- 能量转化与守恒定律
- 共241题
要建造一座功率输出容量为1000MW 的太阳能发电 厂，如果太阳能收集器是由效率为90% 的光电池和反光镜组成的，它们产生的蒸汽供给涡轮发电机，效率为30%，问收集器必须占多大面积的土地？（已知地球表面太阳的辐射功率约为1.4 kW/m2 ）
正确答案
解：设收集器的占地面积为S
则由功率关系可得P光·S ·η1 ·η2=P 电
所以S=
如图所示，皮带始终保持v=6m/s的速度顺时针运转，一个质量为m=1.0 kg、初速度为零的小物体放在传送带的左端，若物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.15，传送带左右两端距离为s=6.75 m。(g取10 m/s)求：
(1)求物体从左端运动到右端的时间；
(2)设皮带轮由电动机带动，求物体在皮带上从左端运动到右端消耗的电能。
正确答案
解：(1)假设物体一直做匀加速运动
物体在皮带上运动的加速度a=μg=1.5 m/s2
设从左端到右端的时间为t
由
v=at=4.5 m/s<6 m/s
所以运动时间为3s
(2)克服摩擦力做功为Wf=μmg△s=0.15×1×10×(3×6-6.75) J=16.9 J
小物体动能的增量
消耗的电能E=Wf+△Ek=(16.9+10.1)J=27 J
已知地球的半径R=6. 37 ×106 m，太阳与地球的距离为1.5 ×1011 m，太阳光以平行光束射到地面．地球表面
(1)估算整个地球表面的年平均降雨量．（以毫米表示， 地球面积为4πR2）
(2)太阳辐射到地球的能量中约有50%到达地面，W只是其中的一部分，太阳辐射到地球的能量没有全部到达地面，这是为什么？（列举两个理由）
正确答案
解：(1) 设太阳一年中辐射到地球水面部分的总能量为W=1. 87 ×1024J
设凝结成雨滴，每年降落到地面上水的总质量为m ，
由题意得
设使地球表面覆盖一层水的厚度为h，水的密度为ρ
则m=ρ·4πR2·h，
则h=
可见整个地球表面年平均降雨量约为1. 01×103 mm.
(2)大气层的吸收，大气层的散射或反射，云层遮挡等，
我国是一个能源消耗大国，也是一个能源缺乏的国家，因此节能对我国的意义特别重大，我国曾经执行过“夏时制”，目的是通过改变作息时间节约能源，
(1)每个家庭每天晚上提早一个小时休息，我国一年可减少多少电能的消耗？
(2)如果是烧煤发电，一年可少消耗多少吨煤？（我国人口按13 亿计算，假设每个家庭平均人口为5个人，晚上每个家庭平均用于照明的电功率为100W，煤燃烧值为3 ×107J/kg，发电效率为20% ）
正确答案
解：(1)我国拥有家庭个数
每天可节约电能E=Pt=2.6×108×100×10-3×1 kW·h=2.6×107 kW·h
一年有365天
总共可节约电能365×2.6×107 kW·h=9.49×109 kW·h ≈3.4×1016J
(2)这些电所需煤的质量
在一个质量为0.5 kg 的重物上安装一根极轻的细棒（设细棒足够长），按如图所示的那样，用手在靠近重物处握住细棒，使重物静止，握细棒的手不动，稍稍减小握力，使手和细棒间保持一定的摩擦力，让重物和细棒保持一定的加速度下落，在起初的1.0s 内，重物下落了0. 50 m ，在此过程中手和细棒之间所产生的热量占势能变化量的___% ．（取g=10 m/s2 ）
正确答案
90
扫码查看完整答案与解析