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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
[考点]
功率的计算,太阳能的利用,
[答案]
见试题解答内容
[解析]
解:(1)①车的最高时速54km/h,则该车0.5h内行驶的路程为:
s=vt=54km/h×0.5h=27km=2.7×104m;
②车受到的重力为G=mg=300kg×10N/kg=3000N,
因该车在平直公路上匀速行驶,故F=f=0.02G=0.02×3000N=60N,
则车行驶所需的机械功率为:
P==Fv=60N×54×m/s=900W;
(2)方法一:
车实际获得的机械功率P=700W/m2×6.5m2×20%×90%=819W,
因为819W<900W,所以方案不合理;
方法二:
需要的太阳能电池板面积S=≈7.14m2
因为7.14m2>6.5m2,所以方案不合理;
方法三:
1s内需要的太阳能E=5000J,
1s内能获得的太阳能E=PSt=700W/m2×6.5m2×1s=4550J,
因为4550J<5000J,所以方案不合理。
答:(1)①该车0.5h内行驶的路程为2.7×104m;
②维持该车行驶所需的机械功率为900W;
(2)见解答内容。
[点评]
本题考查了"功率的计算,太阳能的利用,",属于"必考题",熟悉题型是解题的关键。
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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:2
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:1.5
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:1.33
187350. (2025•曲江一中•三模) 德优题库如图所示,是成都大运会的一款蓉宝机器人,具有人脸识别、引导、翻译等功能,还可以提供急救包,是世界上首款带有应急功能的机器人。若重为600N的机器人在50N的牵引力作用下,以0.5m/s的速度在水平地面沿直线匀速行驶1min。求:
(1)此过程中机器人经过的路程是多少?
(2)此过程中牵引力做功的功率?
共享时间:2025-04-09 难度:2 相似度:1
187132. (2025•西工大附中•五模) 德优题库用如图所示的滑轮组将重180N的货物在20s内匀速提升5m的过程中,所用拉力F=120N。求:
(1)上述过程中的有用功是多少?
(2)拉力的功率是多少?
共享时间:2025-05-10 难度:2 相似度:1
186943. (2025•师大附中•二模) 如图甲所示是一个电辅助太阳能热水器(以下简称热水器)。图乙为该热水器电加热部分的原理图,S是控制开关,可以在1、2、3三挡之间切换;图丙为热水器的铭牌。在光照条件不好时,可用电加热器加热,温度达到预设温度时会自动切换到保温状态,为了防止触电,热水器在向外供水过程中会自动断电。某日因天气原因,太阳辐射能为E=1.75×105J/(h?m2)(每小时每平方米辐射的热量),太阳能只将水由20℃加热到了30℃,此时开启电加热器,将水加热到预设温度70℃.已知太阳能板的面积为2m2,水吸收太阳能的效率为60%,水的比热容为4.2×103J/(kg?℃)。供水过程中不计热量损失,请根据以上条件分析计算:
(1)水吸收太阳能的多少。
(2)太阳能板当天接收太阳能的时间。
(3)电路中电阻R2的阻值。
(4)在热水器向外供水时,通过控制冷、热水阀使热水器内的热水与20℃的冷水混合,可以使出水口流出的水达到需要的温度。已知人在淋浴时适宜的水温为40℃,每个人淋浴用水均为30L,假设热水器内70℃的热水能全部用完,则能满足几个人的淋浴用水?
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项目 参数
电源电压(V) 220
低温挡功率(W) 100
高温挡功率(W) 1200
容积(L) 50
共享时间:2025-03-23 难度:2 相似度:1
188417. (2023•西工大附中•二模) 如图甲所示是一个电辅助太阳能热水器(以下简称热水器)。图乙为该热水器电加热部分的原理图,S是控制开关,可以在1、2、3之间切换,如表为热水器的铭牌。在光照条件不好时,可用电加热器加热,温度达到预设温度时会自动切换到保温状态,为了防止触电,热水器在向外供水过程中会自动断电。某日因天气原因,太阳辐射能量为E=1.75×105J/(h•m2)(每小时每平方米辐射的热量),太阳能只将水由20℃加热到了30℃,此时开启电加热器,将水加热到预设温度70℃。已知太阳能板的面积为2m2,水吸收太阳能的效率为60%,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。供水过程中不计热量损失,请根据以上条件分析计算:
项目 参数
电源电压(V) 220
低温挡功率(W) 100
高温挡功率(W) 1200
容积(L) 50
(1)分析电路图乙可知,电阻R1单独工作时,电加热器为         挡。为使热水器更适合北方地区使用,在不改变低温挡功率的前提下,将高温挡功率提升到2200W,只要更换电阻         (选填“R1”或“R2”)就可以实现。
(2)低温挡工作时,电路中的电流是多少?(保留2位小数)
(3)原电路中电阻R2的阻值是多少?
(4)太阳能板当天接收太阳能的时间是多少小时?

