Question

【題目】閱讀短文，解答問題．
如圖甲所示是我國第一艘太陽能混合動力游船“尚德國盛號”．其最具特色的太陽翼采用高效晶硅異型太陽能電池板拼裝而成，整艘船最多可容納170位旅客，排水量為60噸．“尚德國盛號”駕駛室里有﹣個GPS（全球衛星定位系統）接收器裝置，全船照明均采用節能型燈泡及LED燈，大大降低能源損耗，“尚德國盛號”年發電量可達1.7×104 kWh，相當于每年節約標準煤約6.2×103kg，每年可減少二氧化碳排放量約15.7t．

（1）如果該船滿載乘客從東海駛入黃浦江，游船所受到的浮力 ， 船體排開水的體積將（選填“減小”、“增大”或“不變”）．（已知ρ海水＞ρ江水）．
（2）LED燈可以將電能直接轉化為光能，小明對LED燈很感興趣，拆開了自己新買的LED節能手電筒，發現燈頭里有2只相同規格的LED燈泡．請你幫小明判斷一下2只LED燈泡是怎樣連接的，寫出判斷方法． ．
（3）某次運行中游船以300kW的恒定功率啟動并保持該恒定功率沿直線運行，行駛過程中所受阻力不變，速度由零逐漸增大至最大值而保持勻速直線運動．運動過程中牽引力F與速度的倒數（1/v）的關系圖線如圖乙中的實線所示，則游船運動的最大速度為m/s，游船運行過程中所受阻力為N．
（4）若僅采用標準煤給“尚德國盛號”提供電能，為使其仍達到現行的年發電量，求完全燃燒標準煤產生的內能轉化成電能的效率是多大？（已知標準煤的熱值為3.0×107J/kg）

Answer 1

【答案】
（1）不變,增大
（2）擰去一只LED燈泡,觀察另一燈是否發光,如發光則是并聯,如不發光則為串聯
（3）5,6×104
（4）33%
【解析】解：（1）船滿載乘客從東海駛入黃浦江，都是漂浮，受到的浮力都等于船和乘客總重，受到的浮力不變；因海水的密度大于河水的密度，所以根據F浮=ρ液gV排可知，船體排開水的體積將增大；
（2）太陽能屬于直接從自然界獲得的能源，是一次能源；兩LED燈泡能獨立工作、互不影響時為并聯，否則為串聯，所以可以擰去一只LED燈泡，觀察另一燈是否發光，如發光則是并聯，如不發光則為串聯；
（3）游船以恒定功率沿直線運行時，牽引力最小時，輪船運動的速度最大，由圖乙可知， =0.2m﹣1s，即v=5m/s；最大速度時，受到的牽引力：

F= =6×104N，因輪船勻速直線運動時，受到的阻力和牽引力是一對平衡力，所以f=F=6×104N．
（4）完全燃燒6.2×103kg標準煤產生的內能：Q=mq=6.2×103kg×3.0×107J/kg=1.86×1011J，每年的發電量：W=1.7×104kWh=1.7×104×3.6×106J=6.12×1010J，

轉化效率：η= ×100%= ×100%≈33%．

所以答案是：（1）不變；增大；（2）擰去一只LED燈泡，觀察另一燈是否發光，如發光則是并聯，如不發光則為串聯；（3）5；6×104；（4）33%．
【考點精析】利用浮力大小的計算對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知浮力的公式為：F浮= G排 =ρ液gv排．