- 能源的开发与利用
- 共285题
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
下列能源中不属于一次能源的是（ ）
正确答案
解析
解：A、太阳能能直接从自然界获得，是一次能源，故A不符合题意；
B、天然气能直接从自然界获得，是一次能源，故B不符合题意；
C、汽油是从石油中提炼出来的，属于二次能源．故C符合题意；
D、潮汐能能直接从自然界获得，是一次能源，故D不符合题意．
本题选择不属于一次能源的，故选：C
（ρ海水取1.0×103kg/m3，g取10m/s2）
正确答案
解析
解：利用潮汐发电，就是水的重力势能转化为电能，水能转化电能的效率是10%，一次涨潮，退潮后水坝内水的势能增加：
W水=G△h=mg△h=ρ水Vg△h=ρ水Shg△h=ρ水Sgh△h，
△h为水的重心下降的高度，即：△h=
则水的势能可转变为电能：
W电=W水×10%=ρ水Sgh△h×10%=1.0×103kg/m3×5.0×108m2×10N/kg×3m×（1.5m）×0.1J=2.25×1012J．
每天2次涨潮，则该电站一天能发电4.5×1012J，所以每天的平均功率为P=
故选：B．
核能、风能等新能源是近来能源发展的重点方向之一．与煤、石油等传统能源相比较，核能具有哪些优点和缺点？
正确答案
解析
解：当今人类利用的常规能源是化石燃料，包括煤、石油、天然气等，利用的新能源是太阳能、核能、地热能、海洋、风能等，新能源与煤、石油等传统能源相比较，其
核能的优点是核裂变产生的能源比使用煤和石油更加清洁；产能更多．核能的缺点是核裂变反应造成的核废料具有放射性，难处理；建造成本高．
风力发电的优点是取之不尽用之不竭，缺点是不够稳定．
答：核能的优点是核裂变产生的能源比使用煤和石油更加清洁；产能更多．核能的缺点是核裂变反应造成的核废料具有放射性，难处理；建造成本高．
风力发电的优点是取之不尽用之不竭，缺点是不够稳定．
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．
关于能量耗散，下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、B、C、能量耗散的过程中能量向品质低的大气内能转变，但是总的能量是守恒的，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，但有方向性，故AB错误，C正确．
D、能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有的方向性，机械能可以自发地转化为内能，但内能不可能全部转化为机械能而不引起其它变化，故D错误．
故选：C．
下列关于能源开发和利用的说法中，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、能源利用是将一种形式的能转化为另一种形式能的转化过程，并不是单纯的应用内能；故A错误，C正确；
B、常规能源包括煤、石油和天然气等，太阳能、风能、地热等为新能源；故B错误；
D、在能源利用上，要注意独立自主，不能单纯依赖外国；故D错误；
故选：C．
在第二十九届奥运会上“绿色、科技、人文”的理念深入人心．如在奥运村及奥运场馆内大量使用太阳能路灯，其光电转换装置在阳光照射下把太阳能转换为电能储存起来，供夜晚照明使用．在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达20%，可产生24V电压，产生2.5A的电流，则每分钟该路灯可转化的太阳能为（ ）
正确答案
解析
解：路灯正常工作消耗电功率：
p=UI=24×2.5=60w
若设电池组吸收太阳能的功率为：P′，则有：
p=20%•P′，
即：p′=120w；
W′=P′t=120×60=7200J
即：每秒该路灯可转化的太阳能为7200J
故选：C
关于能源的利用中，下列说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、能源不是能量，自然界的能量是守恒的，但是能源是有限的，故需要节约能源，故A错误；
B、根据能源消耗后是否造成环境污染可分为污染型能源和清洁型能源，污染型能源包括煤炭、石油等，燃烧后产生的大量含硫化合物和二氧化碳，会造成空气污染和温室效应，故B正确；
C、能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的，故C正确；
D、能量耗散使除内能外的其他能转化为内能，故一座城市的能量耗散使其环境温度略高于周围农村的环境温度，故D正确；
本题选错误的；故选：A．
