- 能源的开发与利用
- 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全部转化为电能，则发电机的电功率为（ ）
A
B
C
D
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=
故选：D．
一辆总质量为M=6.0×102kg的太阳能汽车，使用太阳能电池供电．它的集光板能时刻正对着太阳．车上有一个直流电阻r=4.0Ω的电动机．太阳能电池可以对电动机提供U=120V电压和I=10A的电流．已知太阳向外辐射能量的总功率为P总=3.9×1026W．太阳光穿过太空和地球周围的大气层到达地面的过程中有大约28%的能量损耗．太阳光垂直照射到地面上时，单位面积的辐射功率P0=1.0×103W/m2．半径为R的球面积公式为S=4πR2．（取g=10m/s2，
（1）这辆太阳能汽车正常工作时，车上电动机将电能转化为机械能的效率是多少；
（2）若这辆车在行驶过程中所受阻力是车重的0.05倍．求这辆车可能行驶的最大速度；
（3）根据题目所给出的数据，估算太阳到地球表面的距离．
正确答案
解析
解：（1）电动机的功率为：P=UI=120V×10A=1200W，
电动机的热功率为：P热=I2r=（10A）2×4.0Ω=400W，
电动机的效率为：η=
（2）电动机输出的机械功率为：P机=P-P热=1200W-400W=800W
当汽车以最大速度行驶时有：F牵=f=0.05mg=0.05×6.0×102kg×10N/kg=300N，
根据：P机=F牵vm=fvm
可得：vm=
（3）设太阳到地面的距离是R，以太阳为球心，以R为半径的面积为：
S=4πR2，
由题意可知太阳光穿过太空和地球周围的大气层到达地面的过程中有大约28%的能量损耗．则有：
P0=
将S=4πR2 代入上式，解得：
R=
答：（1）车上电动机将电能转化为机械能的效率是66.7%；
（2）这辆车可能行驶的最大速度为2.67m/s；
（3）根据题目所给出的数据，估算太阳到地球表面的距离为1.5×1011m．
下列能源中属于可再生能源的是（ ）
正确答案
解析
解：A、石油属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故A错误；
B、水力发电能够连续利用，不会枯竭，是可再生能源，故B正确；
C、煤炭属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故C错误；
D、天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，D错误；
故选B．
下列能源中，属于新能源的是（ ）
正确答案
解析
解：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、海洋能、氢能和核能等．而电能、煤和石油、天然气、水能等人类早已大范围使用，且技术也十分成熟，不属于新能源．
故选：CD．
下面关于能源的说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、常规能源用完后不能再生，能源是有限的；故A错误
B、大量消耗能源会使环境恶化；但不消耗能源人类是无法生存的；故不能不利用能源；故B错误；
C、能量是不能被创造和消失的；故C错误；
D、能量的利用过程实质上是能量的转化和转移过程；故D正确；
故选：D．
在地球表面上横截面积为3×10-2m2的绝热圆筒内装0.6kg的水，太阳光垂直照射了2min后，水温升高了1℃．设大气顶层的太阳能只有45%到达地面，试估算出太阳的全部辐射功率为______（设太阳与地球表面之间的平均距离为1.5×1011m，水的比热容为4.2×103J/kg℃）
正确答案
4.4×1026W
解析
解：横截面积是3×10-2m3的圆筒在2min内吸收的热量：
Q=cm△t=4.2×103×0.6×1J=2.52×103J
在阳光直射下，地球表面每平方米每秒钟获得的能量为：
E=
每平方米每秒钟射到大气顶层的太阳能总量为：
E0=
太阳辐射的功率为：
P=E0•4πr2
代入数据解得：
P=4×1026W
得：p=4×1026W
故答案为：4.4×1026W
煤、石油、天然气和生物能作为能源的共同特点是（ ）
正确答案
解析
解：非可再生资源是指经人类开发利用后蕴藏量不断减少，在相当长的时间内不可能再生的自然资源，主要是指自然界的各种矿物、岩石和化石燃料，例如金属矿产、非金属矿产、煤炭、石油、天然气等矿产资源．故煤、石油、天然气及生物能共同点为不可再生能源，用一点，少一点；它们都是来自于太阳的辐射形成的能源；且对环境均会带来污染；
故选：BCD
能量守恒定律是人类认识自然的最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、不同形式的能量之间可以相互转化，总量不变；故A错误；
B、能量不能被创生，也不能被消灭，故B错误；
C、能量虽然是守恒的，总量不变，但是我们可以利用的能源是有限的，故一定要注意节约能源，防止能源危机；故CD错误；
故选：A．
以下说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：煤、石油、天然气等是化石燃料，是由古代动植物的遗体转化来的，而动植物体内的能量最初都可以追溯到太阳能，故A正确．
B、温度是分子平均动能的标志，温度不变，分子平均动能不变，故B错误；
C、能量耗散说明物理过程的方向性，故C错误
D、气体的压强是由气体分子频繁碰撞容器壁产生的，气体压强与容器内气体所受重力无关，故D错误
故选：A
随着工业的发展和家用电器的普及，电能危机已迫在眉睫．节约用电是我们都应养成的良好习惯．下列几种做法能够节约用电的是：______、______、______（将正确的全部选出，只需填字母代号）．
A．随手关闭不使用的电器，如随手关灯等；
B．夏天使用空调时温度设置不要过低；
C．选用高效节能的家用电器，如节能灯等；
D．长时间不使用的电视、电脑为了方便，应该处于待机状态；
E．天气过热，打开冰箱门来降低室温．
正确答案
A
B
C
解析
解：A．随手关闭不使用的电器，如随手关灯等能节约用电；
B．夏天使用空调时温度设置不要过低，能节约用电；
C．选用高效节能的家用电器，如节能灯等能有效节约用电；
D．长时间不使用的电视、电脑为了方便，应该处于待机状态，将多消耗一些电能，不能节约用电；
E．天气过热，打开冰箱门，则冰箱处于工作状态，消耗的电能转化为室内的热量，而冰箱内外的内能不变，所以不能降低室温．
故答案为：A、B、C
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．
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．
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