 
共享时间:2023-03-21 难度:2 相似度:1
187495. (2025•陆港中学•四模) 德优题库随着人们生活水平的提高,房车旅游受到了大众的青睐,某公司推出了如图所示的小型房车,小林和父母参观车展时试驾了该车,该车在平直公路上以54km/h的速度匀速行驶了3600m。试驾时车和人总质量为4×103kg,阻力是车重的0.1。求:(汽车匀速行驶时牵引力等于阻力;g取10N/kg)
(1)该房车匀速行驶的时间。
(2)该房车匀速行驶时牵引力做功的功率。
共享时间:2025-04-20 难度:2 相似度:1
184372. (2023•交大附中•九上期末) 水上摩托艇运动是集高科技、观赏、竞争和惊险刺激于一体,富有现代文明特征的高速水上运动。如图所示,摩托艇加满燃油时,人和摩托艇总质量为400kg,油箱容积为10L,加满一次燃油最多能使摩托艇以20m/s的速度匀速航行1h,摩托艇以20m/s的速度匀速航行时发动机的牵引力为总重的
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。(ρ燃油=0.8×103kg/m3,q燃油=4.5×107J/kg,忽略燃油质量的变化)
(1)求摩托艇以20m/s的速度匀速航行时牵引力做功的功率;
(2)求摩托艇以20m/s的速度匀速航行时的热机效率;
(3)请提出一条有效提高摩托艇热机效率的措施。
德优题库
共享时间:2023-02-02 难度:2 相似度:1
186897. (2025•师大附中•二模) 如图甲所示是一个电辅助太阳能热水器(以下简称热水器)。图乙为该热水器电加热部分的原理图,S是控制开关,可以在1、2、3三挡之间切换;图丙为热水器的铭牌。在光照条件不好时,可用电加热器加热,温度达到预设温度时会自动切换到保温状态,为了防止触电,热水器在向外供水过程中会自动断电。某日因天气原因,太阳辐射能为E=1.75×105J/(h?m2)(每小时每平方米辐射的热量),太阳能只将水由20℃加热到了30℃,此时开启电加热器,将水加热到预设温度70℃.已知太阳能板的面积为2m2,水吸收太阳能的效率为60%,水的比热容为4.2×103J/(kg?℃)。供水过程中不计热量损失,请根据以上条件分析计算:
(1)水吸收太阳能的多少。
(2)太阳能板当天接收太阳能的时间。
(3)电路中电阻R2的阻值。
(4)在热水器向外供水时,通过控制冷、热水阀使热水器内的热水与20℃的冷水混合,可以使出水口流出的水达到需要的温度。已知人在淋浴时适宜的水温为40℃,每个人淋浴用水均为30L,假设热水器内70℃的热水能全部用完,则能满足几个人的淋浴用水?
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项目 参数
电源电压(V) 220
低温挡功率(W) 100
高温挡功率(W) 1200
容积(L) 50
共享时间:2025-03-15 难度:2 相似度:1
187715. (2025•滨河中学•四模) 德优题库随着航空航天技术的发展,我国已向太空中发射了大量的卫星,太空中的卫星(如图所示)采用太阳能作为供电能源,太阳能翼会将太阳能转化为电能,储存在蓄电池中,卫星上的电器均用蓄电池供电。太阳能电池板接收太阳光辐射的平均功率为1000W/m2,其光电转化效率为20%,将电能储存到蓄电池的效率为80%。卫星上的电器设备正常工作时电功率为2000W,在地球阴影区为了维持设备正常工作,需要再开启电加热,加热功率为1600W。某卫星绕地球一圈的运动过程中,1.2h被太阳照射,0.4h处于地球阴影区域。
