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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
[考点]
能量的利用效率,太阳能的利用,电功与电能的计算,
[答案]
(1)该生态园一天的用电量是30kW•h;
(2)储能电池至少需要储存100kW•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155kW•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75m2的地面太阳能电池板。
[解析]
解:
(1)LED补光灯功率为P1=900W,每天工作6h消耗的电能为:W1=P1t1=0.9kW×6h=5.4kW•h,
恒温加热器功率P2=2.5kW,每天工作8h(维持恒温)消耗的电能为:W2=P2t2=2.5kW×8h=20kW•h,
灌溉水泵每次工作0.5h,消耗电能2.3kW•h,每日运行2次,消耗的电能为:W3=2.3kW•h×2=4.6kW•h,
该生态园一天的用电量:W=W1+W2+W3=5.4kW•h+20kW•h+4.6kW•h=30kW•h;
(2)已知储能电池的放电效率为90%,
储能电池满足连续3个阴雨天的用电需求至少需要储存的电能:
W储存=3×=100kW•h;
(3)由题知,储能电池充电效率为80%,
则给储能电池充满电需要消耗的电能:W=125kW•h,
所以太阳能电池板一天需要为园区至少输出的电能为:W输出=W+W=30kW•h+125kW•h=155kW•h;
(4)为满足供电,设太阳能电池板一天需要接收的太阳能为E,且已知太阳能电池板的光电转化效率是20%,
则太阳能电池板一天需要接收的太阳能:E==775kW•h;
日均有效光照时间是5h,晴天时的光照强度P0=1kW/m2;若园区可用屋顶面积为80m2,设至少还需要S面积的地面太阳能电池板,
则有:5h(S+80m2)×1kW/m2=775kW•h,
解得S=75m2
答:(1)该生态园一天的用电量是30kW•h;
(2)储能电池至少需要储存100kW•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155kW•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75m2的地面太阳能电池板。
[点评]
本题考查了"能量的利用效率,太阳能的利用,电功与电能的计算,",属于"难典题",熟悉题型是解题的关键。
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188320. (2024•爱知中学•一模) 如图所示为一种在售的无链条电动自行车(参数如图所示),此车既可以通过给锂电池充电获得能量,也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板转化的电能存储在自行车框架中的锂电池内,之后通过电动机驱动后轮转化成动能,以此驱动自行车前进。为了保证电动车的续航能力,该车采用了能量密度大的锂电池,其能量密度达0.18kW?h/kg(能量密度为存储能量与电池质量的比值)。
整车 整车质量 40kg 锂电池 电压 36V
最大车速 26km/h 容量 10Ah
最大噪声 =30dB 电动机 额定功率 180W
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(1)脚踩踏板获得的        能转变为电能,其工作原理与哪幅图相同        
A.德优题库
B.德优题库
C.德优题库
D.德优题库
(2)该电动车以最大车速行驶6min,走过的路程是多少?
(3)根据表格中的信息可知这款车的锂电池最多所储存的电能约为多少J?锂电池的质量为多少kg?
(4)测试时若质量为60kg的骑行者不踩脚踏板,锂电池充满电后,仅靠锂电池驱动(纯电力驱动)在平直路面上可连续匀速行驶2.43×104m,已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.04倍,电动机的效率为多少?(g=10N/kg)
共享时间:2024-03-15 难度:3 相似度:1.34
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:1.34
187900. (2025•交大附中•三模) 水华家电茶炉的额定加热功率为800W,将电茶炉接入家庭电路中正常工作10min,刚好将电茶炉内1kg的水从20℃加热至100℃,求:
(1)此过程中水吸收的热量为多少?
(2)电茶炉烧水的效率为多少?
共享时间:2025-04-12 难度:3 相似度:1.34
