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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。
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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
[考点]
能量的利用效率,太阳能的利用,电源的能量转化,
[答案]
(1)化学;
(2)为了满足用电需求,太阳能电池板的面积至少为20m2
(3)此过程中,水吸收的热量为2.52×107J;空气能热水器的功率是1kW;
(4)空气能热水器的效率为350%;空气能热水器工作时还从空气中吸热得到了内能,而这部分能量在计算效率时没有计算在内。
[解析]
解:(1)在阳光充足时,太阳能电池板将多余的电能转化为化学能,储存在蓄电池中;
(2)电池板光电转换效率为20%,当天家庭用电量为12kW•h,需要的太阳能为:
太阳能电池板的面积为:
(3)水吸收的热量为:
空气能热水器的功率为:
(4)空气能热水器的热效率为:;空气能热水器工作时还从空气中吸热得到了内能,而这部分能量在计算效率时没有计算在内。
答:(1)化学;
(2)为了满足用电需求,太阳能电池板的面积至少为20m2
(3)此过程中,水吸收的热量为2.52×107J;空气能热水器的功率是1kW;
(4)空气能热水器的效率为350%;空气能热水器工作时还从空气中吸热得到了内能,而这部分能量在计算效率时没有计算在内。
[点评]
本题考查了"能量的利用效率,太阳能的利用,电源的能量转化,",属于"难典题",熟悉题型是解题的关键。
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考点说明
灰色代表去掉的考点,绿色代表未变动的考点,红色代表新增的考点
201009. (2022•西工大附中•七模) 德优题库太阳能是21世纪重点发展的能源之一。太阳能电动车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能,再利用电动机来驱动车辆的一种新型电动车。如图所示是一辆太阳能电动车,车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为6m2,太阳光照射到电池板每平方米面积上辐射功率为1kW,在晴朗的天气,电池对着太阳时产生的电压为120V,并对车上的电动机提供8A的电流,试问:
(1)为了预防连续阴雨天气无法使用太阳能充电板,所以该车配备了蓄电池组,可以利用充电桩临时充电,那么充电时,将电能转化成了蓄电池组的        能;
(2)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少?
(3)如果这辆车的电动机将上述电能最终转化为机械能的效率为75%,当汽车在水平路面上匀速行驶时受到的阻力为100N,则电动车的行驶速度是多大?
共享时间:2022-06-07 难度:3 相似度:1.34
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:1.34
201177. (2022•西工大附中•七模) 德优题库太阳能是21世纪重点发展的能源之一。太阳能电动车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能,再利用电动机来驱动车辆的一种新型电动车。如图所示是一辆太阳能电动车,车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为6m2,太阳光照射到电池板每平方米面积上辐射功率为1kW,在晴朗的天气,电池对着太阳时产生的电压为120V,并对车上的电动机提供8A的电流,试问:
(1)为了预防连续阴雨天气无法使用太阳能充电板,所以该车配备了蓄电池组,可以利用充电桩临时充电,那么充电时,将电能转化成了蓄电池组的        能;
(2)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少?
(3)如果这辆车的电动机将上述电能最终转化为机械能的效率为75%,当汽车在水平路面上匀速行驶时受到的阻力为100N,则电动车的行驶速度是多大?
共享时间:2022-06-03 难度:3 相似度:1.34
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
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
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
195460. (2024•高新一中•三模) 2022年10月18日,卡塔尔阿尔卡萨800MW光伏电站正式投产,届此中国光伏点亮卡塔尔世界杯,为首届“碳平衡”世界杯助力。据悉电站共使用了如图所示的200万块双面光伏组件,每天可为卡塔尔提供5×106kW•h的电能,减排二氧化碳约250吨。若这些太阳能电池板每天获得到的太阳辐射能量为9×1013J,求:
(1)太阳能       (选填“是”或“不是”)清洁能源。
(2)若这些电能由热值为3.6×107J/m3的天然气完全燃烧产生,所需天然气的体积是多少?(不计热损失)
(3)光伏电池的光电转化效率是多少?
(4)已知在一段时间内,垂直于太阳光的1m2面积上每1秒接收的太阳能为500J,如图所示,太阳光与水平面夹角为60°,面积为4m2的太阳能电池板竖直放置。太阳能电池板将太阳能直接转化为电能的效率为20%。求1分钟内通过该太阳能电池板获得的电能。