（2015秋•如东县期末）低碳生活，就是指生活作息时药尽力减少所消耗的能量，特别是二氧化碳的排放量，从而低碳，减少对大气的污染，减缓生态恶化，“低碳”要求我们节约及高效利用能源．关于能源与能量，下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、能源利用后会减少，如煤和石油等，而能量只会转化或转移，但不会消失，故A选项错；
B、自然界中的石油、煤炭等能源是不可再生资源，不能供人们长久使用，而是越用越少，故B选项错；
C、为使能源可持续利用，解决能源危机，人类应多开发和利用风能、太阳能、核能等新能源，故C正确；
D、能量既不会凭空消灭，也不会凭空创生，故D选项错误．
故选：C．
某学校的供水系统先将河水经净化处理，然后用电动机带动离心水泵将水送到20m高水塔的蓄水池中．已知这台电动机的工作电压为380V，正常工作时输入电动机的电功率为3.8kW，电动机的绕线电阻为1Ω，供水系统的机械效率为70%，水的密度为1.0×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2．
（1）求电动机正常工作时内阻消耗的热功率；
（2）若这台电动机的发热功率不得超过10kW，则当电动机被卡住时是否会烧坏？
（3）求这一供水系统每小时向蓄水池蓄入多少立方米的水？（不计出水口处水流的速度）
正确答案
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=100W ③
（2）电动机被卡住时，相当于纯电阻电路，则：
可知发电机将被烧坏．
（3）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 ④
设质量为M的河水增加的重力势能为△Ep，则△Ep=Mgh ⑤
设电动机的输出功率为P0，则P0=P-Pr ⑥
根据能量守恒定律得P0t×70%=△Ep ⑦
代人数据解得：V=46.62m3
答：（1）电动机内阻消耗的热功率为100W；
（2）若这台电动机的发热功率不得超过10kW，则当电动机被卡住时会烧坏；
（3）这一供水系统每小时向蓄水池蓄入46.62立方米的水．
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=100W ③
（2）电动机被卡住时，相当于纯电阻电路，则：
可知发电机将被烧坏．
（3）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 ④
设质量为M的河水增加的重力势能为△Ep，则△Ep=Mgh ⑤
设电动机的输出功率为P0，则P0=P-Pr ⑥
根据能量守恒定律得P0t×70%=△Ep ⑦
代人数据解得：V=46.62m3
答：（1）电动机内阻消耗的热功率为100W；
（2）若这台电动机的发热功率不得超过10kW，则当电动机被卡住时会烧坏；
（3）这一供水系统每小时向蓄水池蓄入46.62立方米的水．
太阳能是21世纪重点发展的能源之一，太阳能汽车是利用太阳能电池将接受到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车．太阳能实验车上的太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积S=8m2，太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为P0=1kw，在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为U=120V，并对车上的电动机提供I=10A的电流，试问：
（1）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是______；
（2）如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为150N，则汽车的行驶速度是______ m/s．
正确答案
解：（1）太阳能电池的面板接收到的太阳能的功率为
P太=P0S=1×103W×8=8000W
转化为太阳能汽车的电功率为
P电=UI=120V×10A=1200W
太阳能电池将太阳能转化为电能的效率：
η1=
（2）设汽车的转化效率为η2，则汽车的机械功率为
P机=P电×η2=1200W×75%=900W
当汽车匀速行驶时，
P机=
v=
故答案为：（1）15%；
（2）6m/s
解析
解：（1）太阳能电池的面板接收到的太阳能的功率为
P太=P0S=1×103W×8=8000W
转化为太阳能汽车的电功率为
P电=UI=120V×10A=1200W
太阳能电池将太阳能转化为电能的效率：
η1=
（2）设汽车的转化效率为η2，则汽车的机械功率为
P机=P电×η2=1200W×75%=900W
当汽车匀速行驶时，
P机=
v=
故答案为：（1）15%；
（2）6m/s
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