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。
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(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:1.34
187878. (2025•交大附中•一模) 如图,是物地学科节上某实践小组设计的“环保节能生态小屋”。小屋采用的风光互补能源系统是由太阳能电池板、风力发电机组、系统控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成的,有风时通过风力发电机发电,有阳光时通过太阳能电池板发电。在强风或者晴天时,两种发电装置发出的电能不能立刻使用完,会将一部分电能充入蓄电池组中。已知蓄电池组的质量为75kg,电池能量密度为0.2kW•h/kg,为了增加蓄电池的使用寿命,在充电至蓄电池组容量的90%时停止充电,放电余留10%时停止放电。
(1)0.2kW•h/kg的物理意义是                     
(2)风力发电机参数如表所示,按照每天平均以3m/s的风速发电4h计算,风力发电机每天可以给小屋提供多少J的电能?
风速v/(m/s) v<1 1≤v<3 3≤v<6 6≤v<10 10≤v
1s内获得的风能/(×104J) 0 0.1 0.15 0.20 0.25
风电转化效率 30%
(3)在风速为0.8m/s,晴朗的一天启动能源系统工作5h,已知该太阳能电池板1m2面积上接收到的太阳平均辐射功率为1kW,太阳能板面积为10m2,光电转化效率为16%。系统启动前蓄电池已达到停止电能输出的电量,若“环保节能生态小屋”一天用掉的总电能为2kW•h,这天剩余电量能否完成一次蓄电池组完整的充电工作?
(4)小明认为该“环保节能生态小屋”更适合建造在陕北,而小华认为更适合建造在陕南。你赞成谁的观点?简要说明你的观点和理由                     
共享时间:2025-03-10 难度:1 相似度:1.33
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:1.33
183594. (2024•师大附中•九上期末) 德优题库人工智能让我们的生活更加便捷,某酒店迎宾机器人能将客人从酒店门口带至前台。若这一过程中机器人做匀速直线运动,通过的路程为20m,所受阻力为自身重力的0.05倍,机器人的相关参数如下表所示,取g=10N/kg。
整机质量:36kg 行进速度:1m/s
工作电压:24V 工作电流:1A
轮子与地面接触总面积:1.8×10-3m2
(1)求机器人对地面的压强。
(2)求牵引力所做的功。
(3)求机器人全程消耗的电能。
(4)求电能转化为机械能的效率。
共享时间:2024-02-12 难度:4 相似度:1.17
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 相似度:1.17
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?
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共享时间:2025-05-15 难度:4 相似度:1.17
187038. (2025•高新一中•一模) 小明注意到水烧开时,壶盖会被水蒸气顶起,受此启发,小明准备寻求老师的帮助并自制一台简易蒸汽机,并由此开展以下项目式研究。
【项目制作】
主要实验器材:注射器(无针头)、废旧光盘、耐热导管、铁丝、固体燃料、易拉罐等;
用铁丝将废旧光盘和注射器尾部连接好,注射器注射端与右侧易拉罐接通(易拉罐在密闭前装有水),点燃固体燃料并将其放在易拉罐下加热易拉罐中的水(如图所示,固体燃料热值为3×107J/kg,实验中假设燃料完全燃烧)。
【项目研究】
(1)在标准大气压下,实验中易拉罐中装有300g初温为20℃的水,将水加热到100℃需要吸收的热量是多少?[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
(2)将左侧转动的光盘与发电机连接起来,制作成简单的蒸汽发电机。已知固体燃料平均每分钟可完全燃烧0.5g,易拉罐中的水开始沸腾后,在发电机两端接上一个小灯泡,燃料盒中的固体燃料剩余50g,当燃料燃尽时,24W的小灯泡也停止发光,若小灯泡始终正常发光,该装置产生的电能也全部用于小灯泡发光,则该装置转化电能效率是多少?
(3)项目式小组的同学们经过一番讨论发现该装置的整体效率都偏低,在为了解决“固体燃料燃烧加热易拉罐产生水蒸气推动活塞运动”效率低的弊端,提出一条合理的改进方案:                    

