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183696. (2024•铁一中学•九上期末) 德优题库如图所示为某太阳能汽车,能将太阳能转化为电能储存起来供汽车行驶,真正实现了零排放。若该太阳能汽车行驶时受到的阻力恒为900N,某天接收到的太阳能(用字母E表示)为1.08×108J可供汽车以36km/h的速度匀速行驶50min。求:
(1)该太阳能汽车匀速行驶过程中牵引力做功的功率?
(2)该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率;
(3)相比较效率为30%的汽油车,牵引力做相同的功需要燃烧汽油多少千克?(计算结果保留两位小数)(汽油热值为4.6×107J/kg)
共享时间:2024-02-12 难度:4
[考点]
功率的计算,能量的利用效率,太阳能的转化,太阳能的利用,
[答案]
(1)该太阳能汽车匀速行驶过程中牵引力做功的功率为9×103W;
(2)该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率为25%;
(3)相比较效率为30%的汽油车,牵引力做相同的功需要燃烧汽油1.96千克。
[解析]
解:(1)36km/h的速度匀速行驶50min行驶的路程:s=vt=36km/h×h=30km=30000m;
该太阳能汽车匀速行驶时,牵引力与阻力是一对平衡力,即F=f=900N,
匀速行驶30km过程中牵引力所做的功为:
W=Fs=900N×30000m=2.7×107J;
则牵引力做功的功率:
P==9×103W。
(2)某天接收到的太阳能为E=1.08×108J,
该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率为:
η=×100%=×100%=25%;
(3)如果是效率为30%的汽油车,牵引力做相同的功消耗的汽油质量为m,由η=求得,
m=≈1.96kg。
答:(1)该太阳能汽车匀速行驶过程中牵引力做功的功率为9×103W;
(2)该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率为25%;
(3)相比较效率为30%的汽油车,牵引力做相同的功需要燃烧汽油1.96千克。
[点评]
本题考查了"功率的计算,能量的利用效率,太阳能的转化,太阳能的利用,",属于"综合题",熟悉题型是解题的关键。
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193309. (2025•铁一中学•六模) 随着绿色环保、低碳生活等理念的普及,课堂上小组同学通过讨论设想出了一种完全以太阳能电池为能源的汽车(外观如下图甲),其太阳能电池板可直接将太阳能转化为电能,再将电能提供给车内的驱动电机,从而使汽车获得向前行驶的机械能。
通过在网络上对太阳能电池板和驱动电机的了解,小组所设计的太阳能汽车的相关数据如下,汽车的质量约为750kg,可达到的最高时速为72km/h,车辆行驶过程中的平均阻力约为车重的0.02倍,车身铺设的太阳能电池板面积约为9m2,太阳能电池板的能量转换效率为15%,驱动电机能够将输入能量的80%转化为牵引汽车前进的机械能。
(1)小组所设计汽车以最高时速匀速行驶时,牵引力的功率为多少?(g取10N/kg)
(2)小组所设计的汽车太阳能电池板每秒需要获得至少多少焦耳的太阳能才能满足其最高时速行驶的需求?
(3)小组为了验证自己的设计数据是否可行,在网上查到以下相关数据,太阳自身每秒对外辐射的光能约为4×1026J,将太阳看成点光源,因为太阳光向四周辐射,并不是所有方向发出的光都可以到达地球,已知其中的光朝向汽车的太阳能电池板照射,且这些太阳光穿过太空和地球周围的大气层到达太阳能电池板的过程中还有51%的能量损耗,请结合以上数据通过计算说明小组的数据设想是否可行?
