陕西凤县以风引凤大力开发风能资源如图所示风力发电即风轮机叶片不断受到风力的推动而转动继而带动发电机工作输出电能若风力发电机每片风叶质量为长为如表所示为空气在不同风速下速度与动能的关系空气密度取动能风速风能是一种选填可再生或不可再生能源当风速为时每千克空气具有的动能是如果一台这样的风力发电机平均每秒可以输出

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195509. （2024•西工大附中•一模）陕西凤县“以风引凤”，大力开发风能资源。如图所示，风力发电——即风轮机叶片不断受到风力的推动而转动，继而带动发电机工作输出电能。若风力发电机每片风叶质量为6t，长为40m。如表所示为1kg空气在不同风速下速度（v）与动能（E）的关系：（空气密度取1.2kg/m³）

动能E/J	10	20	30	40	50
风速v/（m•s^﹣1）	2	4	6	8	10

（1）风能是一种　　（选填“可再生”或“不可再生”）能源，当风速为6m/s时，每千克空气具有的动能是　　 J。
（2）如果一台这样的风力发电机平均每秒可以输出1.2×10⁵J的电能，那么1000台这样的风力发电机，一年获得的电能相当于完全燃烧多少千克煤产生的能量？（一年工作时间按3000h计算，煤的热值为3×10⁷J/kg）
（3）当风速为10m/s时，若风力发电机风轮正面迎风，这台发电机每秒能对外提供3.8×10⁵J的电能，则它将风能转化为电能的效率是多少？

共享时间:2024-03-03 难度:4

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[考点]

热值的简单计算，能量的利用效率，能源及其分类，可再生能源和不可再生能源，

[答案]

（1）可再生；30；

（2）一年获得的电能相当于完全燃烧4.32×10⁷kg的煤产生的能量；

（3）它将风能转化为电能的效率是12.6%。

[解析]

解：（1）风能属于可再生能源；由表格读出风速为6m/s时每千克空气具有的动能为30J；
（2）一年1000台这样的风力发电机所产生的能量E＝P_总t＝nP₀t＝1000×1.2×10⁵J/s×3000×3600s＝1.296×10¹⁵J，
结合题意Q＝E＝1.296×10¹⁵J，
由q＝

得相当完全燃烧的煤质量m＝

＝

＝4.32×10⁷kg。
（3）设风扇的叶片旋转面积为S，风速为v；
单位时间t内，通过风扇的空气流量为：V＝SL＝S•vt；
那么这些空气的质量为：m＝ρV＝ρS•vt；
风扇的叶片长为40m，则S＝πr²＝3.14×（40m）²＝5024m²，
m′＝ρS•vt＝1.2kg/m³×5024m²×10m/s×1s＝60288kg，
根据表可知产生能量为：E_风＝50J/kg×60288kg＝3.0144×10⁶J，
这台风力发电机的风能转化为电能的效率为：η＝

×100%＝

×100%≈12.6%．
答：（1）可再生；30；
（2）一年获得的电能相当于完全燃烧4.32×10⁷kg的煤产生的能量；
（3）它将风能转化为电能的效率是12.6%。

[点评]

本题考查了"热值的简单计算，能量的利用效率，能源及其分类，可再生能源和不可再生能源，"，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

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_氢=1.4×10⁸J/kg,ρ_氢=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:1.35

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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:1.25

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195219. （2024•西北大附中•一模） “绿水青山就是金山银山”，低碳环保的生活方式正在成为我国社会的广泛共识。倡导保护环境使用新能源势在必行，而风电是潜力巨大的新型能源。

风速v/（m•s⁻¹）	5	10	15	20
1s内获得的能量/（×10⁴J）	1	8	27	64

（1）风力发电机是利用　　原理发电的；风能是　　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）上表给出了在不同风速下某风力发电机组获得的能量。当风速为15m/s时，该风力发电机组的发电效率是10%，则此时该风力发电机组的发电功率为多少千瓦？如果采用10kV高压输送，求高压输电线上的电流为多少？
（3）陕西省2023年新增的风电项目建设中，风电装机容量604万千瓦。按风电年发电量为200亿千瓦时（2×10¹⁰kW•h）计算，与火力发电站相比，相当于每年节约多少吨煤？（设煤完全燃烧，内能有30%转化为电能；煤的热值为3.0×10⁷J/kg）

共享时间:2024-03-10 难度:5 相似度:1.25

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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_水=4.2×10³J/（kg?℃），q_煤=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:1.17

