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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
[考点]
功的简单计算,功率的计算,利用比热容的公式计算热量,能量的利用效率,太阳能的利用,
[答案]
(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2×104J的功;
(2)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777.78W;
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2800s。
(3)在我国北方地区水箱安装在室内可防止水结冰后胀裂水箱。
[解析]
解:(1)将他家空水箱灌满水,水的质量为:
m=ρV=1.0×103kg/m3×100×10﹣3m3=100kg
水的重力为:
G=mg=100kg×10N/kg=1000N
对水的重力做的功为:W=Gh=1000N×20m=2×104J;
(2)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P=≈777.78W;
②水温升高到40℃时,水吸收的热量Q=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(40℃﹣20℃)=8.4×106J,
太阳照射2h获得的太阳能:W太阳能=2.8×106J/(m2•h)×2.0m2×2h=1.12×107J,
由题意可知:45%W太阳能+80%W=Q,且W=Pt,
则:45%×1.12×107J+80%×1500W×t=8.4×106J,
解得t=2800s。
(3)在我国北方地区水箱安装在室内可防止水结冰后胀裂水箱。
答:(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2×104J的功;
(2)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777.78W;
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2800s。
(3)在我国北方地区水箱安装在室内可防止水结冰后胀裂水箱。
[点评]
本题考查了"功的简单计算,功率的计算,利用比热容的公式计算热量,能量的利用效率,太阳能的利用,",属于"压轴题",熟悉题型是解题的关键。
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184498. (2024•西光中学•九上期中) 德优题库天然气灶使用方便、经济环保。如图所示,在一个标准大气压下,天然气灶将一壶质量为3kg、温度为20℃的水加热至沸腾,燃烧天然气体积为4.8×10-2m3.已知:水的比热容为4.2×103J/(kg?℃),天然气的热值为3.5×107J/m3
(1)求水吸收的热量。
(2)天然气完全燃烧放出多少热量
(3)求天然气灶的加热效率?
共享时间:2024-11-30 难度:2 相似度:1.33
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:1.33
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:1.33
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:1.33
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:1.33
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:1.25
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:1.25
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:1.17
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。
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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
184593. (2024•西光中学•九上期中) 德优题库天然气灶使用方便、经济环保。如图所示,在一个标准大气压下,天然气灶将一壶质量为3kg、温度为20℃的水加热至沸腾,消耗了0.048m3的天然气,已知水的比热容为4.2×103J/(kg?℃),天然气的热值为3.5×107J/m3。求:
(1)水吸收的热量;
(2)天然气完全燃烧所放出的热量;
(3)天然气灶的烧水效率;
共享时间:2024-11-20 难度:3 相似度:1
184937. (2023•西工大附中•九上期中) 顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”,生动的呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸汽进行加热。若将2.5kg的水加热到沸腾,水温升高了80℃[c=4.2×103J/(kg?℃),q=3×107J/kg],在此过程中,求:
(1)水吸收的热量;
(2)采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,煤燃烧放出的热量;
(3)需要完全燃烧煤的质量。
共享时间:2023-11-22 难度:3 相似度:1
186919. (2025•师大附中•三模) 德优题库如图所示折叠卡式炉重量轻,燃烧效率高,携带方便,是露营爱好者常选的炉具装备之一。某款折叠卡式炉,采用丁烷气体作为燃料,气罐中装有250g丁烷,在炉头处可完全燃烧每秒释放3500J的热量。标准大气压下烧开水壶中初温为25℃,质量为1kg的水用时仅需3分钟。则:(丁烷的热值是q=4.8×107J/kg)
(1)壶中水烧开需要吸收多少热量?
(2)此款卡式炉烧水的热效率是多少?
共享时间:2025-04-14 难度:3 相似度:1
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
187423. (2025•陆港中学•一模) 随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展,我国风力发电开发走在了世界前列,装机容量居全球第一。某地有一风力发电站,其中一台风力发电机1s内提供的电能约为1.8×104J,1年内提供的电能约为4.8×1011J。求:
(1)若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能,并有70%被水吸收,可以使100g常温下的水升高多少摄氏度;[c=4.2×103J/(kg?℃)]
(2)在正常光照下每平方米太阳能电池板每小时接收的太阳能为7.5×106J,每年正常光照时长约2000小时。若面积为320m2的太阳能电池板1年的发电量与一台风力发电机1年的发电量相等,那么太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率是多少?
共享时间:2025-03-01 难度:3 相似度:1
187639. (2025•高新三中•三模) 如图所示,某同学用燃气灶烧水给餐具消毒,在标准大气压下,用该燃气灶加热质量为5kg、初温为20℃的水,加热到沸腾,共消耗了0.06m3的天然气;[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为4.0×107J/m3]
求:(1)水吸收的热量;
(2)该燃气灶烧水的热效率。
共享时间:2025-04-13 难度:3 相似度:1

dyczwuyn

2025-03-07

初中物理 | | 解答题

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