Question

（1）太陽能是21世紀重點發展的能源之一．太陽能汽車是利用太陽能電池將接收到的太陽能轉化為電能，再利用電動機來驅動汽車的一種新型汽車．有一輛太陽能實驗車，車上太陽能電池接受太陽能的面板的有效面積為S=8m²，在晴朗的天氣，太陽光照射到電池板每1m²面積上輻射功率為P₀=1.2KW，在晴朗的天氣，電池對著太陽時產生的電壓為U=160V，并對電動機提供I=12A的電流．則太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率是______，如果這輛汽車的電動機將電能最終轉化為機械能的效率為75%，當汽車在水平路面上以8m/s的速度勻速行駛時，受到的牽引力______N．
（2）新材料有半導體、超導材料和納米材料．集成線路是由______材料制成的，人們能夠利用超導體的______ 特性實現遠距離、大功率送電．
（3）根據實驗數據描出加熱過程中杯內物質的溫度隨時間變化圖象如圖，t₂時刻，該物質處于______態（選填“固”、“液”、“固、液混合”），t₂與t₃相比，______時刻杯內物體內能較大．
（4）用滑輪組將一個重為5N的物體勻速提升10cm，由圖可知，繩端受到的拉力F為______N，滑輪組的機械效率η為______%．上升過程中物體的______（機械/動/重力勢）能沒有發生變化．

Answer 1

解：（1）太陽能電池的面板接收到的太陽能的功率：
P_太=P₀S=1.2×10³W/m²×8m²=9600W，
轉化為太陽能汽車的電功率：
P_電=UI=160V×12A=1920W，
太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率：
η₁=×100%=×100%=20%；
設汽車的轉化效率為η₂，則汽車轉化為機械能的功率：
P_機=P_電×η₂=1920W×75%=1440W，
當汽車勻速行駛時，
P_機===Fv，
牽引力：
F===180N．
（2）半導體材料有許多獨特的功能，根據半導體材料的特殊性質制成了特殊的元件，如：集成電路；
人們能夠利用超導體的零電阻特性，可以減小線損耗，實現遠距離、大功率送電．
（3）t₂時刻，該物質處于熔化過程中，所以此物質為固液混合態．
晶體在熔化過程中溫度沒變，但要不斷吸熱，所以t₃時刻的內能大．
（4）由圖知n=3，s=3h，
讀彈簧測力計可知，繩端的拉力F=2N，
η=====≈83.3%．
動滑輪被勻速提升，質量不變、速度不變、高度變大，動能不變、重力勢能增大、機械能增大．
故答案為：
（1）20%； 180；
（2）半導體； 零電阻；
（3）固、液混合； t₃；
（4）2；83.3%；動能．
分析：（1）已知每平方米面積上能接收到太陽能的功率（總功率），還知道太陽能電池產生的電壓和供電動機正常工作的電流，可求電動機工作時的功率（有用功率），根據效率公式求太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率．
求出了電動機工作時的功率，已知電能轉化為機械能的效率，可求電動機的輸出功率；又知道牽引力的大小，利用P===Fv求汽車的牽引力．
（2）根據導電性的不同，材料可分為導體、半導體、絕緣體三大類，容易導電的物體叫導體，不容易導電的物體叫絕緣體，導電性能介于導體與絕緣體之間的叫半導體．半導體材料有許多獨特的功能，根據半導體材料的特殊性質制成了特殊的元件；根據超導體的定義回答第二空．
（3）晶體在熔化過程中，雖溫度保持不變，但要不斷吸熱，內能增大．
在熔化之前，物質處于固態；在熔化過程中，物質處于固液混合態；完全熔化完后，處于液態．
（4）繩端的拉力可通過彈簧測力計讀出（分度值為0.2N）；
由圖可知承擔物重的繩子股數n=3，則s=3h，利用η====求滑輪組的機械效率；
影響動能大小因素：物體的質量和速度，速度越大、質量越大，動能越大；
影響重力勢能大小的因素：物體的質量和高度，質量越大、高度越大，重力勢能越大，據此分析選擇正確答案．
點評：第一問考查學生對功率的計算、功的計算、太陽能的轉化等知識點的理解和掌握，此題涉及到的知識點較多，屬于難題，體現了物理與高科技相結合的思想．
第二問超導材料的應用是社會熱點問題，也是中考的熱點，需要注意．
第三問是研究物質的熔化規律，主要考查了晶體的熔化過程的特點及物質的狀態．
第四問考查了彈簧測力計的讀數、使用滑輪組有用功、總功、機械效率的計算、動能和勢能的影響因素，雖知識點多、但都屬于基礎，難度不大．