(4)请你针对太阳能能源汽车提出一条优化建议。
共享时间:2025-05-30 难度:2 相似度:1.5
186967. (2025•铁一中学•五模) 某公司设计了一款太阳能无人驾驶汽车,其设计方案中有如表一段描述:
◆整车质量为300kg,最高时速54km/h。当该车在平直公路上以最高时速匀速行驶时,所受阻力为车重的0.02倍。
◆所铺设太阳能电池板面积为6.5m2,该太阳能电池的能量转化效率为20%,太阳能电池直接给电机供电,电机将输入电功率的90%转化为汽车行驶所需的机械功率。
(1)当该车以最高时速在平直公路上匀速行驶时(g取10N/kg),求:
①该车0.5h内行驶的路程。
②维持该车行驶所需的机械功率。
(2)小强查找到如下数据:在晴好的夏天,当太阳光垂直照射时,太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳辐射功率为700W。请通过计算说明该车的设计方案是否合理。
共享时间:2025-05-06 难度:2 相似度:1.5
187278. (2025•铁一中学•四模) 德优题库随着绿色环保、低碳生活等理念的普及,课堂上小组同学通过讨论设想出了一种完全以太阳能电池为能源的汽车(外观如下图甲),其太阳能电池板可直接将太阳能转化为电能,再将电能提供给车内的驱动电机,从而使汽车获得向前行驶的机械能。
通过在网络上对太阳能电池板和驱动电机的了解,小组所设计的太阳能汽车的相关数据如下,汽车的质量约为750kg,可达到的最高时速为72km/h,车辆行驶过程中的平均阻力约为车重的0.02倍,车身铺设的太阳能电池板面积约为9m2,太阳能电池板的能量转换效率为15%,驱动电机能够将输入能量的80%转化为牵引汽车前进的机械能。
(1)小组所设计汽车以最高时速匀速行驶时,牵引力的功率为多少?(g取10N/kg)
(2)小组所设计的汽车太阳能电池板每秒需要获得至少多少焦耳的太阳能才能满足其最高时速行驶的需求?
(3)小组为了验证自己的设计数据是否可行,在网上查到以下相关数据,太阳自身每秒对外辐射的光能约为4×1026J,将太阳看成点光源,因为太阳光向四周辐射,并不是所有方向发出的光都可以到达地球,已知其中
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的光朝向汽车的太阳能电池板照射,且这些太阳光穿过太空和地球周围的大气层到达太阳能电池板的过程中还有51%的能量损耗,请结合以上数据通过计算说明小组的数据设想是否可行?
(4)请你针对太阳能能源汽车提出一条优化建议。
共享时间:2025-04-24 难度:2 相似度:1.5
187401. (2025•经开区•一模) 如图所示是小明家一台安装在室外的电辅助壁挂式太阳能的集热器,阴天用电给水加热,天气晴朗时,用太阳能给水加热。水箱安装在室内,其主要参数如表所示。,g=10N/kg。
型号 PJF2﹣100 辅助加热电源 220V~50Hz
水箱容积 100L 采光面积 2.0m2
产水温度 40℃﹣75℃ 辅助电加热功率 1500W
(1)若小明家热水器水箱进水口距离屋顶水池出水口的高度是20m,要将他家空水箱灌满水,那么这些水从出水口流到进水口,水的重力做了多少功?
(2)天气晴朗时,若每平方米面积上在1小时内得到的太阳辐射能平均为2.8×106J。
①太阳照射到地面上每平方米面积上的太阳能平均辐射功率是多少?(结果保留两位小数)
②一箱初温为20℃的水,太阳照射了2h后,天阴了。小明想用40℃的水洗澡,还需要辅助电加热器正常工作多长时间?[太阳能转化为水的内能的效率是45%,辅助电加热器的工作效率为80%,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
(3)请根据所学物理知识,谈谈在我国北方地区水箱安装在室内的优点。
共享时间:2025-03-07 难度:5 相似度:1.25
28293. (2024•高新一中•九上一月) 如图甲所示是我国自主研发的亚洲第一座100MW熔盐塔式光热电站。该光热电站1.2万面定日镜(定日镜总面积1.4×106m2)和20000吨熔盐组成,它们可以在计算机的精确控制下随着太阳位置变化而变化,使太阳光时刻都能聚集到吸热器上,它的工作原理如图乙所示。在该系统中,吸热器将定日镜所捕捉到的太阳光转化为液态熔盐的内能并存储起来,然后,通过熔盐放热使水变成水蒸气从而推动汽轮发电机组发电。最后,通过高压输电线将电能传输到变电站供广大用户使用。
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(1)若地球表面每平方米面积上接收太阳辐射能的平均功率为1000W,则所有定日镜10min接收的太阳能可以使液态20000吨熔盐温度升高5.25℃,则:
①液态熔盐吸收的热量为多少?[已知液态熔盐比热容为4×103J/(kg•℃)]
②所有定日镜10min接收的太阳能为多少?
