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解：①计算配重重力做的功：
$W=G_{大}h-G_{小}h=(520\ \mathrm{N}-100\ \mathrm{N})×1\ \mathrm{m}=420\ \mathrm{J}$
②计算水吸收的热量：
$m=500\ \mathrm{g}=0.5\ \mathrm{kg}$
$Q=cm\Delta t=4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.5\ \mathrm{kg}×0.2\ \mathrm{℃}=420\ \mathrm{J}$
③判断：$W=Q，$说明能量是守恒的
克服摩擦做功消耗了一部分能量
解：1s内冲击圆面的气流体积：
$V=Svt=1200\ \mathrm{m}^{2}×6\ \mathrm{m/s}×1\ \mathrm{s}=7200\ \mathrm{m}^{3}$
气流的质量：
$m=\rho V=1.2\ \mathrm{kg/m}^{3}×7200\ \mathrm{m}^{3}=8640\ \mathrm{kg}$
解：1s内气流的动能：
$E_{动}=8640\ \mathrm{kg}×18\ \mathrm{J/kg}=155520\ \mathrm{J}$
风车每秒输出的电能：
$E_{电}=E_{动}×10\%=155520\ \mathrm{J}×10\%=15552\ \mathrm{J}$
【分析】
（1）要计算1秒内冲击风车的空气质量，首先需确定1秒内气流的体积。由于气流匀速运动，1秒内流过风车圆面的气流可看作一个柱体，柱体的底面积是风车圆面面积$S$，高是1秒内气流运动的距离$vt$，根据体积公式$V=Svt$可算出体积，再利用密度公式$m=\rho V$就能求出空气质量。
（2）先根据1秒内的空气质量和每千克空气的动能算出总动能，再根据能量转化效率，将总动能乘以10%，即可得到每秒输出的电能。
【解析】
(1) 计算1s内冲击圆面的气流体积：
$ V=Svt=1200\ \mathrm{m}^{2}×6\ \mathrm{m/s}×1\ \mathrm{s}=7200\ \mathrm{m}^{3} $
根据密度公式计算气流的质量：
$ m=\rho V=1.2\ \mathrm{kg/m}^{3}×7200\ \mathrm{m}^{3}=8640\ \mathrm{kg} $
(2) 计算1s内气流的总动能：
$ E_{动}=m×18\ \mathrm{J/kg}=8640\ \mathrm{kg}×18\ \mathrm{J/kg}=155520\ \mathrm{J} $
根据转化效率计算风车每秒输出的电能：
$ E_{电}=E_{动}×10\%=155520\ \mathrm{J}×10\%=15552\ \mathrm{J} $
【答案】
(1) 8640 kg；(2) 15552 J
【知识点】
密度公式应用、动能计算、能量转化效率
【点评】
本题是结合实际场景的物理综合题，考查了密度公式、动能计算及能量转化效率的综合应用，需要学生理解气流体积的建模方法（将气流视为柱体），并能准确运用公式进行计算，注重物理知识在实际生活中的应用。
【难度系数】
0.7
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