(2007年全國初中應用物理知識競賽)空氣的流動形成風,風具有能量,稱為風能。風能具有來源豐富、安全衛(wèi)生等優(yōu)點。圖2A是我國某地區(qū)風力發(fā)電的外景圖。風力發(fā)電機中的葉片在風力的推動下轉(zhuǎn)動,并帶動機頭發(fā)電機發(fā)電,為人們提供電能。設(shè)該地區(qū)空氣密度為1.3kg/m3,一臺風車的輪葉轉(zhuǎn)動時可以形成面積為600m2的圓面。
(1) 、若風速為10m/s,則ls內(nèi)沖擊到風車輪葉形成的圓面的空氣質(zhì)量是多少kg?已知1kg空氣以這樣的速度運動時具有的動能是50J,10臺這樣的風車工作ls所產(chǎn)生的電能可供1盞“220V 60W”燈炮正常工作2h,求這種風車發(fā)電的效率。
(2)、若此地年平均風速為15m/s,100臺這樣的風車一年(工作時間按4000h計算)獲得的風能相當于完全燃燒多少kg煤?(煤的熱值為3×107J/kg)
(3)、請你結(jié)合風力發(fā)電的實際情況及圖4中的有關(guān)信息說明自前風力發(fā)電開發(fā)的困難和前景。
解析:(1).每秒鐘通過的空氣流的長度為:L=vt=10m/s×1s=10m。
每秒鐘通過風車輪葉形成的圓面空氣流的體積V=SL=600m2×10m=6×103m3。
每秒鐘通過風車輪葉空氣流的質(zhì)量為:m=rV=1.3kg/m3×6×103m3=7.8×103kg。
1臺風車工作1s獲得的空氣的動能為:E0=7.8×103kg×50J/kg=3.9×105J。
10臺風車工作1s獲得的空氣的動能為:E=10 E0=10×3.9×105J=3.9×106J。
10臺風車工作1s產(chǎn)生的電能為:E電=Pt=60W×2×3600s=4.32×105J
風車發(fā)電的效率為:η= E電/E×100%=4.32×105J/3.9×106J×100%=11%。
(2).100臺風車1s獲得的風能為 E0‘=100×12×104J=12×107J
100臺風車一年獲的風能為 E總=4000×3600×1.2×107J=1.728×1014J
如果這些能量是由完全燃燒煤來獲得,則煤的質(zhì)量應為:
m=E總/q=1.728×1014J/3×107J/kg=5.76×106kg
(3).風力發(fā)電的實際困難為:風力不穩(wěn)定,前期投資大,導致風力發(fā)電成本較高等。
前景:隨著技術(shù)不斷的成熟,成本下降較快,有望低于火力發(fā)電成本;風力發(fā)電對環(huán)境幾乎沒有污染等。
【點評】此題以風車發(fā)電為切入點,考查密度、動能、能量、效率、熱值及其相關(guān)知識點。
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(2006全國初中應用物理知識競賽河南預賽)小明對“電磁鐵”提出了以下兩個問題,請你回答:
(1)怎樣使電磁鐵的磁性變強?請找出兩種解決辦法。
(2)要使電磁鐵的南北極相互顛倒,可采用什么辦法?
