如图是某公司开发生产了“风光互补路灯”，该路灯只需要晒晒太阳吹吹风就能工作，它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆备时同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用．为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止，放电余留20%左右即停止电能输出．下表为某型号风光互补路灯系统配置方案．问

风力发电机		太阳能电池组件
最小启动风速	1.0m/s	太阳能电池	36W
最小充电风速	2.0m/s	太阳能转换效率	15%
最大限制风速	12.0m/s	蓄电池	500Ah-12V
最大输出功率	400W	大功率LED路灯	80W-12V

（1）当风速为6.0m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W，在这种情况下，将蓄电池的电量由20%充至90%需多长时间？
（2）如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m²，要想太阳能电池的最大功率达到36W，太阳能电池板的面积至少要多大？

到了冬季，因日照时间短，太阳能热水器的水达不到所需温度，为此人们研制了太阳能、电能两用热水器．大鹏家最近就安装了一台这样的两用热水器，如图所示，铭牌如下：

××牌热水器
型号V-55	额定容积100L
额定电压200V	额定频率50Hz
额定功率1500W	防方等级

（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时需要吸收多少热量？
（2）大鹏将水箱装满水，只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时，需加热器正常工作多长时间？（设电能全部转化为热能）
（3）仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点？（写出一条即可）

阅读下面短文，并回答问题．
                                  太阳能路灯
图甲是我市333省道两边的太阳能路灯，它由太阳能电池板、控制器、24V的蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成．它的结构示意图如图乙，工作时能量流程图如图丙．

LED发光二极管是一种半导体器件，它具有工作电压低（2～4V）、耗能少、寿命长、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点．它与普通的白炽灯发光原理不同，可以把电直接转化为光．实验测得LED发光二极管两端加不同电压时的电流，数据如表：

电压/V	1	1.5	2.0	2.3	2.5	2.8	3.0	3.3	3.5	3.6	3.7
电流/mA	0	0	0	5	10	60	160	380	690	900	1250

（1）太阳能电池板将太阳能转化为能．
（2）为使额定电压为2.3V的LED发光二极管正常工作，应将个LED发光二极管串联才能安全使用．
（3）如图乙所示，晚上LED发光二极管点亮时控制开关S与（a/b）触点接触．
（4）请在图中作出电流与电压的关系图象．

（5）这种LED发光二极管的电压从2.5V变化到3.6V时，LED的电功率增加了W．

2013年12月14日中国造的“玉兔号”月球车成功降落于月球上．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．月球的吸引力是地球的六分之一，每个车轮与月球表面接触面积为50cm²，表面土壤非常松软，凹凸不平，有石块、有陨石坑，还有陡峭的高坡．在这种环境中，月球车既不能打滑，更不能翻车．
目前已在月球上度过了3个月，超出了设计寿命．它现在处于月夜休眠期，人们期待其接下来继续优秀的月面探险表现，同时也牵挂着它的安危．（g=10N/kg）

（1）假设你是一名航天员，驾驶飞船登上月球．如果你手边有一只灵敏电流表、一根直导体和导线若干，想探测月球表面附近是否有磁场，下列方案中合理的是．
A．直接将电流表置于月球表面附近，若电流表的示数为零，可判断月球表面无磁场
B．用导线将电流表、直导体连接起来，使直导体在月球表面附近沿某一方向运动时，若电流表的示数为零，则可判断月球表面附近无磁场
C．用导线将电流表、直导体连成闭合回路，使直导体在月球表面附近沿某一方向运动时，若电流表的示数为零，则可判断月球表面无磁场
D．用导线将电流表、直导体连成闭合回路，使直导体在月球表面附近沿各个方向运动时，若发现电流表的示数有时不为零，则可判断月球表面附近有磁场
（2）月球车的动力装置一般选用电动机而不是内燃机，请你说说为什么？
（3）某中学的几个航天迷设计了一个月球车的模型，其中电路部分选用12V的蓄电池作电源，额定电压均为6V的电动机和灯泡分别用作动力装置和照明光源．设计的电路如图2所示，请你说出其电路设计中不科学的地方．（要求说出两点）
（4）如图1所示，当月球平稳地行走在月球上时，求月球车对月球表面的压强．
（5）报道，我国某科研单位研究制的太阳能月球车（研制过程的样品），它上面的太阳能接收板的有效面积为S=4m²，太阳晴朗且接收板对着太阳时，每平方米面积上能接收到太阳的功率为P₀=1kW，太阳能电池产生的电压为U=120V，可供电动机正常工作的电流为I=8A．那在电动机正常工作时，太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多大？
（6）如果上述月球车中的电动机正常工作时，将电能转化为机械能的效率是75%，且该车沿水平路面匀速直线行驶时所获得的牵引力是180N，则该车匀速行驶时的速度是多大？

