试题

2010年世博会期间，上海黄浦江上出现由我国设计和制造的太阳能游船，如图所示．高高扬起的风帆由太阳能电池板拼装而成．太阳能电池板的面积为50m²．该船是国内第一艘采用太阳能、锂电池及柴油机组多种能源混合供电的船舶，在不同的日照情况下，船体行驶所使用的动力可通过计算机在太阳能和柴油机组间进行自动调配，节省电力和减排均达到30%以上，最高可100%使用太阳能．
（1）如果该船满载乘客从东海驶入黄浦江，它所受到的浮力（选填“变小”、“不变”或“变大”）．
（2）当该船完全使用太阳能在水中行驶时，其中的能量转化情况是
A．电  能→太阳能→机械能          B．太阳能→电能→机械能
C．化学能→太阳能→机械能          D．太阳能→内能→机械能
（3）如果太阳光照射到太阳能电池板时的辐射功率为2000J/（s·m²）（每秒钟辐射在每平方米上的光能为2000J），太阳能电池光电转换效率为50%，则该船每分钟获得J的电能．
（4）为响应节能减排、低碳的倡导，小雨将家中的一台额定电压为220V，制冷额定功率为1000W 的空调，温度设定从原来24℃改为28℃，仅此一项措施，家中的电能表平均每天少走2.5kw·h．求：
①这台空调正常制冷时，工作电流是多少？（计算结果保留一位小数）
②这台空调一个月（按30 天计算）可节约电能多少kW·h？
③若某边远山区的“希望小学”，每间教室仅有两盏“220V  40W”电灯，那么小雨家中的这台空调一个月所节约的电能，可供这两盏电灯正常发光多少小时？
（5）国际专门研究全球变暖现象的众多科学家的研究成果表明：如果人们不做任何决定性的改变，让环境照过去几十年的速度恶化下去的话，十年之后，再怎么努力也不能挽回．现在努力还有救．我们拯救地球，只剩下10年时间！而你，正是可以阻止这一灾难发生的其中一员，因此，现在就请你从物理学的角度，提出一条保护地球环境的合理化建议：．

解：（1）船满载乘客从东海驶入黄浦江，都是漂浮，受到的浮力都等于船和乘客总重，受到的浮力不变；
（2）太阳能电池，是将太阳能转化为电能，再转化为机械能，使船前行，故B正确；
（3）该船每分钟获得的电能：
W_电=2000J/（s·m²）×50m²×60s×50%=3×10⁶J；
（4）①I=

P额

U额

=

1000W

220V

≈4.5A；
②可节约电能：
W=2.5kW·h×30=75kW·h；
③电灯总功率：P=40W×2=80W=0.08kW，
t=

W

P

=

75kW·h

0.08kW

=937.5h；
（5）为了拯救地球，我们要使用清洁能源．
故答案为：（1）不变；（2）B；（3）3×10⁶；
（4）①这台空调正常制冷时，工作电流是4.5A；②可节约电能75KW·h；③可供这两盏电灯正常发光937.5h；
（5）用清洁能源．