Question

【题目】Quaranta是当前问世的外表最圆润同时也最富动感的太阳能汽车之一（如图甲所示）.其前风窗玻璃和顶盖玻璃皆采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成，车身轻便灵活.电池完全由太阳能供能——通过安装在车顶和前端的电池板收集太阳能.某辆太阳能汽车接收太阳光能的面板面积S=8m2，正对太阳时产生U=120V的电压，并对整车提供最大为10A的电流，机车最大可获得800W的机械功率.太阳光照射到地面上1m2面积上的辐射功率P0=1.0×103W.

（1）Quaranta在设计时充分利用了流体力学的知识．如图乙所示，当汽车行驶时，流过它上方的空气速度比下方空气速度大，此时，上方空气压强比下方空气压强______（选填“大”或“小”）．

（2）若设计Quaranta车身的材料应具有强度高且轻便的特点，则下表所列的材料中，最为理想的是______．

（3）求太阳能电池将太阳能转化为电能的效率_____．

（4）若该汽车在水平路面上以最大机械功率P运动，一段时间后再将功率减小到P1，并保持此功率运动，其运动的速度时间图线如图丙所示，设运动过程中小车所受阻力恒定不变．求该车运动时功率P1的大小．__________

Answer 1

【答案】 小 碳纤维

【解析】（1）飞机机翼上方的空气流速大、压强小，机翼下方流速小、压强大，气体就会产生一个向上的压力差，这就是飞机升力的产生原因；
（2）若设计Quaranta车身的材料应具有强度高且轻便的特点，则根据表所列的材料中，最为理想的是碳纤维；
（3）根据题意可得，太阳能电池的效率： ；
（4）由题意和图乙可知，车以最大机械功率P运动时的速度为10m/s，
根据P=Fv可得车的牵引力： ，
由于车做匀速运动，则所受摩擦力f=F=80N；
当功率减小到P1，汽车以6m/s的速度做匀速直线运动时，由于摩擦力大小与速度无关，摩擦力仍然为80N，
故此时车的牵引力F1=f=80N；
此时车的功率：P1=F1v=80N×6m/s=480W．
答：（1）小；
（2）碳纤维；
（3）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为15%；
（4）功率P1的大小为480W．