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即停止充电放电余留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路灯蓄电池容量额定风速总面积额定电压额定电压额定输出功率额定输出功率额定功率电池容量太阳能属于选填可再生或不可再生能源仅靠蓄电池供

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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

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[考点]

能量的利用效率，可再生能源和不可再生能源，太阳能的利用，电功率的综合计算，

[答案]

（1）可再生。

（2）仅靠蓄电池供电，最多可供LED路灯正常发光42h；

（3）太阳能电池板的光电转化效率为15%；

（4）此过程中太阳能电池板的实际输出功率为160W。

[解析]

解：（1）太阳能是可再生能源；有阳光时，太阳能电池板把太阳能转化为电能；
（2）由题知，蓄电池使用过程中，充电至90%时停止充电，放电余留20%时停止电能输出，
则蓄电池的供电容量：
W＝12V×400A•h×（90%﹣20%）＝12V×400A×3600s×70%＝1.2096×10⁷J，
由P＝

得可供灯具正常发光时间：t_L＝

＝

＝151200s＝42h；
（3）太阳能电池板的面积为1.44m²，额定输出功率为180W；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），
则太阳吸收的太阳能为：
W_总＝3.0×10⁶ J/（m²•h）×1.44m²×1h＝4.32×10⁶J；
太阳能电池板的光电转化效率是：η＝

×100%＝

×100%＝15%；
（4）蓄电池的电量由20%充到70%，则储存的电能为：W＝12V×400A•h×（90%﹣20%）＝12V×400A×3600s×70%＝1.2096×10⁷J，
由P＝

得，风力发电机发电为：W_电机＝P_电机t＝400W×6×3600s＝9.64×10⁶J；
太阳能电池板发电：W_太阳能＝W﹣W_电机＝1.2096×10⁷J﹣8.64×10⁶J＝3.456×10⁶J；
所以太阳能电池板的实际输出功率：P′＝

＝

＝160W。
答：（1）可再生。
（2）仅靠蓄电池供电，最多可供LED路灯正常发光42h；
（3）太阳能电池板的光电转化效率为15%；
（4）此过程中太阳能电池板的实际输出功率为160W。

[点评]

本题考查了"能量的利用效率，可再生能源和不可再生能源，太阳能的利用，电功率的综合计算，"，属于"综合题"，熟悉题型是解题的关键。

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相似题 全部同步专题复习模拟真题联考专练月考周考期中期末单元寒假暑假副题

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。
$德优题库$
（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:1.2

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187060. （2025•新城区•一模） $德优题库$ 如图是某款家用电热器的简化电路，R₁、R₂为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中，电热器高温挡的功率为1100W，低温挡的功率为220W。求：
（1）电热器处于高温挡时，通过电路的电流。
（2）电热丝R₂的阻值。

共享时间:2025-03-04 难度:1 相似度:1.2

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187640. （2025•高新三中•三模） $德优题库$ 直饮机的电路图如图所示，电热丝R₁、R₀绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变“温、开水选择开关”的状态，可以选择出温水或开水。该直饮机的额定电压是220V，开水加热电功率是2200W，温水加热电功率是550W。
（1）温、开水选择开关处于（“断开”或“闭合”）状态时饮水机处于加热状态；
（2）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是多少？
（3）电热丝R₁的电阻是多少？
（4）现想缩短将水烧开所用的时间，需对直饮机的电路进行改造，请你仅用现有器材设计新的电路图。

共享时间:2025-04-13 难度:1 相似度:1.2

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188297. （2024•高新三中•六模）如图﹣1所示，是一款新型的风光互补路灯，“有风无光”风力发电装置发电，“有光无风”太阳能电池板发电，两者皆备时同时发电。图﹣2为风光互补路灯的简化电路图，其中光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。如表所示为该风光互补路灯的部分技术参数，其中蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积；最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率。

风力发电机		太阳能电池板
最大限制风速	12m/s	电池板面积	0.5m²
最大输出功率	360W	太阳能转换效率	18%
蓄电池		路灯
蓄电池容量	400A•h	额定电压	12V
额定电压	12V	额定功率	60W

