可知，绳端受到的拉力F为______N，滑轮组的机械效率η为______%．上升过程中物体的______（机械/动/重力势）能没有发生变化．

Answer 1

【答案】分析：（1）已知每平方米面积上能接收到太阳能的功率（总功率），还知道太阳能电池产生的电压和供电动机正常工作的电流，可求电动机工作时的功率（有用功率），根据效率公式求太阳能电池将太阳能转化为电能的效率．
求出了电动机工作时的功率，已知电能转化为机械能的效率，可求电动机的输出功率；又知道牵引力的大小，利用P===Fv求汽车的牵引力．
（2）根据导电性的不同，材料可分为导体、半导体、绝缘体三大类，容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体，导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体．半导体材料有许多独特的功能，根据半导体材料的特殊性质制成了特殊的元件；根据超导体的定义回答第二空．
（3）晶体在熔化过程中，虽温度保持不变，但要不断吸热，内能增大．
在熔化之前，物质处于固态；在熔化过程中，物质处于固液混合态；完全熔化完后，处于液态．
（4）绳端的拉力可通过弹簧测力计读出（分度值为0.2N）；
由图可知承担物重的绳子股数n=3，则s=3h，利用η====求滑轮组的机械效率；
影响动能大小因素：物体的质量和速度，速度越大、质量越大，动能越大；
影响重力势能大小的因素：物体的质量和高度，质量越大、高度越大，重力势能越大，据此分析选择正确答案．
解答：解：（1）太阳能电池的面板接收到的太阳能的功率：
P_太=PS=1.2×10³W/m²×8m²=9600W，
转化为太阳能汽车的电功率：
P_电=UI=160V×12A=1920W，
太阳能电池将太阳能转化为电能的效率：
η₁=×100%=×100%=20%；
设汽车的转化效率为η₂，则汽车转化为机械能的功率：
P_机=P_电×η₂=1920W×75%=1440W，
当汽车匀速行驶时，
P_机===Fv，
牵引力：
F===180N．
（2）半导体材料有许多独特的功能，根据半导体材料的特殊性质制成了特殊的元件，如：集成电路；
人们能够利用超导体的零电阻特性，可以减小线损耗，实现远距离、大功率送电．
（3）t₂时刻，该物质处于熔化过程中，所以此物质为固液混合态．
晶体在熔化过程中温度没变，但要不断吸热，所以t₃时刻的内能大．
（4）由图知n=3，s=3h，
读弹簧测力计可知，绳端的拉力F=2N，
η=====≈83.3%．
动滑轮被匀速提升，质量不变、速度不变、高度变大，动能不变、重力势能增大、机械能增大．
故答案为：
（1）20%； 180；
（2）半导体； 零电阻；
（3）固、液混合； t₃；
（4）2；83.3%；动能．
点评：第一问考查学生对功率的计算、功的计算、太阳能的转化等知识点的理解和掌握，此题涉及到的知识点较多，属于难题，体现了物理与高科技相结合的思想．
第二问超导材料的应用是社会热点问题，也是中考的热点，需要注意．
第三问是研究物质的熔化规律，主要考查了晶体的熔化过程的特点及物质的状态．
第四问考查了弹簧测力计的读数、使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算、动能和势能的影响因素，虽知识点多、但都属于基础，难度不大．