(1)卫星绕地球运行的轨道是一个椭圆形轨道,当卫星从远地点运动到近地点的过程中,卫星的重力势能        (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)每次经过地球阴影区域,卫星需要消耗多少电能?
(3)1m2太阳能电池板每小时接收的太阳能是多少?
(4)卫星绕地球一圈的运动过程中,为了保证设备正常工作,太阳能电池板有效面积至少为多少?(不考虑蓄电池供电时的能量损失)。
共享时间:2025-04-30 难度:2 相似度:1
187785. (2025•西工大附中•三模) 德优题库随着科技的进步,AI机器人将逐渐改变我们的生活。如图所示是我国自主研发的某款人形机器人,具有智能灵巧身手。某次测试中,该机器人用100N竖直向上的力将物体在2s内匀速抬高1m。求:
(1)机器人对物体所做的功;
(2)机器人对物体做功的功率。
共享时间:2025-04-15 难度:2 相似度:1
188440. (2023•交大附中•一模) 德优题库“海斗号”自主遥控水下机器人由中国科学院沈阳自动化研究所研发,最大潜深达10767米。海斗号成为我国首台下潜深度超过万米并进行科考应用的无人自主潜水器,海斗号总质量为35t,体积为60m3。(此前国内下潜深度最大的载人潜水器为蛟龙号,ρ海水≈1×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)海斗号在我国首次万米深渊科考航次中,累计下潜七次,其中五次下潜是深度大于8000米的深渊科考应用,求第一次下潜到8000米时海斗号所受海水压强的大小。
(2)海斗号下潜到8000米后打开探照灯,摄像头通过观测孔了解8000米处深海的秘密,假设观测孔的面积为4dm2,求此时观测孔所受海水压力的大小。
(3)海斗号在完成某次任务后,匀速直线上升返回海面。若海斗号在水中以0.5m/s的速度匀速上浮,求浮力做功的功率和海斗号所受海水阻力大小。(设海斗号所受海水阻力大小不变)
共享时间:2023-03-04 难度:3 相似度:0.83
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:0.83
187666. (2025•滨河中学•一模) 德优题库2023年11月28日,深中通道海底隧道贯通。深中通道是我国广东省境内连接深圳市和中山市的交通枢纽,由桥梁和海底沉管隧道组成,沉管隧道为世界首例双向八车道海底沉管隧道,由32个如图所示的巨型钢壳沉管组成。(海水密度取1×103kg/m3
(1)海底沉管隧道建设最大水深达40m,则沉管至少要能承受多大的海水压强?
(2)在沉管隧道建设中,先将沉管两端密封,让它漂浮在海面上,再在钢缆的牵引下,缓缓由浅水坞区进入深水坞区。若钢缆将沉管匀速拖行时沉管受到的阻力为6×105N,钢缆将沉管匀速拖行30m用时10min,求此过程中钢缆对沉管拉力的功率;
(3)将漂浮的沉管牵引到预定海面后,向其内部灌水使之沉入海底。假设某一节密封的沉管的总体积为8×104m3,沉管的质量为6×104t,要使其沉入海底,至少要灌入多少吨的海水?
共享时间:2025-03-06 难度:3 相似度:0.83

dyczwuyn

2025-05-06

初中物理 | | 解答题

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