- 能源与可持续发展
- 共285题
风能是一种环保型能源.风力发电是风吹过风轮机叶片,使发电机工作,将风的动能转化为电能.设空气的密度为ρ,水平风速为v,风力发电机每个叶片长为L,叶片旋转形成圆面,设通过该圆面的风的动能转化为电能的效率恒为η.某风力发电机的风速为6m/s时,发电机的电功率为8kW,若风速为9m/s,则发电机的电功率为( )
正确答案
解析
解:(1)叶片旋转所形成的圆面积为S=πL2
t秒内流过该圆面积的风柱体积为V=Svt=πL2vt
风柱体的质量为 m=ρV=ρπL2vt
风柱体的动能为Ek==
发出的电功率为p==
ηρπL2v3,
故发电机的电功率与风速成三次方关系,所以=
,代入数据得p2=27kW
故选:C.
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、能量的转化和转移具有方向性即朝可利用率低的方向转化,且现有可利用的能源有限,故必须节约能源,故D正确.
故选:D.
如图为风力发电机的示意图,风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受的风能的面积.设空气密度为ρ,气体流速为v,风轮机叶片长度为r.单位时间内流向风轮机的最大风能是______.在风速和叶片数确定的情况下,要提高风轮机单位时间接受的风能,写出一种可采取的措施是______.
正确答案
增加风轮机叶片长度、宽度、安装调向装置保持风轮正面迎风等
解析
解:单位时间内流向风轮机的最大风能功率为:Pm==
=
=
ρπr2v3
依据公式可知,要提高风轮机单位时间接受的风能,可以增加风轮机叶片长度、宽度、安装调向装置保持风轮正面迎风等.
故答案为:,增加风轮机叶片长度、宽度、安装调向装置保持风轮正面迎风等.
(2015秋•温州月考)太阳能汽车是利用太阳能电池板将太阳能转化为电能工作的一种新型汽车,已知太阳辐射的总功率约为4×1026W,太阳到地球的距离约为1.5×1011m,假设太阳光传播到达地面的过程中约有40%的通量损耗,某太阳能汽车所用太阳能电池板接收到的太阳能转化为机械能的转化效率约为15%.汽车太阳能电池板的面积为8m2,如果驱动该太阳能汽车正常行驶所需的机械功率20%来自于太阳能电池,则该太阳能汽车正常行驶所需的机械功率为(已知半径为r的球表体积为S=4πr2)( )
正确答案
解析
解:太阳的总功率分布在半径是1.5×1011m的球面上,则单位面积上的功率P0==
=1.42×103W/m2;
汽车吸收到的太阳功率P1=(1-40%)×15%P0×8
则汽车需要的功率约为:P总==
≈5Kw;
故选:B.
PM2.5主要来自化石燃料、生物质、垃圾的焚烧,为了控制污染,要求我们节约及高效利用能源.关于能源和能量,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、煤、石油虽然是当今人类利用的主要能源,但不能短期内从自然界得到补充,是不可再生能源,故A错误;
B、太阳能和风能,包括水能等都是可再生资源且为清洁能源,应该尽量开发,故B正确;
C、D、能量虽然守恒,但有些能量使用以后不可能再被利用,所以要节约资源,但能量是不会减少,也不会被消灭掉的,只是形式发生转变,故C错误,D错误;
故选:B.
下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、常规能源也叫传统能源,是指在现阶段已经大规模生产和广泛使用的能源,故核能是新能源,故A错误;
B、煤、石油、天然气是常规能源,故B正确;
C、大量消耗常规能源产生了大量的二氧化碳气体,导致“温室效应”,故C正确;
D、燃烧煤炭时产生的二氧化硫使雨水酸度升高,形成酸雨,故D正确;
本题选择不正确的,故选A.
发电机是把其他形式的能转化为电能的机器,位于琼海万泉河上的牛路岭水电站发电过程主要是把______能转化为电能;澄迈马村火力发电厂的发电过程主要是把______能转化为电能;正在兴建的昌江核电站的发电过程主要是把______能转化为电能.
正确答案
机械能
内(或热)
核
解析
解:水力发电站是利用水的机械能转化为电能;而火力发电站是利用煤的内能转化为电能;而核电站是将核能转化为电能;
故答案为:机械;内(或热);核.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、功率与机械能效率没有任何关系;故A错误;
B、省力又省位移的机械是不可能存在的;故B错误;
C、可持续发展要减少对矿产能源的依赖,优先研究开发太阳能、风能等可再生能源;故C正确;
D、机械能可以完全转化为内能,但内能不能自发地完全转化为机械能,除非引起其他方面的变化;故D错误;
故选:C.
“神舟”九号飞船上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的.由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应.“神舟”九号飞船上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池.在正常照射下,太阳能电池的光电转换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6V的电动势,可获得0.1A的电流,则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是( )
正确答案
解析
解:电阳能电池每秒产生的电能为:
W=UIt=0.6V×0.1A×1s=0.06J;
则照到太阳能电池上的光能为:
W光==
=0.26J;
故选:C
西部大开发中的三大工程之一是“西电东送”.西部有丰富的水能,它是可再生能源,可持续利用它发电.若有一水力发电站水库的平均流量为1×103 m3/s,落差为100m,发电效率为60%,则该发电站的发电功率为多少:(取g=10m/s2)
正确答案
解析
解:每秒钟落下的水的质量:
m=ρV=ρQ=1×103 kg/m3×1×103 m3/s×1s=1×106kg,
每秒钟落下的水做功:
W水=GH=mgH=1×106kg×10N/kg×100m=1×109J,
每秒钟流水发电的电能:
W电=W水η=1×109J×60%=6×108J,
故发电功率为:
=6×108W.
答:该发电站的发电功率为6×108W.
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