③在此过程中的光热转化效率为多少?
(2)该光热发电站一年产出的电能为1.404×1013J。若采用煤发同样多的电,将会有大量二氧化碳气体排出,且每燃烧1吨煤会排放出3吨二氧化碳气体,则该发电站相当于每年减排二氧化碳多少吨?(已知煤电转换效率为40%,煤的热值为3.0×107J/kg。)
共享时间:1970-01-01 难度:4 相似度:1.25
186921. (2025•师大附中•三模) 德优题库“智能光伏温室”是通过太阳能发电为温室提供能源的新系统,其能源系统由太阳能电池板、储能电池及用电设备组成。太阳能电池板的光电转化效率是20%,日均有效光照时间是5h,晴天时的光照强度P0=1kW/m2;LED补光灯每天工作6h(补充光照),其功率为P1=900W;恒温加热器每天工作8h(维持恒温),其功率P2=2.5kW:灌溉水泵每次工作0.5h,消耗电能2.3kW?h,每日运行2次。晴天时,太阳能电池板需同时为当日用电供电,并为储能电池充电,以确保园区能满足至少连续3个阴雨天的用电需求。假设阴雨天光伏电池不工作,园区所需电能全部由储能电池供给,储能电池充电效率为80%、放电效率为90%,不计其他能量损失,则:
(1)该生态园一天的用电量是多少kW?h?(不含给储能电池充电消耗的电能)
(2)储能电池至少需要储存多少kW?h的电能才能满足连续3个阴雨天的用电需求?
(3)太阳能电池板一天需要为园区至少输出多少kW?h的电能才能满足设计要求?
(4)若园区可用屋顶面积为80m2,至少还需要扩建多大面积的地面太阳能电池板?
共享时间:2025-04-14 难度:3 相似度:1.17
187448. (2025•陆港中学•二模) 德优题库如图所示是太阳能LED路灯,白天有日照时,电池板将太阳能转化为电能并储存在锂电池中,晚上锂电池给LED路灯系统供电提供照明。已知:太阳能电池板输出参数为“20V 5A”,有效面积为0.5m2;正常日照时,太阳每秒辐射到每平方米电池板上的能量为0.8×103J(即为0.8×103W/m2)。
(1)若每天正常日照8h,锂电池一天可以储存多少电能?
(2)该太阳能电池板的光电转换效率为多少?
(3)若路灯每晚从20:00持续工作到凌晨5:00,为了节能,LED路灯系统安装雷达感应装置,20:00至24:00人群活动密集时功率为20W,24:00至凌晨5:00夜深人静时功率为4W,已知锂电池最多能储存3.24×106J的电能,则充满电可以提供LED路灯系统在阴雨天(无日照)持续工作多少个晚上?
共享时间:2025-03-25 难度:3 相似度:1.17
187835. (2025•西北大附中•三模) 陕西省太阳能资源呈现显著的北多南少分布特征,其中陕北高原年太阳辐射总量最高,因此陕北地区适合采用太阳能跟踪发电技术以提升能量捕获效率。如图-1所示,陕北某地居民的智能房屋采用太阳能电池供电。
德优题库
(1)在阳光充足时,太阳能电池板将多余的电能转化为       能,储存在蓄电池中;
(2)电池板光电转换效率为20%,当地每小时、每平方米接收的太阳能为1.8×106J,有效光照时间6小时,若当天家庭用电量为12kW?h,为了满足用电需求,太阳能电池板的面积至少为多少?
(3)有一款空气能热水器,把空气中的热能通过中介物质搬运到水箱,用以对水加热,其工作原理如图-2所示。在空气能热水器水箱中装入200kg的水,仅启动空气能热水器(辅热器不工作),2h后,水温升高30℃,期间消耗的电能为2kW?h。此过程中,水吸收的热量和空气能热水器的功率是多少?
