热门试卷

太阳能烟囱式热力发电原理，像种蔬菜大棚一样的太阳能集热棚将太阳能收集起来，对空气加热，热空气进入烟囱，由于烟囱内热空气的压强大于外界的大气压，在烟囱中就会形成强大的热气流，推动安置在烟囱底部的空气涡轮发电机发电，已知太阳每平方米的辐射功率为P0，太阳集热棚的面积为S0，烟囱内部的半径R，烟囱底部与外界冷空气的压强差为△P，烟囱内热空气的密度为ρ，热空气的动能转化为电能的效率为η，不考虑发电过程中空气温度的变化．求：

（1）烟囱内热空气的流速；

（2）发电机的发电功率．

小李想通过估测煤气灶烧水时的效率．他在开水壶里装了体积2.5L的水，测得烧水前的水温是15℃，水烧开后便停止加热．烧水前煤气表示数是69.334m3，烧水后煤气表的示数为69.441m3．为了得出煤气灶烧水的效率，他还要知道什么数据？请用字母表示相关数据，指出所用的单位，列出计算其效率的表达式．

2010年11月5日，在新疆召开的“引渤入疆”（指引渤海水进入新疆）研讨会，引起了全国舆论的广泛关注．其中一个方案是：从天津取水，由黄旗海-库布齐沙漠-毛乌素沙漠-腾格里沙漠-乌兰布和沙漠-巴丹吉林沙漠，走河西走廊，经疏勒河自流进入罗布泊．此路径中最高海拔约为1200m，从罗布泊到下游的艾丁湖，又有近1000m的落差．此方案是否可行，涉及到环境、能源、技术等多方面的因素．下面我们仅从能量角度来分析这个方案．取重力加速度g=10m/s2，水的密度 ρ1=1.0×103kg/m3．

（1）通过管道提升海水，电能的利用率η1=60%，将1吨海水提升到海拔1200m，需要耗多少电能？利用水的落差发电，发电效率也为η1=60%，在1000m的落差中1吨水可以发多少电能？

（2）如果每年调4×109m3海水入疆，尽管利用落差发的电可以全部用来提升海水，但还需要额外提供电能．

（i）额外需要的电能可从三峡水电站输送．已知三峡水电站水库面积约1.0×109m2，年平均流量Q=5.0×1011m3，水库水面与发电机所在位置的平均高度差h=100m，发电站的发电效率η1=60%． 求：在一年中“引渤入疆”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例．

（ii）我国西北地区风能充足，额外需要的电能也可通过风力发电来解决．通过风轮机一个叶片旋转一周扫过面积的最大风能为可利用风能．取空气密度ρ2=1.25kg/m3．某风力发电机的发电效率η2=40%，其风轮机一个叶片旋转一周扫过的面积S=400m2．某地区风速不低于υ=10m/s的时间每年约为5500小时（ 合2.0×107s ）． 求：在该地区建多少台这样的风力发电机才能满足“引渤入疆”工程额外需要的电能？

据统计，北京地区某太阳能综合利用示范楼每天发电200kw•h，若太阳能的转化率为45%，且北京地区太阳能年辐射量为1500kw•h/m2，则太阳能集热器的面积大约是多少？

太阳能热水器内盛有40kg的水，在阳光照射下，水的温度升高了25℃，求：水吸收的热量．（c水=4.2×103J/（kg•℃）

有一座城市，经常受到大风和风沙的侵扰．为了合理使用新能源，计划建造风能发电站或太阳能发电站．请用物理学知识，指出建造哪种类型的发电站更合适，并请说明理由．

（2015秋•太原期末）传统燃料能源正在减少，对环境造成的危害日益严重．同时全球还有20亿人得不到正确的能源供应，这时太阳能以其独有的优势成为人们重视的焦点．太阳能发电应运而生，但是，由于地面太阳能有间歇性和随机性，并且受气候和环境的影响，人们便设想设立空间电站．

空间站是将太空站建在地球同步轨道上，其发电原理如图所示，在太阳能收集板上铺设太阳能电池，通过光电转换太阳能变成电能，在经微波转换器将电流转成微波．并通过天线将电能以微波的形式向地面发射，地面接收站通过天线还原成电能．

已知S1=1m2的太阳能电池板发电的电功率为P1=10kW，空间电站巨大的太阳能电池板面积可达S2=5.0×109m2，求：

（1）该电站发电功率P2是多少？

（2）利用微波传输电能，输电效率η可达80%，计算地面接受的实际功率P实？

（3）一个太阳灶平均每平方米每分钟吸收太阳能8.4×104J，其转化效率是15%，那么表面积为2m2的太阳灶将太阳能转换成内能的功率是多少？

汽车行驶时，要消耗汽油，尽可能详细地说明汽油燃烧时释放的化学能通过哪些途径转化成了周围环境的内能．

（2015秋•长沙校级月考）进入21世纪，低碳环保，注重新能源的开发与利用的理念，已经日益融入生产、生活之中，某节水喷灌系统如图所示，喷口距地面的高度h=1.8m，能沿水平方向旋转，喷口离转动中心的距离a=1.0m水可沿水平方向喷出，喷水的最大速率v0=10m/s，每秒喷出水的质量m0=7.0kg．所用的水是从井下抽取的，井中水面离地面的高度H=3.2m，并一直保持不变．水泵由电动机带动，电动机电枢线圈电阻r=5.0Ω．电动机正常工作时，电动机的输入电压U=220V，输入电流I=4.0A．不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的最大输入功率．水泵的输出功率与输入功率之比称为水泵的抽水效率．（计算时π取3，球体表面积公式S=4πr2）试求：

（1）假设系统总是以最大喷水速度工作，求水泵的抽水效率η；

（2）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%．）

国际空间站安装的太阳能电池板长L=73m，宽d=12m，将太阳能转化为电能的效率为η=20%，该空间站绕地球做匀速圆周运动（离地面的高度远小于地球半径），且有一半的时间在地球的阴影内，在电池板发电的时间内须将电能的一部分储存在蓄电池内，以供空间站处于阴影区时使用．已么太阳能辐射的总功率P0=3.83×1026W，日地距离为R0=1.5×1011m（远大于地球半径）．由以上数据：

（1）估算国际空间站所在处单位面积所接收的太阳能功率；

（2）这个太阳能电池权能对空间站提供的平均电功率是多少？

某海湾共占面积1.0×107m2，涨潮时水深20m，此时关上水坝闸门，可使水位保持20m不变，退潮时，坝外水位降至18m，假如利用此水坝建水力发电站，且重力势能转化为电能的效率为10%，每天有两次涨潮，问该电站一天能发出多少电能（g=l0m/s2）

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．

地球表面所受太阳辐射热为75600J/dm2，阳光经过一个直径为1m的太阳灶曲面，20分钟能接受多少太阳能？它相当于完全燃烧多少干木柴所产生的热量？

一辆公共汽车载着30位乘客行驶了200km，消耗汽油300L．一个人骑自行车行驶1km，平均消耗能量6.7×104J．公共汽车载客每人每千米消耗的能量是自行车的多少倍？（每升汽油完全燃烧放出的热量为3.4×107J）