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26575. (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。
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(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
高压线横截面积/mm2 150 185 240 300
共享时间:2024-05-21 难度:2
[考点]
燃料的热值及其计算,核能、核裂变和核聚变,能量的利用效率,
[答案]
(1)裂变;
(2)高温气冷堆核电站的发电效率是40%;
(3)要完全燃烧煤60t;
(4)选横截面积为240mm2的高压输电线。
[解析]
解:(1)核能发电是利用核裂变,图中反应堆容器中发生的核反应是指核裂变。
(2)发电机输电功率为2×108W,高温气冷堆核电站的发电效率为
η=×100%=×100%=40%
(3)由题知,核燃料在反应堆容器内发生核反应时的产热功率为5×108W,
核反应堆工作1小时释放的热量为
QPt=5×108W×3600s=1.8×1012J
这些热量由燃烧煤提供,需要完全燃烧煤的质量为
m=6×104kg=60t
(4)根据题意可知,导线的横截面积最小值为
Smin≈187.5×10−6m2=187.5mm2
导线的横截面积最大值为
Smax≈250×10−6m2=250mm2
故选规格Ⅲ的高压线即选横截面积为240mm2的高压输电线。
故答案为:(1)裂变;
(2)高温气冷堆核电站的发电效率是40%;
(3)要完全燃烧煤60t;
(4)选横截面积为240mm2的高压输电线。
[点评]
此题考查了核能、热量的计算、能量的利用效率的计算公式的应用,综合性较高。
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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。
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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
187998. (2025•师大附中•九模) 周末小明跟随爸爸去市场挑选热水器。据工作人员介绍,空气源热泵热水器是新一代高“能效比”的热水装置,其工作原理简化为如图所示。如表是一款热泵热水器的部分参数。
额定制热水量 20L/h
额定电压/频率 220V/50Hz
额定输入功率 1200W
(1)通过工作人员介绍,其中参数“20L/h”表示此热水器当进水温度为15℃,出水温度为55℃时,每小时可出热水20L,这些水吸收的热量是多少?[ρ=1.0×103kg/m3
(2)小明查阅资料知道:“能效比”为热泵机组产出的热量与投入的电能之比,请根据已知条件计算该款热水器的能效比n。
(3)现场工作人员还介绍了另一款电加热热水器,如表为该热水器的铭牌,其高温挡的电功率不小心被挡住了。图乙为该电热水器的内部简化电路,已知电源电压为220V,R1、R2为电热丝,S1、S2为挡位开关,S2只能在a、b之间切换。工作人员说此电热水器高温挡产出的热量与热泵热水器相同,若对比热泵热水器和电热水器的高温挡,从能效比的角度看,哪种热水器更加节能?
XX牌热水器
电压 220V
电功率 高温挡  
中温挡 1100W
低温挡 550W
共享时间:2025-06-29 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
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
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:0.83
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:0.66
188320. (2024•爱知中学•一模) 如图所示为一种在售的无链条电动自行车(参数如图所示),此车既可以通过给锂电池充电获得能量,也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板转化的电能存储在自行车框架中的锂电池内,之后通过电动机驱动后轮转化成动能,以此驱动自行车前进。为了保证电动车的续航能力,该车采用了能量密度大的锂电池,其能量密度达0.18kW?h/kg(能量密度为存储能量与电池质量的比值)。
整车 整车质量 40kg 锂电池 电压 36V
最大车速 26km/h 容量 10Ah
最大噪声 =30dB 电动机 额定功率 180W
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(1)脚踩踏板获得的        能转变为电能,其工作原理与哪幅图相同        
A.德优题库
B.德优题库
C.德优题库
D.德优题库
(2)该电动车以最大车速行驶6min,走过的路程是多少?
(3)根据表格中的信息可知这款车的锂电池最多所储存的电能约为多少J?锂电池的质量为多少kg?
(4)测试时若质量为60kg的骑行者不踩脚踏板,锂电池充满电后,仅靠锂电池驱动(纯电力驱动)在平直路面上可连续匀速行驶2.43×104m,已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.04倍,电动机的效率为多少?(g=10N/kg)
共享时间:2024-03-15 难度:3 相似度:0.66
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=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=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:0.66
188019. (2024•师大附中•八模) 德优题库多功能飞行器即“无人机”已广泛应用于军事、生产和生活中。某型号“无人机”的总质量为1.5kg,静止在水平地面上时与地总接触面积约5cm2,电动机的能量转化效率为80%,(取g=10N/kg)则:
(1)该“无人机”静止在水平地面上时对地面的压强是多少?
(2)如图所示,某次该“无人机”从地面匀速竖直升空至100m高处,然后悬停拍摄。该“无人机”上升过程中电动机消耗的电能为多少?(不计空气阻力)
共享时间:2024-06-17 难度:3 相似度:0.66
187902. (2025•交大附中•三模) 如图,是某公司正在研发测试的小型农业植保无人机。它是利用无线遥控进行操纵,用于农药弥洒作业的不载人飞机。该款无人机配备整机质量为10kg,电池容量为1.5kW•h,动力系统搭载了效率为90%的电动机,它带动风叶高速转动为无人机提供升力,风叶额定转速2.4(103r/min)(转速单位:103r/min,读作:千转每分钟),该款无人机的转力效率为80%,转力效率指升力与每秒钟通过风叶空气重力之比。请完成下列问题。
(1)为了减轻风叶质量,风叶使用了尼龙碳纤维材料,是因为这种材料的         小。
(2)该无人充满电工作,当剩余电量为电池容量的10%时会返回自动充电,充满电后至下一次自动充电,提供多少焦耳的机械能用于无人机工作?
(3)若风叶的转圈时扫过的面积为2m2,空气被吹动的速度为6.4m/s,则1min内通过风叶的空气总质量是少?(g取10N/kg,ρ空气=1.3kg/m3
(4)为满足农业植保无人机能装载一定量的肥料,研发团队要求无人机工作时,至少要达到技术指标“25”,技术指标是指竖直方向的升力与风叶转速的平方之比,单位为:N/(103r/min)2。请通过计算说明,该无人机的叶额定转速是否能满足此项标准?
共享时间:2025-04-12 难度:3 相似度:0.66
187900. (2025•交大附中•三模) 水华家电茶炉的额定加热功率为800W,将电茶炉接入家庭电路中正常工作10min,刚好将电茶炉内1kg的水从20℃加热至100℃,求:
(1)此过程中水吸收的热量为多少?
(2)电茶炉烧水的效率为多少?
共享时间:2025-04-12 难度:3 相似度:0.66
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:0.66
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:0.66
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:0.66
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=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:0.66

dywl2022

2024-05-21

初中物理 | | 解答题

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