（1）若用100盏该型号路灯照明，每天正常工作8h，相比传统火力发电可节省煤多少kg？（已知煤电转化关系为β＝400g/（kW•h），即1kW•h的电能需消耗400g煤）
（2）在风速为6m/s时，风力发电机和太阳能电池板同时工作12h，蓄电池的电量由10%充到了80%。则此过程中对太阳能电池板辐射的太阳能为多少？（已知风力发电机的输出功率P与风速v的平方成正比）
（3）若要学校的风光互补路灯提前照明，可以　　控制电路中的电压（选填“降低”或“升高”）。

共享时间:2024-05-17 难度:3 相似度:1.07

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188393. （2023•铁一中学•二模）如图1所示是某型号自动吸水微电脑控温电茶壶，图2是其工作电路简图，接通电路后，温控开关S自动与触点a、b接通，电茶壶开始烧水；在标准大气压下，壶内的水到达沸点后，温控开关S自动与a、b断开，并立即与触点c接通，电茶壶开始进入保温状态。已知电源电压为220V，电阻R₁＝60.5Ω，加热功率是1000W，水的比热容为c_水＝4.2×10³J/（kg•℃），R₁与R₂的阻值不受温度的影响。求：
（1）电茶壶的保温功率。
（2）电阻R₂的阻值。
（3）电茶壶将1kg初温为35℃的水加热到100℃需用时300s，则加热效率为多大？
（4）小明要对电茶壶进行改造，要求改造后加热功率不变，电茶壶整体保温功率改为原来的

，则只需在图3中　　（填“A”或“B”）处接入一个电阻，此电阻的阻值为　　 Ω。

共享时间:2023-03-16 难度:3 相似度:1.07

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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:1.07

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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 相似度:1.07

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187206. （2025•西工大附中•二模）小明家里有两只加热方式不同的水壶，甲是用天然气加热的水壶，乙是电热水壶。已知燃气灶用最大火力烧水时每小时燃烧0.16m³天然气，加热水的热效率为60%；电热水壶的额定功率为2000W，加热水的热效率为80%，小明要将2L初温为20℃的水在1标准大气压下烧开[q_天然气=3.5×10⁷J/m³，c_水=4.2×10³J/（kg?℃），ρ_水=1×10³kg/m³]。求：
（1）天然气属于（选填“可再生”或“不可再生”）资源，电热器利用电流的效应工作；
（2）用甲壶将2L水烧开需要多少m³天然气；
（3）通过计算说明甲壶用最大火力烧水，乙壶以额定功率烧水时，将2L初温为20℃的水在1标准大气压下烧开，哪只壶更省时；
（4）若小明家每天需要将10L初温为20℃的水在1标准大气压下烧开，以前全用天然气烧水，全部改用电热水壶烧水后，一个月（按30天计）可以减少多少kg二氧化碳的排放？（每燃烧1m³天然气排放2kg二氧化碳）

共享时间:2025-03-18 难度:4 相似度:0.9

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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_水=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:0.9

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187616. （2025•唐南中学•二模）为了实现“既要家里暖，又要天空蓝”，我国海阳核电厂在利用核能发电的同时给居民供暖，其工作流程如图所示。核燃料反应堆内有低浓度的铀-235，发生核反应后产生大量的热，单个机组核燃料在反应堆容器内发生核反应时的产热功率为5×10⁹W，一回路和二回路是两个互不相通的水循环回路，一回路的水流过核燃料反应堆的堆芯，带走核反应堆产生的热量，在蒸汽发生器中将热量传递给二回路的水，然后流回堆芯。二回路的水在蒸汽发生器中受热，产生大量高温水蒸气，水蒸气做功推动汽轮机发电，做功后的水蒸气冷凝后返回蒸汽发生器。核能供暖是将发电之后的低品位余热取出来通过管道送给居民。单个机组，如果仅供电，每秒提供的电能为E₁；若在供电的同时进行供暖，每秒提供的电能E₂=1.21×10⁹J、热量Q=2×10⁸J，对单个机组核燃料反应堆产生的能量使用效率提高了3.2%。
（1）核燃料反应堆中的铀-235是（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）标准煤的热值为3×10⁷J/kg,若单个机组核反应堆工作1h释放的热量由燃烧标准煤提供，需要完全燃烧多少吨标准煤？若这些热量的42%被水吸收，则可以使质量为多少千克的水从20℃升高到100℃？[c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]
（3）单个机组，如果仅供电，发电机输出电能的功率为多少千瓦？
$德优题库$