小李家买了一台容积为100L的太阳能热水器．小李好奇，利用所学的物理知识对太阳能热水器进行了研究．
（1）太阳能是能源（填“可再生”或“不可再生”），太阳的巨大能量来自于太阳内部的反应．
（2）该热水器的说明书中介绍，真空管热水器可以把90%的太阳能转化为水的内能，真有这么高的效率吗？
①小李查阅资料知道，他们所在地区单位受光面积上接收太阳能的功率为P．小李还需要测量哪些物理量（要标明符号），就可估测出这台热水器的光热转化效率？
②推导出热水器的光热转化效率η的表达式．（用代表物理量的字母表示，不需要计算具体数据）

如图所示是一种太阳能路灯的电路示意图，光控开头s白天与a点接触，太阳能电池板给蓄电池充电；晚上与b点接触，蓄电池给供电．电池板在晴天时每天可接收7.5kw?h，能使“12V、30W”一盏灯正常工作5天（平均每天工作10h），求：
（1）路灯正常工作时电阻．
（2）电池板在晴天时每天可接收7.5kW?h，可使重3×10⁶N的物体升高的高度．
（3）太阳能电池板在充电、供电中能量的转化．

如图是一种建立在空间的太阳能电站向地球上固定区域供电的示意图，在太阳能收集板上铺设太阳能电池，通过光电转换把太阳能转换成电能，再经微波转换器将电流转换成微波，并通过天线将电能以微波的形式向地面发送，地面接收站通过天线把微波能还原成电能．已知太阳能电池的硅片能提供的电功率为12kW/m²，则（结果保留二位小数）：
（1）如果光电转换效率为18%，那么在硅片处单位面积上太阳能的辐射功率是kW；
（2）巨大的太阳能收集板的总面积为5×10⁶m²，则太阳能电站的发电总功率是kW；
（3）利用微波传输电能，实现了“无缆输电”，输电效率可达80%，那么地面接收站在一小时内接收到的电能是J．

Quaranta是当前问世的外表最圆润同时也最富动感的太阳能汽车之一（如图甲所示）．其前风窗玻璃和顶盖玻璃皆采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成，车身轻便灵活．电池完全由太阳能供能--通过安装在车顶和前端的电池板收集太阳能．该太阳能汽车接收太阳光能的面板面积S=8m²，设太阳光照射到地面上1m²面积上的辐射功率P₀=1.0×10³W，太阳照射时太阳能电池产生的电压U=120V，并对电动机提供最大为10A的电流，电动机把电能转化为机械能的效率为80%．

材料　技术指标	锰钢	铝合金	钛合金	碳纤维
性能（强度）	强	较弱	较强	强
密度/（kg?m-3）	7.9×103	3.0×103	4.5×103	1.6×103

（1）车窗玻璃能有效防止来自太阳的辐射，主要是能阻挡太阳光中的．
（2）若设计Quaranta车身的材料应具有强度高且轻便的特点，则下表所列的材料中，最为理想的是．
（3）太阳能电池将太阳能转化为电能的最大效率为%．
（4）若该汽车先在水平路面上以最大机械功率P运动，一段时间后再将功率减小到P₁，并保持此功率运动，其运动的速度时间图线如图乙所示，设运动过程中小车所受阻力恒定不变．则P₁=W．

如图是太阳能LED照明路灯，可将太阳能转化为能，并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚路灯照明．LED是一种发光二极管，通过电流时发光若在一定时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为1.8×10⁷J，这与完全燃烧的煤放出的热量相当（煤的热值为3×10⁷J/kg）；这些能量经转化后，可供额定功率为30W的LED照明路灯正常工作50h，则该太阳能路灯的能量转化效率是．

世界人口已突破70亿，人类对能源的利用越来越大，太阳能成为21世纪重点发展的新能源，假设有一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接收太阳能的面板的有效面积S=8m²，太阳能光照射到电池板每1m²面积上辐射为P₀=1KW．在晴朗的天气，电池对着太阳产生的电压为U=120V，并对车上电动机提供I=10A的电流，问：
（1）太阳能汽车是利用太阳能电池将接收的能转化为能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车．
（2）太阳能电池在工作过程中，只能有效利用一部分太阳能，上述的太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
（3）如果这辆汽车的电动机将电能转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上沿直线匀速行驶时，受到的牵引力为150N，则汽车的行驶速度是多大．