题文

2009年上海世博会有一系列人类科技创新成果的精彩展示．其中的一项就是太阳能技术开发利用，世博园大面积利用太阳能，园区太阳能发电达到4.5兆瓦． （1）如果太阳能垂直照射地面，每平方米面积上每分钟获太阳能8.4×104J，利用效率为10%，那么50m2的屋顶上可以利用太阳能的功率为多少千瓦？ （2）如果每天获取太阳能的时间为3小时，一年此屋顶利用的太阳能相当于节约优质煤完全燃烧放出的热量？（q煤=2.7×107J/kg） （3）谈谈利用太阳能发电的优缺点．

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）利用太阳能的功率P= W t = 8.4×104×50×10%J 60s =7000W=7kw； 答：利用太阳能的功率为7kw； （2）煤的质量m= Q q = Pt q煤 = 7000W×3×365×3600s 2.7×107J/kg =1022kg； 答：煤的质量为1022kg； （3）太阳能的优缺点 优点 a、太阳光普照大地，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输，具有普遍性． b、开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，具有无污染性． c、每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿t标煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源，能源巨大． d、根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的，具有长久性． 缺点 a、到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低，具有分散性． b、由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度，具有不稳定性．

据专家权威分析，试题“2009年上海世博会有一系列人类科技创新成果的精彩展示．其中的一项..”主要考查你对  功率的计算，热量的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功率的计算热量的计算

考点名称：功率的计算

• 功率的计算公式：
  （1）P=W/t，其中P代表功率，单位为W，W代表功，单位为J；t代表时间，单位为s。
  （2）因为P=W/t，W=Fs，v=s/t，所以P=W/t=Fs/t=Fv，P=Fv是功率的又一表达式。

• 公式法计算功率：
       运用时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的，不能张冠李戴。单位要统一，P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
  例1 如图所示，铁明同学向上跳台阶进行晨练，铁明重500N，在10s内匀速连跳12个台阶，每个台阶的高度为0．2m。在这个过程中，已知铁明克服摩擦做功为2800J，求出此过程中：
  
  (1)铁明竖直向上跳的平均速率多大?
  (2)铁明克服重力做功是多少?
  (3)铁明做功的总功率多大?
  解析：竖直向上跳的平均速度可以通过向上跳的总高度与所用时间利用速度公式求出，克服重力做功等于重力与高度的乘积，即，总功率可以通过所做的总功和时间利用功率公式求得。
  （1）0.24m/s
  （2）
  （3）
  
  例2在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上物品，已知ρ_海水=1．03×10³kg／m³。
  (1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大?
  (2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m³，密度为2.7×10³kg/m³的物体静止不动，求该力的大小。
  (3)若机器人在水下运动时，所受海水阻力与速度的关系如图所示，求机器人在水下以0．5m／s的水平速度匀速运动时，机器人水平推进力的功率。
  
  解析：（1）由液体压强公式得，，