(4)空气能热水器的热效率是指水吸收的热量和压缩机消耗的电能之比。在第(3)问中,小明估算该空气能热水器的效率超过100%,认为上述不符合事实。请具体算出该效率值,并说明产生此现象的原因。
共享时间:2025-04-11 难度:3 相似度:1.17
193762. (2024•曲江一中•九模) 德优题库“阳光动力2号”是实现首次环球飞行的太阳能飞机。该飞机利用机身表面安装的光伏电池将太阳能转化为电能,这些电能可直接驱动飞机的电动机工作,还可同时给机载电池充电。该飞机质量为2500kg,平均飞行速度为75km/h,飞机搭载4个电动机用于驱动螺旋桨旋转,每个电动机的功率为13.5kW,其工作效率为90%。光伏电池经10h正常光照后,可为飞机提供340kW?h电能,这些电能只用来充电时,刚好可将机载电池从0充至100%满电状态。请完成下列问题。
(1)电动机工作时将        能转化为        能。
(2)飞机停放在水平地面上时,飞机支撑架与水平地面的总接触面积为0.2m2,则飞机对地面的压强是多少?(g取10N/kg)
(3)若光伏电池将太阳能转化为电能的效率为24%,则将机载电池从0充至100%满电状态,所需要的太阳能是多少?
(4)机载电池充满电时,飞机从甲地出发,以最大功率飞往相距750km的乙地,飞行过程中光照正常,且当天光照时长不低于10h,根据飞行安全要求,飞机降落时机载电池剩余电能不低于总量的20%,飞机是否能按要求到达乙地?
共享时间:2024-06-21 难度:4 相似度:1
187181. (2025•西工大附中•六模) 如图甲所示是我市某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化图,其中R1的阻值为48.4Ω,R1和R2均为阻值不变的电热丝,饮水机有加热和保温挡,正常工作时,保温挡功率为110W。[c=4.2×103J/(kg?℃)]
(1)求饮水机在保温挡正常工作时的电流;
(2)当只有饮水机工作时,将3kg水从10℃加热到100℃,加热前后公园安装的数字式电能表示数如图乙所示,求饮水机的加热效率η;
(3)为节能减排,相关部门计划在该公园安装如图丙所示的太阳能电池为饮水机供电。已知晴天1m2太阳能电池一天能发电0.4kW?h,要求所有太阳能电池晴天一天的发电量能供饮水机使用3天。饮水机每天正常工作加热时间计为3h,保温时间计为8h,求至少要安装多大面积的太阳能电池?
德优题库
共享时间:2025-05-15 难度:4 相似度:1
193908. (2024•陆港中学•四模) 化石能源的逐渐枯竭以及使用时所带来的环境污染问题引起人类社会的共同关注,因此开发和利用新能源成为各个国家的共同课题。如图为全球最大太阳能飞机“阳光动力2号”,巡航速度最高可达到200km/h,机身总重2.3t,机翼上装有270m2的太阳能电池板,可将20%的太阳能转化为电能。这些电能除了可以为飞机白天飞行提供能源外,还可以在白天给600kg的锂电池充电,以满足夜间飞行的能源需求。电池充满电时能量密度为0.25(kW•h)/kg。(g取10N/kg)
(1)如果白天有效接收太阳能辐射的时间为10h,太阳每平方辐射功率为3×106J/(h•m2),那么10h可为飞机提供多少电能?
(2)飞机夜间以最大巡航速度能水平飞行4.5h,飞行的路程是多少?
(3)电池充满电后有50%的电能用来克服阻力做功,飞机受到的平均阻力是多少?
共享时间:2024-04-17 难度:4 相似度:1
187158. (2025•西工大附中•四模) 能源问题是当前的热门问题,传统的能源-煤和石油储量有限,使用过程中也带来污染。寻找新的、无污染能源是人们努力的方向,利用潮汐发电就是一例。关于潮汐,古人说:“潮者,据朝来也;汐者,言夕至也”。我国大部分海区潮汐特点是海水在一日内有两涨两落,并且两次潮水高位及潮水低位分别大致接近。下图表示的是利用潮汐单向发电的示意图,左方为陆地和海湾,中间为水坝,其下有通道,涨潮时,水进入海湾(如甲图)。待内外水面高度相同,堵住通道(如乙图)。潮落至最低点时开始放水带动发电机发电(如丙图)。利用漂浮在水面的椭圆形水位监测仪(体积为1m3)可以实时监测水位高度,涨退潮时最高液面与最低液面间高度差h=4m(甲、丙两图所示),海水密度近似为1×103kg/m3。求:
德优题库
(1)潮汐能属于        (选填“可再生”或“不可再生”)能源,若水位监测仪漂浮时,浮力        重力(选填“>”、“<”或“=”符号)。
(2)水坝中间有一细长的进出水孔(忽略水孔高度),水孔紧贴通道下表面,此处的最大水压p是多少?水孔面积为S2=5m2,进出水流最大速度为12m/s,求水孔进出水时,水流做功的最大功率P?(g取10N/kg)
(3)若利用潮汐发电的发电效率是20%,每次落潮后,大坝内海水重力做功为1.08×1011J,求发电机组每天的发电量是多少kW?h?