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194321. （2024•交大附中•三模）生活垃圾正以每年10%的速度增加，构成一大公害，目前全球缓解生活垃圾问题的方式之一就是利用垃圾发电。将生活垃圾投入焚烧炉进行高温焚烧，此过程中产生大量的高温烟气，高温烟气释放出热量能将锅炉内的水加热至180℃，然后产生大量水蒸气，水蒸气推动汽轮机转动，带动发电机发电，其能量转化过程如图所示。1吨生活垃圾（约75%为可焚烧垃圾）充分燃烧可产出50kW?h的电能。根据相关信息，完成以下问题。[可焚烧垃圾的平均热值约为6×10⁶J/kg,水的比热容为4.2×10³J/（kg?℃）]
$德优题库$
（1）垃圾发电应选择热值较（选填“高”或“低”）的废弃物进行高温焚烧；
（2）1t生活垃圾充分燃烧能释放多少热量？这些热量能将多少吨30℃的水加热至180℃（放出热量的70%被水吸收）？
（3）焚烧垃圾发电的效率是多少？
（4）某垃圾焚烧发电项目配套有2台30MW发电机，可每天消耗多少家庭产生的生活垃圾（平均每天正常工作15h,以一个三口之家为平均值——人均每天产生1kg垃圾）？

共享时间:2024-04-06 难度:3 相似度:1.17

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188069. （2024•滨河中学•五模） 2024年5月16日，总浇筑量为3.87万立方米的玛尔挡水电站面板混凝土浇筑全部完成，提前60天完成目标任务，玛尔挡水电站大坝是国内在建海拔最高的200米级特高混凝土面板堆石坝，玛尔挡水电站位于青海省果洛藏族自治州玛沁县拉加镇上游约5公里的黄河干流上，该电站共安装4台单机容量为55万千瓦和1台单机容量为12万千瓦的水轮发电机组。玛尔挡水电站地下厂房位于大坝右岸山体深处，距大坝顶部167.8米处，由30多个洞室群组成，25层楼高，容积为48.53万立方米，总面积可容纳32架C919国产大飞机，是国内在建海拔最高、规模最大的地下厂房。（g＝10N/kg，ρ_水＝1.0×10³kg/m³）。
（1）若未来玛尔挡水电站大坝年平均年发电量可达72亿千瓦时，其中电厂自用电1%，出厂后，在专用输电的过程中又会损失出厂电能的1%，按平均上网电价0.25元/kW•h计算，电站年收益多少亿元？
（2）1t煤燃烧会释放2.7t的二氧化碳，煤发电的效率为36%，若玛尔挡水电站一年的发电量（与上一问相同）全部用煤来发电，相当于每年可以减少排放二氧化碳多少吨？（q_煤＝6.0×10⁷J/kg）
（3）若电站水面落差（水面与发电机之间的高度差）为145m，按实际装机容量满负荷发电，发电机机械能转化为电能的效率为80%，水的流量Q为多少m³/s？（流量Q：单位时间内流过截面积的体积）

共享时间:2024-05-01 难度:3 相似度:1.17

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193500. （2024•西工大附中•六模）中华民族的飞天梦，已随“神舟”升空化为现实，中国人在星辰大海的征途上踏出了坚实的一步。我国探索空间的火箭一般使用液氢作为燃料，液氧作为助燃剂[氢的热值为1.4×10⁸J/kg,汽油的热值为4.6×10⁷J/kg,c_水=4.2×10³J/（kg?℃），气压为1标准大气压]。
（1）火箭能产生较大的推动力，是利用了液氢的特性。燃料燃烧时将燃料的化学能转化为。
（2）某火箭发射时携带60t液氢燃料，若这些燃料完全燃烧放出热量的10%被水吸收，能将2×10⁶kg、初温为10℃的水加热至多少℃？
（3）“加氢几分钟，畅行数百里”，近年来，氢能源汽车备受人们关注。某型号氢能源汽车发动机工作时效率可以达到50%，比小明家的汽油车（同款且自重相同）效率提高了20%。该氢能源车行驶100km的路程，消耗的氢能源1.5kg,若小明家的汽车也行驶这么多路程，需要消耗多少千克的汽油？（结果保留一位小数）

共享时间:2024-05-22 难度:3 相似度:1.17

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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:1

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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:1

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187567. （2025•高新一中•二模）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如图所示。
$德优题库$
（1）假设某氢燃料汽车的燃料电池将氢气的化学能转化为电能的效率为60%，电动机将电能转化为机械能的效率为80%。已知氢气的热值为1.4×10⁸J/kg。若该汽车以恒定功率行驶，电动机输出的机械功率为40kW，则氢燃料汽车行驶1小时消耗的氢气质量为多少kg？（结果保留整数）
（2）在上述过程中，若用燃油汽车代替氢燃料汽车需消耗10kg的燃油，与燃油汽车相比，氢燃料汽车行驶1小时可减排二氧化碳的质量约为 kg。