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(第14界全國初中應用物理知識競賽)電視機的開啟和關(guān)閉可以通過遙控器實現(xiàn)。遙控器用來控制電視機的是[ ]
A.紅光 B.紅外線
C.紫光 D.紫外線
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(2011全國初中應用物理知識競賽初賽)空氣熱源型熱泵熱水器是利用空氣作為低溫物質(zhì),通過介質(zhì)〔工作物質(zhì))吸收空氣中的熱能,再利用熱泵技術(shù)(類似電冰箱工作原理)消耗少量的電能驅(qū)動壓縮機,使介質(zhì)成為高溫物質(zhì)并對冷水進行加熱。熱泵熱水器具有高效節(jié)能、不受天氣影響等優(yōu)點,已列人國家推廣火炬計劃。則該種熱水器內(nèi)介質(zhì)汽化的發(fā)生位置和吸放熱情況是( )
A.在低溫物質(zhì)處,介質(zhì)從空氣中吸熱 B在低溫物質(zhì)處,空氣從介質(zhì)中吸熱
C.在高溫物質(zhì)處,介質(zhì)從冷水中吸熱 D在高溫物質(zhì)處,冷水從介質(zhì)中吸熱
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小燈泡(點光源)發(fā)出的光沿半徑向外傳播,在單位時間內(nèi)通過與傳播方向垂直的單位面積的光能叫做光強。有同學設(shè)計并進行了如圖 所示的實驗:將一個“6伏,8.0瓦”的小燈泡接入電路,使之正常發(fā)光,在燈泡燈絲的同一水平面、正對光線方向放一個光強傳感器,以測定與光源間距為d時相應的光強值I,測得多組數(shù)據(jù);將數(shù)據(jù)標在I-1/d2坐標圖上,得到一根過原點的直線。根據(jù)圖線,求出該小燈泡將電能轉(zhuǎn)化為光能的效率。(已知球表面積計算公式為S=4πR2,R為球半徑)
(2)(6分)L1、L2為兩盞額定電功率為200瓦照明用的路燈,其發(fā)光效率與光能的傳播規(guī)律同上述實驗。L1, L2安裝在離地面高5米處,P為路燈連線中點的正下方路面上的一點,為使照射到P點的光強不小于0.013瓦·米-2,則相鄰兩盞路燈之間的最遠距離為多少?
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(2012全國初中應用物理知識競賽)如圖11甲所示為某型號汽車的自動測定油箱內(nèi)油量的電路原理圖,其中電源兩端的電壓恒為24V,R0為定值電阻,A為油量指示表(一只量程為0~0.6A的電流表),Rx為壓敏電阻,它的上表面受力面積為10cm2,其阻值與所受壓力的對應關(guān)系如圖11乙所示。油箱的上下兩部分皆為長方體形狀,下半部分的橫截面積為、20dm2,高為2dm,上半部分的橫截面積為10dm2,油箱加滿油時油的總體積為60dm3。當油箱裝滿油時,油量指示表的示數(shù)如圖11丙所示。已知:ρ汽油=0.7×103kg/m3,取g=10N/kg。
1.當油箱內(nèi)汽油用完時,油量指示表的指針指向某一位置,求此位置所對應的電流值是多少;
2.若汽車在高速公路勻速行駛400km,油量表由滿刻度指向滿刻度的位置,求該汽車每行駛100km消耗汽油多少升;
3.在上面第(2)問所述的行駛過程中發(fā)現(xiàn),油量表的示數(shù)在開始運動的一段時間內(nèi)變化較快,而后來一段時間內(nèi)變化較慢,請解釋其中的原因。
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在描述物體的運動和靜止時,總要選取某一物體作為______.如果一個物體的位置相對于這個標準發(fā)生了變化,就說它是______的;如果沒有變化,就說它是______的.這個作為標準的物體叫做________.
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小明喜歡打籃球,更喜歡觀看電視轉(zhuǎn)播的CBA比賽.他發(fā)現(xiàn):運動員始終處于電視屏幕上,但我們卻感覺運動員在球場上來回不停地跑動.這是為什么呢?對此,小明設(shè)計了一個實驗:在桌面上安裝一條滑軌,上面放著一幅帶輪子的背景畫,前面放一個小卡通人物畫.請你按照實驗自己試一試.
(1)當推動背景畫向左運動時,會感覺到卡通小人向______(填“左”或“右”)跑.產(chǎn)生這種感覺的原因是__________________________.
(2)籃球運動員始終處于屏幕上,我們?yōu)槭裁磿杏X他們在跑動呢?
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