题目

太阳能被称为21世纪能源，太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车．如图所示是一辆太阳能实验车．车上的太阳能电池板的有效面积S=8m2在晴朗的天气里，太阳光垂直照射到电池板每平方 米面积上的辐射功率P =1 kW，电池板产生的电压U=120V，对车上的电动机提供I=10 A的电流，请解答：    (1)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？    (2)若此辆车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，汽车在水平路面上匀速行驶时，牵引力为120N，则汽车行驶的速度多大？

题型：计算题难度：中档来源：同步题

所属题型：计算题 试题难度系数：中档

答案

解：(1)电池板总功率 P总=PS=8kW   车上电动机功率P动 = UI=1200 W     =P动/P总=1.2/8= 15%   (2)汽车获得的机械能功率为  P车=8kW×15%×75%=900W   根据W=Fs ，P=W/t 得出v=s/t= P/F=900W/120N=7.5m/s

考点梳理

初中二年级物理试题“太阳能被称为21世纪能源，太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的”旨在考查同学们对 能量转化效率、 功的计算公式的应用、 功率的计算公式的应用、 速度的计算、 ……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：

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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初二物理。

• 能量转化效率
• 功的计算公式的应用
• 功率的计算公式的应用
• 速度的计算

考点名称：能量转化效率

能量转换效率：

使用能源的过程实际上就是能量转移或转化的过程，能源在一定条件下可以转换成人们所需要的各种形式的能量，例如，煤燃烧后放出热量，可以用来烧水、做饭、取暖;也可以用来生产蒸汽，推动蒸汽机转换为机械能，或者推动汽轮发电机转变为电能。电能又可以通过电动机、电灯或其它用电器转换为机械能、光能或内能等。一般情况下，能源不可能全部转化为人们需要得到的能量，所谓能量转换效率就是人们需要得到的能量(即有用能量)与当初消耗总能量的比值，计算公式为效率=输出有用能量/输入的总能量。

能量转换效率计算公式：

能量转换效率的作用及意义

自然系统中存在的能量形式主要为：热能、机械、电能、内能、光能、化学能、声能、电磁能、原子能、生物能等，它们主要是通过一些设备进行从热能到机悈能的转变。

生态系统中能量在食物链的各个营养级之间，不断地流动和转化过程中，某一营养级的生物摄取的能量或同化量，占前一营养级生物换算或能量的生物量百分率。1942年由林德曼提出，他认为从一个营养级到另一个营养级的能量转换率为10%，则生产效率顺营养级逐级递减，即每通过一个营养级，能量减少90%。如果这个数值比例失调，就意味着生态系统中生物之间的数量平衡遭到破坏，也就是说能量转换的效率对于生态的作用也不容忽视。

考点名称：功的计算公式的应用

功的定义：

“功”一词最初是法国数学家贾斯帕-古斯塔夫·科里奥利创造的。物理学中，必须有作用在物体上的力，且物体在这个力的方向上通过一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做功，是指力对距离的累积。国际单位制单位为焦耳(J)。

功的计算公式：

在物理学中，把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功，功=力*力的方向上移动的距离，公式为(W=Fscosα)(初中阶段，力方向与位移方向的夹角为0，即α=0°，cos0°=1，所以W=Fs)。

国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

在利用该公式进行计算时的注意点：

(1)力与物体移动的距离在方向上必须一致;

(2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体;

(3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。

功计算公式的应用

1、做功必须同时具备两个必要因素(作用在物体上的力和沿力的方向移动的距离)，在下列三种情况下力对物体不做功。

答：(1)物体在受力方向上没有受到力的作用，但因为惯性通过一段距离。如在光滑水平

冰面上匀速滑动的冰块。

(2)物体受到力的作用，但没有移动距离。如用力推木箱，但没有推动。

(3)物体受到力的作用，同时物体也运动了一段距离，但力的方向始终与运动方向垂直。如人抗面袋在水平路面上移动了一段距离。

2、功率表示做功快慢的物理量(对比法:速度是表示物体运动快慢的物理量),是机器主要技术指标,实际应该中要根据需要选择功率合适的机器.计算功率时，一定要明确是哪一段时间。

【例题】在水平地面上的物体，受到15N的水平推力前进了4m;撤去推力后，物体又前进1 m后停止。如果物体重40N，求推力、重力各做了多少功?

【解析】考虑做功问题时，可以按下面三个步骤进行：

(1)物体是否受到力的作用，不受力的物体不存在做功的问题;

(2)物体是否运动，不运动的物体也不存在做功的问题;

(3)物体既受力又运动时，判断二者之间方向的关系。若力、运动方向互相垂直，此力不做功。只有物体受到力的作用，并且物体沿力的方向运动了一段距离，力才对物体做了功。

【答案】推力做功：W推=Fs=15N×4m=60J

由于物体只是在水平地面上前进了一段距离，并没在重力方向上移动距离，所以重力对物体没有做功，或者说重力做功W重=0