共享时间:2025-03-19 难度:4 相似度:1

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194297. （2024•交大附中•四模） 2023年12月6日，华能石岛湾高温气冷堆核电站正式投入商业运行，标志着我国在第四代核电技术领域达到世界领先水平，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——氦气，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。
$德优题库$
（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”）；
（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）若核反应堆工作1小时释放的热量由燃烧煤提供，需要完全燃烧多少吨煤？（煤的热值为3×10⁷J/kg）
（4）在输送核电站电能时，需要选择合适粗细的高压线；过粗会导致传输效率低下造成浪费，过细则会造成输电线过热，容易烧断。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大小）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，则应选择下表哪种规格的高压线？并通过计算说明理由。

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

共享时间:2024-04-20 难度:4 相似度:1

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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:1

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193332. （2025•高新一中•三模）海上风电的发展有助于减少对化石燃料的依赖，促进能源结构向更加清洁、低碳的方向转变。一般装机容量是4兆瓦（1兆瓦=1×10⁶W）风机转一圈，只能发不到4度的电。而目前已公开的世界上最大26兆瓦海上风机，转一圈能发电50度左右。我国主流的风电机组集中安装在水深50米的近海海域。其中离岸距离大于100千米，水深超过50米的深远海域风能资源更加丰富。图-1和图-2是风力发电的原理及输电示意图。求：
$德优题库$
（1）海上风电是一种（选填‘可再生”或“不可再生”）能源；
（2）26兆瓦海上风机转动一圈所用时间；（精确到0.1s）
（3）若风力发电向远距离输电时某处发生了短路，为确定短路位置，检修员在安全情况下，利用电压表、电流表和电源接成如图-2所示的电路进行测量，已知甲、乙两地的每根输电线每千米的电阻为0.2Ω，电压表示数为3V，电流表示数为0.6A，则短路位置到甲地的距离为多远？
（4）目前已公开的世界上最大兆瓦的海上风机，在输电时存在输电损耗，其效率为80%。在一个标准大气压下，此风机转一圈产生的电能，由一个热效率90%的电磁炉给水加热，可以使多少千克20℃的水沸腾？[结果保留整数，c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]

共享时间:2025-04-08 难度:4 相似度:0.9

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183418. （2025•师大附中•九上期末）如图甲所示是我国自主研发的一款油电混合动力汽车。该混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电。为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量20%停止供电。在某次测试中，司机驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h,观察仪表盘发现这段时间内燃机消耗燃油10kg,蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示，该汽车的某些参数如表所示。（燃油热值q=4.0×10⁷J/kg）
$德优题库$

电机	电池		整车
输出最大功率/kW	输出电压/V	最大容量/J	质量/t
90	300	1.2×10⁸	1

求：
（1）测试过程中，该车克服阻力做功的大小；
（2）测试过程中汽车的能量利用率；
（3）若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能，该车在蓄电池充满电的情况下以25km/h最多可行驶多少千米？

共享时间:2025-02-16 难度:5 相似度:0.9

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187352. （2025•曲江一中•三模）如图为某款燃气热水器结构和工作原理示意图。其基本的工作原理，是天然气燃烧产生的高温，对热交换器中的冷水加热。该燃气热水器的技术参数如表，“额定耗气量”的含义是：热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。

适用燃气	天然气
热值	3×10⁷J/m³
须定耗	3.6m³/h

$德优题库$
（1）两个指示灯是二极管灯泡，该灯泡由（选填“导体”“半导体”或“超导体”）材料制作，它们应联在电路中；
（2）某次洗浴，热交换器在15min内将体积为200L的水的水温升高30℃，求该过程中吸收的热量是多少？
（3）某次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作15min。若该过程燃气完全燃烧，放出的热量为多少？
（4）燃气热水器的热效率通常指热水器吸收热量的效率。能效等级是根据热效率来划分的，其中三级能效的热效率需大于或等于84%，二级能效的热效率需大于或等于89%，而一级能效的热效率则需大于或等于98%。请根据计算判断该燃气热水器属于几级能效？

共享时间:2025-04-09 难度:5 相似度:0.9

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dyczwuyn

2024-03-03

初中物理 | | 解答题

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2024年陕西省西安市碑林区西工大附中中考物理一模试卷

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