Question

建造設計師設計出了一種能漂浮在水中的城市,漂浮城市裝有動力裝置,可以移動,該漂浮城市三角形建筑的主體結構是中空的,強風能從中通過,可以確保當颶風來臨時,把颶風對建筑的破壞降至最低.該漂浮城市高達360m,占地270萬平方米,可容納多達4萬居民.酒店、商店只要是普通城市有的，這里都一應俱全。漂浮城市的表面安裝有太陽能電池板，接收太陽能的功率為8.0×10⁸W，請回答下列問題：

（1）假如某班級有40位中學生從岸上進入漂浮城市參觀，則漂浮城市受到的浮力約增加（      ）

A.2.0×10²N，     B.   2.0×10³N        C.  2.0×10⁴N      D. 2.0×10⁵N 

（2）若三角形建筑空洞的面積為2.0×10⁴ m²，某次颶風正好垂直于空洞的表面吹入，1S

流入空洞的空氣質量是1.92×10⁶kg,該地的空氣密度是 1.2kg/m³，則颶風的風速是       。

（3）若電池板吸收的太陽能只用來提供推動漂浮城市前進所需的能量，漂浮城市在平靜的水面上沿直線運動，運動過程中受到的阻力不變。某一時刻開始，漂浮城市受到的水平

方向的牽引力F隨運動時間t的變化關系如圖甲所示，漂浮城市運動速度v與時間t的

關系如圖乙所示。則在50s—100s，漂浮城市做        運動。漂浮城市運動到

時受到的阻力為          N。

（4）從50s到100s內牽引力做的功為多少？（寫出計算過程）

（5）漂浮城市在勻速運動過程中，太陽能轉化為機械能的效率為多少？（寫出計算過程）

 

Answer 1

【答案】

（1）C        （2）80m/s  （3）勻速直線     8×10⁸      （4）2 ×10¹⁰ （J）    

（5）50%       

【解析】

試題分析：（1）增加的浮力在數值上等于增加的重力，

G=500N×40=2.0×10⁴N ，故選C；

（2）空氣的體積V===1.6×10⁶ m³

空氣柱的長度l===80m，

V===80m/s ；

（3）由乙圖像可知：50s—100s里的速度不變，所以物體在做勻速直線，由甲圖像可知：第25s時，受到的阻力8×10⁸ N；

（4）勻速直線運動的過程就是50s—100s,

W=F.S=8×10⁸×0.5×50= 2 ×10¹⁰ （J）   

（5）太陽能E=Pt=8×10⁸×50=4×10¹⁰（J） 

效率=W/E=2 ×10¹⁰/ 4×10¹⁰=50%       

考點：浮力  機械運動  功  效率