共享时间:2025-04-19 难度:5 相似度:0.9
187062. (2025•新城区•一模) 德优题库随着人们环保意识的提高,风光互补路灯(如图)得到了广泛的应用。它既能通过太阳能电池板充电,又能通过风力发电机充电,为延长蓄电池的使用寿命,一般充电至90%即停止充电,放电余留20%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的相关参数:
风力发电机 太阳能电池板 LED路灯 蓄电池容量
额定风速 12m/s 总面积 1.44m2 额定电压 12V 额定电压 12V
额定输出功率 400W 额定输出功率 180W 额定功率 80W 电池容量 400A?h
(1)太阳能属于        (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)仅靠蓄电池供电,最多可供LED路灯正常发光多长时间?
(3)若当地太阳辐射功率(1h内投射到1m2面积上的太阳能)为3.0×106J/(m2?h),求太阳能电池板的光电转化效率。
(4)当风速为12m/s时,持续光照6h,蓄电池的电量由20%恰好充到了90%。求此过程中太阳能电池板的实际输出功率。(充电过程不计能量损耗)
共享时间:2025-03-04 难度:4 相似度:0.9
194177. (2024•铁一中学•四模) 化石能源的逐渐枯竭以及使用时所带来的环境污染问题引起人类社会的共同关注,因此开发和利用新能源成为各个国家的共同课题。如图为全球最大太阳能飞机“阳光动力2号”,巡航速度最高可达到200km/h,机身总重2.3t,机翼上装有270m2的太阳能电池板,可将20%的太阳能转化为电能。这些电能除了可以为飞机白天飞行提供能源外,还可以在白天给600kg的锂电池充电,以满足夜间飞行的能源需求。电池充满电时能量密度为00.25(kW•h)/kg。(g取10N/kg)
(1)若飞机停在机场时与地面总接触面积为400cm2,则飞机对地面的压强是多少?
(2)如果白天有效接收太阳能辐射的时间为10h,太阳每平方辐射功率为3×106J/(h•m2),那么10h可为飞机提供多少电能?
(3)假设太阳辐射10h提供的能量全部由焦炭提供,那么需要完全燃烧焦炭多少千克?(
(4)飞机夜间以最大巡航速度能水平匀速飞行4.5h,电池充满电后有50%的电能用来克服阻力做功,那飞机受到的平均阻力是多少?
共享时间:2024-04-15 难度:5 相似度:0.9
188344. (2024•爱知中学•二模) 德优题库消防救援机器人适用于消防队员无法靠近的灭火救援场所,可以在消防救灾时深入险地,快速高效地完成正常人几乎不可完成的工作。如图是一台某款消防机器人,靠两履带驱动,可以连接高压水带并拖动至指定位置进行喷水救火。这款机器人搭载一台功率为20kW的水泵,总重为1800N,两条履带与地面接触的总面积为0.4m2,连接高压水带后,每秒可将50kg的水喷射到30m高的位置。(g=10N/kg)
(1)履带上凹凸不平的花纹是为了        (选填“增大”或“减小”)摩擦力。
(2)该消防机器人静止在水平地面上时,对地面的压强多大?
(3)消防机器人在连接高压水带后救火喷水时,喷水的功率为多少?
(4)消防机器人救火喷水时水泵的效率为多少?
共享时间:2024-03-30 难度:5 相似度:0.83

dyczwuyn

2024-02-12

初中物理 | 九年级上 | 解答题

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