共享时间:2025-03-29 难度:4 相似度:0.9

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188177. （2024•逸翠园中学•模拟）华能石岛湾高温气冷堆核电站正式投入商业运行，其工作简图如图所示。核燃料在反应堆容器内发生核反应时的产热功率为5×10⁸W，然后将热量传递给冷却气体——氮气，高温高压氦气在“蒸汽发生器”中将热量传递给“二回路”中的水，产生高温高压水蒸气，推动蒸汽轮机工作，再通过交流发电机产生电能。

规格	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
高压线横截面积/mm²	150	185	240	300

（1）图中反应堆容器中发生的核反应是指核　　（选填“裂变”或“聚变”）；若核反应堆工作1h释放的热量由燃烧煤提供，需要完全燃烧煤　　 kg。（

）
（2）发电机输电功率为2×10⁸W，高温气冷堆核电站的发电效率是多少？
（3）在输送核电站电能时，需要选择合适粗细的高压线；过粗或过细会导致传输效率低下或输电线过热。若高压线的安全电流密度J（通过导体单位横截面积的电流太小）在3×10⁶～4×10⁶A/m²之间，要使高压线所输送的电流大小稳定在750～900A之间。
①通过计算说明应选择表格中哪种规格的高压线？
②核电站从甲地向乙地输电的功率为2×10⁸W，且两地之间的输电线的电阻为5Ω，若以安全输送的最大电流输电，则输电线上的热损失功率为多少？乙地用户端获得的功率为多少？

共享时间:2024-03-05 难度:4 相似度:0.9

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184987. （2023•理工大附中•九上期中）如图甲所示，这是某品牌电暖器，其简化电路图如图乙所示，其中R₁、R₂是两个相同的电热丝，单个电热丝的电流与电压的关系图像如图丙所示，每个电热丝的额定电压均为220V。
$德优题库$
（1）电热丝R₁、R₂的阻值随两端实际电压的增大而（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）每个电热丝正常工作时的电阻及额定功率各是多少？
（3）闭合开关S₂，断开开关S₁、S₃时，电暖器消耗的总功率是多少？
（4）闭合开关S₁、S₃，断开开关S₂时，让电暖器工作15min,容积为50m³的密闭卧室内的温度升高了10℃，则电暖器的加热效率是多少？[结果保留到1%，c_空气=1.0×10³J/（kg?℃），ρ_空气=1.2kg/m³]

共享时间:2023-11-25 难度:4 相似度:0.9

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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 相似度:0.9

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183767. （2024•莲湖区•九上期末） $德优题库$ 图1是一款全自动电炖锅，其部分参数如下表，内部简化电路如图2所示，R₁、R₂均为阻值不变的加热电阻，电炖锅有加热和保温挡。

额定电压	220V
加热功率	200W
保温功率	20W
内胆容量	2L

（1）电炖锅是利用电流的效应工作的；当开关S、S₁闭合时，电炖锅处于挡。
（2）电阻丝R₁、R₂的阻值各是多少？
（3）某次煮饭时，把总质量为1kg的米和水混合物由20℃加热到100℃，正常加热的时间为35min[米和水混合物的比热容取c_混合物=4.2×10³J/（kg?℃）]。则：
①米和水混合物吸收热量是多少？
②电炖锅的加热效率是多少？

共享时间:2024-02-14 难度:4 相似度:0.9

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183417. （2025•师大附中•九上期末） $德优题库$ 图甲是小明家电热水壶的铭牌，图乙为该电热水壶的工作电路图，R₁、R₂均为电热丝。小明想在用电高峰期测量家里的实际电压，他关闭家中其他用电器，只让电热水壶单独在加热状态下工作6min,使1kg的水温度从30℃升高到78℃，此过程电能表（如图丙所示）的转盘转了240r。[c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]

型号	MLJY-01
额定电压	220V
额定加热功率	968W
额定保温功率	44W

甲
（1）R₁和R₂的阻值；
（2）在此过程中电热壶加热时的实际电压；
（3）在此过程中电热水壶的加热效率。

共享时间:2025-02-16 难度:4 相似度:0.9

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2025-03-04

初中物理 | | 解答题

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