- 能源与可持续发展
- 共285题
某地要把河水抽高20m，进入容积为864m3蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作．如果工作电压为380V，此时输入电动机的电功率为9kW，电动机的内阻为0.4Ω．已知水的密度为1×l03kg/m3，重力加速度取10m/s2．求：
（1）电动机内阻消耗的热功率；
（2）将蓄水池蓄入的水需要的时间（不计进、出水口的水流速度）．
正确答案
解析
解：（l）设电动机的电功率为P，则：
P=UI ①
设电动机内阻r上消耗的热功率为Pr，则：
Pr=I2r ②
代入数据解得：
Pr=（
（2）设蓄水总质量为M，所用抽水时间为t．已知抽水高度为h，容积为V，水的密度为ρ，则
M=ρV
设质量为M的河水增加的重力势能为△Ep，则：
△Ep=Mgh
设电动机的输出功率为P0，则：
P0=P-Pr
根据能量守恒定律得：
P0t×60%×80%=△Ep
代入数据解得：
t≈41023s
答：（1）电动机内阻消耗的热功率为224.4W；
（2）将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间约为41023s．
在一些大城市（例如广州）禁止排气不符合环保标准的机动车上路，同时大力发展以电为动力的公交车．随着科技的发展，以电力为能源的汽车已研制成功，而且性能好、时速可以和热机发动机媲美．请你从能源利用和环保的角度谈谈从热机到电动机的技术变革对工业发展所起的作用？
正确答案
解析
解：热机消耗的是石油等常规律能源，而这些能源一旦用完将很难再形成；而电力机车使用的电能可以来自于核能等新能源；可以减小对常规能源的消耗；
同时，热机会排放大量汽车尾汽而对大气层造成污染；而电动机车零排放；可以减小对环境的污染；
答：使用电动机车可以减小常规律能源的消耗，同时可以减轻对环境的污染．
能源在当今社会的地位十分重要，我们要合理的开发和有效的利用能源．下列四种能源中，属于新能源的是（ ）
正确答案
解析
解：煤炭、石油、天然气四化石能源，用完就没有了，新能源特点是可再生；
故选D．
新能源的开发和利用是能源研究的主要课题，太阳能电池是将太阳能转化为______能；核电站是利用______能来发电的．
正确答案
电
核
解析
解：新能源的开发和利用是能源研究的主要课题，太阳能电池是将太阳能转化为 电能；核电站是利用铀原子的裂变释放出的核能来发电的．
故答案为：电，核
（1）求这个喷灌系统所能喷灌的最大面积S；
（2）假设系统总是以最大喷水速度工作，求水泵的抽水效率η；
（3）假设系统总是以最大喷水速度工作，在某地区将太阳能电池产生的电能直接供该系统使用，根据以下数据求所需太阳能电池板的最小面积Smin．
（已知：太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，太阳辐射的总功率P0=4×1026W，太阳到地球的距离R=1.5×1011m，太阳能电池的能量转化效率约为15%．）
正确答案
解析
解：（1）水从喷口喷出后做平抛运动，下落高度
最大喷灌圆面半径x=a+v0t=7m
喷灌最大面积S=πx2-πa2=144m2
（2）电动机的输入功率P电=UI=220×4.0W=880W
电动机的热功率
水泵的输入功率等于电动机的输出功率P入=P电-P热=800W
水泵的输出功率
其中m=m0t求得P出=700W
水泵效率
（3）电池板最小面积Smin接收太阳能的功率：
电池板接收太阳能转化为电能的功率：P电=UI=P×15%
联立以上二式得：
（说明：直接由
答：（1）这个喷灌系统所能喷灌的最大面积是144m2；
（2）假设系统总是以最大喷水速度工作，水泵的抽水效率是87.5%；
（3）假设系统总是以最大喷水速度工作，在某地区将太阳能电池产生的电能直接供该系统使用，根据以下数据求所需太阳能电池板的最小面积是5.7m2．
下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、物体的温度是物体内部分子热运动的平均动能的标志，不是物体内能大小的标志，故A错误；
B、一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源； 由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品，称为二次能源；故B正确；
C、能源被使用过程中总能量虽然守恒，但能量的可利用价值会降低，故需要节约能源，故C正确；
D、新能源，又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式，指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等；石油、天然气、地热能都属于新能源；故D错误；
故选：BC
下列能源是可再生能源的是（ ）
正确答案
解析
解：根据可再生能源与不可再生能源的区别可知：
煤、石油、天然气等石化能源在短时间内不能再次生产，属于不可再生的能源，太阳能、风能、水能在短时间内能再次生产，属于可再生的能源．故AC正确．
故选：AC
下列说法准确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、煤、石油、天然气等燃料属于石化燃料，来源可追溯到太阳能；故A正确；
B、汽油的生成物中有很多的污染物，不是一种清洁能源．故B错误；
C、水能是可再生能源．故C错误；
D、煤、石油等常规能源是不可再生能源，不是取之不尽、用之不竭的．故D错误．
故选：A
关于能量和能源，下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、根据能量转化和守恒定律可知能量在转化和转移过程中总量既不会增加，也不会减少．故A错误．
B、根据能量转化和守恒定律可知能量在转化和转移过程中总量既不会增加，也不会减少．故B错误．
C、能量在转化和转移过程中，其总量保持不变，但品质越来越差，即可利用率越来越低，故必需节约能源．故C错误．
D、根据机械能守恒定律的内容可知，只有重力或弹簧的弹力对物体做功时，物体的机械能守恒；故D正确；
故选：D．
水能是可再生能源，可持续地利用它来发电，为人类提供“清洁”的能源，若一水力发电站水库的平均流量为Q（m3/s），水的落差为h（m），发电的效率为η，则全年发电量为______kw•h．[水的密度：ρkg/m3]．
正确答案
8.76Qρghη
解析
解：每秒钟落下的水的质量：
m=ρ水V=ρQ
每秒钟落下的水做功：
W水=GH=mgH=ρQgH
η=
每秒钟流水发电的电能：
W电=W水η=ηρQgH
全年发电量：
W=W电×3600×24×365=8.76Qρghη（KWh）
答：全年发电量是8.76Qρghη度．
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