Question

7．（二）玉兔號月球車
玉兔號是中國首輛月球車，如圖所示，和著陸器共同組成嫦娥三號探測器．玉兔號月球車設計質量140千克，能源為太陽能，能夠耐受月球表面真空、強輻射、攝氏零下180度到零上150度極限溫度等極端環境．由于月球晝夜溫差非常大，白晝時溫度高達150攝氏度，黑夜時低至零下180攝氏度．為適應極端環境，“玉兔號”月球車利用導熱流體回路、隔熱組件、散熱面設計、電加熱器、同位素熱源，可耐受300攝氏度的溫差．由于月球上沒有風，且重力只有地球的六分之一，月塵揚起來后會長時間懸浮在半空中．這些直徑小于1毫米的月塵，破壞力不容小視，尤其是侵蝕到月球車的活動部件，將造成部件的異常磨損，降低其使用壽命．科技人員選擇了輕盈的塑料和橡膠，并經過兩年時間、60多次試驗，他們終于做出了主副唇雙密封層的創新設計，完成了雙密封圈串聯安裝以及密封唇過盈量優化，可確保防塵密封效果．

請根據上述材料，回答下列問題：
（1）玉兔號的能源之一為太陽能，其太陽能電池帆板等設備能將太陽能轉化為電能．
（2）因為月球對其周圍物體的吸引力較地球要小，登上月球的宇航員走路時要跳著走．玉兔號月球車抵達月球后所受月球的吸引力只有地球的六分之一，為224 N．（地球上g取9.6N/kg）
（3）玉免號利用導熱流體回路、電加熱器等，使月球車保持在一定的溫度范圍內，如圖是一種電加熱器和導熱流體回路，在經過電熱絲后，可使4℃的水升高至48℃，若每分鐘流過電熱絲的水為4L，則10分鐘內水吸收的熱熱量為7.392×10⁶ J．（水的比熱容是4.2×10³J/（kg•℃），不計熱量損失，結果保留兩位有效數字）

Answer 1

分析 （1）太陽能電池板的作用是將太陽能轉化為電能；
（2）質量是物質的屬性，不隨形狀、狀態和位置而改變，由此可知月球車抵達月球后的質量；
根據G=mg計算月球車在地面上的重力，由G_月=$\frac{1}{6}$G_地，計算月球車受到月球的吸引力；
（3）根據ρ=$\frac{m}{V}$計算10分鐘流過水的質量，根據Q_吸=cm△t計算水吸熱．

解答 解：
（1）太陽能電池帆板等設備能將太陽能轉化為電能；
（2）玉兔號月球車設計質量140kg，質量不隨位置而變化，所以玉兔號月球車抵達月球后質量仍為140kg；
玉兔號在地球上的重力：G_地=mg=140kg×9.6N/kg=1344N；
由題可知，G_月=$\frac{1}{6}$G_地=$\frac{1}{6}$×1344N=224N，即月球車所受月球的吸引力為224N；
（3）根據ρ=$\frac{m}{V}$得10分鐘流過電熱絲的水的質量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×10×4×10^-3m³=40kg，
10分鐘內水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×40kg×（48℃-4℃）=7.392×10⁶J；
故答案為：（1）太陽；電；（2）224；（4）7.392×10⁶．

點評 本題考查了能量轉化、重力、密度、熱量計算公式的應用，熟練運用公式即可解題．