 
共享时间:2024-04-11 难度:5 相似度:1.07
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:1.07
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
199695. (2023•铁一中学•三模) 小华家使用的是天然气热水器,该热水器的铭牌如表1,其中热效率模糊不清。已知当时自来水的温度为20℃,天然气的热值为3.2×107J/m3,c=4.2×103J/(kg•℃),ρ=1×103kg/m3。求:
(1)燃气热水器正常工作10分钟流出多少kg热水?
(2)第(1)问中,热水吸收的热量是多少?
(3)燃气热水器正常工作10分钟的热效率为多少?(结果保留一位小数)
表1:
燃气热水器
输出热水温度 40
气量 1.2m3/h
水量 5.0L/min
热效率  
表2:
太阳能热水器
集热管数/支 28
吸热板面积/m2 2.5
太阳辐射功率/[J/(m2•h)] 1.68×106
能量转化效率% 50
(4)因全国性煤炭紧缺和经济复苏伴生的高用电需求,今年入夏以来全国20多个省份出现错避峰乃至“拉闸限电”的现象,开发绿色、环保、碳排放达标的新能源迫在眉睫。太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置,具有安全、节能、环保等优点,表2是某款太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息。如果燃气热水器正常工作10分钟水所吸收的热量由太阳能热水器提供,太阳能热水器需要在阳光下照射多长时间?
共享时间:2023-04-01 难度:5 相似度:1
194153. (2024•滨河中学•七模) 如表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数,其中风力发电的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;光照功率P1是指太阳光照射到电池板表面处每平方米的辐射功率,,光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率。
风力发电参数 太阳能发电参数
最大输出电功率 400W 光照功率 1000W/m2
最大限制风速 12m/s 光电转化效率 20%
(1)在人类使用能源的过程中,必然有部分能量由于种种原因浪费掉且不能再重新加以利用,因此说明能量的转移或转化具有         
(2)若风力发电时功率与风速的平方成正比,则当输出功率为25W时,则此时的风速为多少?
(3)若太阳能板的面积为2m2,则利用太阳能板发电5h相当于多少kg热值为4×107J/kg的柴油的完全燃烧放出的能量;
(4)太阳能电池还可以给电动车提供电能。某电动车的动力由电动机提供,电动机的转换效率是指所输出的机械能与电源提供的电能之比。在转换效率η一定时,其耗电功率与转速n的立方成正比,系数为k1,而行驶速度与电机转速n成正比,系数为k2,当电动车匀速直线行驶时,所受阻力f与电动机转速n的关系是?(用以上字母表示,写出过程)。
共享时间:2024-06-06 难度:5 相似度:0.96
194224. (2024•爱知中学•八模) 科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路(设环境温度不高于20℃),由工作电路和控制电路组成。工作电路中的电热器上标有“220V 2000W”的字样;控制电路中热敏电阻Rt作为感应器探测水温,置于恒温水箱内,其阻值随温度变化的关系如图乙所示,R1为滑动变阻器,电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流关系如图丙所示,衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下(不计继电器线圈的电阻,)。

(1)电热器是利用电流的       效应来工作的,闭合开关S时,电磁铁的上端为       极。
(2)用电热器给恒温箱中100kg的水加热,正常工作20min时,水温由20℃升高到25℃,求电热器的加热效率?
(3)调节滑动变阻器,使R1=280Ω,为了把温度控制在25℃左右,设定在水温低于25℃时自动加热,在水温达到25℃时停止加热,求控制电路中的电源电压U是多少?
(4)设控制电路中电源电压U不变,将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温,应该         (选填“增大”或“减小”)滑动变阻器接入电路中的阻值。
共享时间:2024-06-18 难度:2 相似度:0.83
184225. (2023•铁一中学•九上期末) 德优题库图为一款养生壶,其内部的电路简化图如图所示,通过将开关S置于不同的位置,可以实现“加热”和“保温”两种状态的变换,电阻丝R1、R2的阻值分别为48.4Ω、440Ω。现将壶内1kg的水从20℃加热至50℃,所用时间为140s。请你完成下列内容:水的比热容为4.2×103J/(kg?℃)
(1)开关S置于        (选填“a”或“b”)位置为加热挡;
(2)加热过程中水吸收的热量;
(3)养生壶的热效率。
共享时间:2023-02-09 难度:2 相似度:0.83
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:0.83
184349. (2023•交大附中•九上期末) 如图1所示,电水壶简化电路图中,R1和R2为发热电阻,S1为总开关,S2为温度开关,有1、2两个触点,控制壶的“加热”和“保温”两挡,表中数据为电水壶的部分工作参数。
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水壶容量 1L
额定电压 220V
加热功率 1100W
电热丝R1阻值 176Ω
(1)S1闭合,S2接1时,电水壶处于        档。
(2)电热丝R2的阻值是多少?电水壶的保温功率是多少?
(3)电水壶中装进1L水正常工作,用温度计测得水温随时间变化的图像,则加热2~4min内水吸收热量是多少?这段时间内电水壶加热效率η1是多少?取ρ=1.0×103kg/m3,c=4.2×103J/(kg?℃)。
(4)电水壶4~6min内的加热效率为η2,根据图像可判断η1       η2(选填“大于”“等于”或“小于”)。
共享时间:2023-02-03 难度:2 相似度:0.83

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2025-04-11

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