Question

1．有一辆质量为100kg的太阳能实验车，安装有5m²的太阳能电池板和蓄能电池，该电池板在有效光照条件下单位面积输出的电功率为40W/m²，电能转化为汽车机械能的效率为75%，若试验汽车从静止起动，功率恒为1500W，经过20s，汽车达到最大行驶速度20m/s．假设汽车行驶时受到的阻力与其速度成正比，则汽车（　　）

• A． 以最大速度行驶时牵引力大小为75N
• B． 起动达到最大速度过程中克服阻力做功1.0×10³J
• C． 保持最大速度行驶1h至少需要有效光照10h
• D． 直接用太阳能电池板提供的功率可获得2m/s的最大行驶速度

Answer 1

分析 由P=Fv计算牵引力；根据动能定理可计算阻力做功；有能量守恒定律计算CD选项．

解答 解：
A.90km/h=25m/s，根据P_额=Fv_max，得：$F=\frac{{P}_{额}}{{v}_{max}}=\frac{1500}{20}N=75N$，故A正确；
B．由动能定理$Pt-{W}_{f}=\frac{1}{2}{{v}_{max}}^{2}$得${W}_{f}=1×1{0}^{4}J$，故B错误；
C．由公式W=Pt，由能量守恒得：1500W×1h=40×5W×t，得：t=10h，即保持最大速度行驶1h至少需要有效光照10h，故C正确；
D．由题意知：汽车行驶时受到的空气阻力与其速度成正比，设f=kv，则速度最大时有：75=k×20，所以
由题意：汽车行驶时受到的空气阻力与其速度成正比，设f=kv，则结合前面分析：57.6=k×25
得：k=2.304，当直接用太阳能电池板提供的功率行驶有最大速度时：牵引力=阻力，即：得：v≈8.83m/s，故D错误．
故选：AC

点评 本题考查推力、功率、面积等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，本题还告诉我们一定要广泛应用太阳能，太阳能不但节省能源，还可以环保．