 
共享时间:2025-03-07 难度:4 相似度:1.17
187591. (2025•高新一中•四模) 小米SU7 Ultra被定位为“人车家全生态”的核心节点模式,实现硬件与服务的深度绑定,跨设备互联,车机搭载骁龙8295芯片,支持与小米手机、智能家居的无缝互联,例如“离家自动关空调,上车续播手机视频”;又是一款高性能纯电动汽车,全车21处使用碳纤维材质,进一步减轻车身质量并增强结构强度。汽车空载时总质量为2360kg,配备100kW?h“宁德时代麒麟Ⅱ”赛道版专用电池包,最大放电功率1330kW。(g取10N/kg)
(1)全车21处使用碳纤维材质,主要是因为该材料        (密度、质量、弹性)小。
(2)若车轮与水平地面的总接触面积为500cm2,空车静止时对水平地面的压强是多少?
(3)假设该车以中速匀速行驶,电机输出的机械功率为27kW,已知此时电能转化为机械能的效率为90%。试计算:汽车在此次行驶中每小时消耗的电能是多少?
(4)小米SU7 Ultra在快充模式下的充电功率可达300kW。以此功率充电,如果充电过程中电能转化为化学能的效率为80%,试计算:将电池电量从20%充至80%需要        h的时间来完成。
共享时间:2025-04-28 难度:4 相似度:1.17
186992. (2025•西安市•五模) 德优题库小明回陕北老家过年时发现,除了水暖和烧炕外,冬季供暖还有电油汀和空调等方式,小明家的电油汀额定电压为220V,功率为2000W,内部装有20kg导热油,假设电能全部转化为热能,但仅有80%的热量散入室内,空调制热额定功率为1500W,能效比为3(即每消耗1J电能可获得3J热量),其中空调工作过程简图如图所示。[导热油比热容为2000J/(kg?℃)]
(1)根据空调的能效比可知,空调消耗的电能要        (选填“大于”“小于”或“等于”)屋内空气升温吸收的热量,结合空调制热的工作原理,这个现象        (选填“违背”或“不违背”)能量守恒定律;
(2)若两设备均工作1小时,分别计算电油汀和空调的实际散热量;
(3)电油汀将导热油从20℃加热至80℃后关闭电源,若导热油每小时降温10℃,求其关闭电源后能持续供暖几小时(仅计算油的散热)。
(4)小明在长4m、宽3m、高2.5m的房间内,若房间需热量为500kJ/m3,在北方严寒地区,室外温度低,空调能效比会下降到2.5,空调工作1小时是否满足需求。
共享时间:2025-05-10 难度:4 相似度:1.17
187133. (2025•西工大附中•五模) 城市生活垃圾焚烧发电项目被列入了国家“十三五”生物质发电规划布局,是重点公益项目,某城市预计日处理生活垃圾800t,能大力缓解该市垃圾填埋占地压力,有效解决垃圾围城难题,为促进地区经济发展、改善环境、建设美丽新城市作贡献。若每天800t生活垃圾都完全燃烧(生活垃圾的热值q=3×106J/kg),求:
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(1)每天生活垃圾燃烧放出的热量是多少J;
(2)若上述热量的33%用来发电,则每天可转化的电能为多少度;
(3)图甲为市面上流行的新型电饭锅,采用了“聪明火”技术,能自动控制温度变化,其简化电路如图乙所示.当该电饭锅两端电压为220V时,在其者饭的30min内,通过电饭锅的电流随时间变化的图像如图丙所示,则:
①问题(2)中每天垃圾燃烧转化的电能可使该电饭锅完成多少次煮饭工作?(不考虑电饭锅的使用寿命)
②电饭锅的原理是电流的        效应,电饭锅接入电路,电阻丝温度升高,内能增大,这是利用        的方式增加了电饭锅电阻丝的内能。
共享时间:2025-05-10 难度:4 相似度:1.17
183984. (2024•西安八十五中•九上期末) 油电混动汽车全力加速时,内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量;当车辆快速行驶或蓄电池储存电能过低时,只有内燃机工作,既向车轮输出能量,又给蓄电池充电,从而提高能量利用率(能量利用率指有效利用能量占全部能量的百分比)。某次测试人员驾驶一辆油电混动汽车在平直公路上匀速行驶100km,消耗燃油10kg,行驶时汽车牵引力恒为2000N。此过程中,蓄电池储存的能量由满电的30%增大至满电的70%。其蓄电池参数如表所示。
(1)给混动汽车充电时,蓄电池相当于简单电路中的        (填电路元件名称)。
(2)根据表格提供的参数可知该蓄电池充满电后储存的电能是多少?
(3)该油电混动汽车在测试过程中的能量利用率是多少?(q燃油=4.0×107J/kg)
蓄电池参数
电压/V 500
容量/(A?h) 50
共享时间:2024-02-15 难度:4 相似度:1.17
187854. (2025•西安六中•三模) 德优题库电解海水制氢是一种利用电能将海水中的水分子分解成氢气和氧气的技术。我国对于海水制氢技术不断取得突破,利用可再生能源风电来电解海水制氢,所得氢气的浓度可达99.9%~99.99%。将电解海水制氢与风能、太阳能等可再生能源结合,利用可再生能源进行氢气生产,降低了制氢成本。随着技术的不断进步和成本的逐步降低,电解海水制氢技术有望在未来得到更广泛的应用。(q=1.4×108J/kg,ρ=0.09kg/m3
(1)大力发展氢能源不仅因为氢的热值大,而且从环境保护角度来看氢能属于        能源,可以通过电解海水制氢,说明海水属于        (选填“导体”或“绝缘体”)。
(2)某设备的电解能耗约为5(kW?h)/m3(表示制取1m3的氢气需要消耗5kW?h的电能),则该设备的能量转化效率(电解所得氢气完全燃烧释放的热量与对应消耗电能的够比)为多少?
(3)珠海桂山风电场31号风机机组供电的电解槽功率为400kW,使用的设备的能量转化效率为63%,则一小时可以制取纯度99.99%以上的氢气多少立方米?
共享时间:2025-04-13 难度:5 相似度:1.07

dyczwuyn

2025-04-14

初中物理 | | 解答题

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