2016年7月26日，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”（如图所示）降落在阿联酋阿布扎比机场，完成人类首次太阳能环球飞行壮举．这次飞行共经历了十段航程，途径我国重庆和南京两个城市．整个飞行过程中，飞机依靠太阳能为平均功率10kW的电动机提供动力，首次实现昼夜飞行而不耗费一滴燃油，成功地向人们传播了新能源理念．某日，日照持续15h，白天高效太阳能电池板将太阳能E的25%转化为电能，若其中一部分电能全部为电动机提供动力，另一部分电能全部给超轻薄锂离子电池充电，其充电效率为90%．夜间飞行时，如果锂离子电池将储备的能量全部释放，为电动机提供动力．

1. 2016年7月26日，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”（如图所示）降落在阿联酋阿布扎比机场，完成人类首次太阳能环球飞行壮举．这次飞行共经历了十段航程，途径我国重庆和南京两个城市．整个飞行过程中，飞机依靠太阳能为平均功率10kW的电动机提供动力，首次实现昼夜飞行而不耗费一滴燃油，成功地向人们传播了新能源理念．某日，日照持续15h，白天高效太阳能电池板将太阳能E的25%转化为电能，若其中一部分电能全部为电动机提供动力，另一部分电能全部给超轻薄锂离子电池充电，其充电效率为90%．夜间飞行时，如果锂离子电池将储备的能量全部释放，为电动机提供动力．

(1) 求飞机上的电动机工作一天消耗的电能W；

(2) 求太阳能电池板提供给锂离子电池充电的电能W_充；

(3) 若每秒每平方米的太阳能电池板接收太阳辐射的功率为250W/s，则覆盖在飞机表面的太阳能电池板面积S至少为多少？（保留一位小数）

【考点】

太阳能的相关计算; 电功的计算;

【答案】

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综合题普通

1. 为牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器、太阳能路灯等节能环保设备。根据你所学知识完成下列问题。

(1) 太阳能是在太阳内部氢原子核发生 (选填“聚变”或“裂变”）时释放的能量；太阳能属于能源（选填“可再生”、“不可再生”）。

(2) 某团队现在正在设想研发内置太阳能电池板的新型屋顶瓦片，实现更好的节能。这种瓦片是通过（选填“光电转化”、“光热转化”、“光化转化”）方式直接利用太阳能的。

(3) 太阳能热水器利用真空热水管给水加热，如图某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m² ，每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5×10⁶J，该热水器仅能把接受太阳能的42%转化为水的内能，若光照6h可以使热水器内初温为15℃，质量为100kg的水温度升高到多少℃ ？[c_水=4.2×10³J/(kg·℃)]

综合题普通

2. 美国建筑师凯文朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市（如图所示），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50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. 2.5×10² N B. 2.5×10³N C. 2.5×10⁴ N D. 2.5×10⁵ N

(2) 若三角形建筑空洞的面积为2.0×10⁴m² ，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 m/s．

(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．从某一时刻开始，漂浮城市受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如下图甲所示，漂浮城市的运动速度v与时间t的关系如图乙所示

①漂浮城市运动到第25s时受到的阻力为 N．若航行时地球对所有物体的引力都突然增大一倍，它露出水面的体积（填变大、变小或不变）．

②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．

综合题困难

3. 太阳能是个巨大的能源，直接利用太阳能不会污染环境，太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，假如太阳能热水器内盛有200kg、25℃的水，在阳光的照射下水温升高到75℃，已知水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg•℃）．

(1) 太阳能热水器内水的温度变化了多少℃？

(2) 这些水吸收的热量是多少J？

(3) 若用干木柴来加热这些水升高到相同温度，干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要多少干木柴？（已知干木柴的热值为q=1.2×10⁷J/kg）

综合题普通