嫦娥三号探测器已于2013年12月2日凌晨1：30分在四川省西昌卫星发射中心发射成功，奔月飞行约5天，于12月6日飞行至

嫦娥三号探测器已于2013年12月2日凌晨1：30分在四川省西昌卫星发射中心发射成功，奔月飞行约5天，于12月6日飞行至月球附近，于12月14在21时12分成功软着落于月球陆地，“玊兔”将独立开展巡视探测之旅．嫦娥三号探测器装有“玉兔号”月球车（如图15），月球车质量140千克，以太阳能为能源，能够耐受月球表面真空、强辐射、摄氏零下180度到零上150度极限温度等极端环境．月球车具备20度爬坡、20厘米越障能力，并配备有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达、粒子激发X射线谱仪等科学探测仪器．另外，“玉兔号”月球车8个分系统--“玉兔号”月球车由移动、导航控制、电源、热控、结构与机构、综合电子、测控数传、有效载荷8个分系统组成．
（1）制造月球车的材料非常昂贵，如果制造“玉兔号”月球车所用材质的密度为16g/cm³，那么制造一个月球车需要这种材料多少m³？
（2）如果“玉兔号”月球车所用太阳能集热器的面积为S=2m²，太阳能辐射到月球表面的平均功率P=1.5×10³W/m²（平均每平方米每秒钟辐射到月球车上的太阳能是1.5×10³J）．那么一天（考虑到早中晚，以t=7h计算）月球车吸收到的太阳能是多少J？
（3）月球上没有空气，燃料不能燃烧，不能用内燃机提供动力．“玉兔号”月球车每天吸收的太阳能相当于地球上燃烧多少Kg天然气放出的能量．（天然气的热值：q=4.2×10⁷J/Kg）

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眩目7影幼苗

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解题思路：（1）知道“玉兔号”月球车的质量，根据密度公式求出制造一个月球车需要这种材料的体积；
（2）知道太阳能集热器的面积，太阳能辐射的平均功率和光照时间，求出月球车1天吸收到的太阳能；
（3）欲求需要多少天然气，就需要知道燃料放出热量的计算公式Q=qm，变形后代入数值即可求得．

（1）月球车的质量m=140kg，ρ=16g/cm³=1.6×10⁴kg/m³，
根据ρ=[m/V]，月球车的体积：
V=[m/ρ]=[140kg
1.6×104kg/m3=8.75×10^-3m³；
（2）太阳能集热器面积为S=2m²，太阳能辐射的平均功率为P=1.5×10³W/m²，时间t=7h=2.52×10⁴s，
所以太阳能集热器吸收的热量：
Q_吸=Pst=1.5×10³W/m²×2m²×2.52×10⁴s=7.56×10⁷J；
（3）由Q_吸=Q_放=mq得：m=
Q放/q]=
7.56×107J
4.2×107J/kg=1.8kg．
答：
（1）制造一个月球车需要这种材料8.75×10^-3m³；
（2）一天月球车吸收到的太阳能是7.56×10⁷J；
（3）天然气的质量1.8kg．

点评：
本题考点：太阳能的其他相关计算；密度公式的应用；太阳能的利用．

考点点评：本题考查密度的计算，吸收热量的公式以及燃料燃烧放出热量的公式的熟练应用，本题解题关键是公式及其变形的灵活运用，本题综合性强，属于难题．

1年前

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