第6章 能源与可持续发展(单元自测·基础达标练)物理鲁科版必修第三册
2026-07-30
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理鲁科版必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第6章 能源与可持续发展 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | 能源与可持续发展 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.52 MB |
| 发布时间 | 2026-07-30 |
| 更新时间 | 2026-07-30 |
| 作者 | 学科精品屋 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59028351.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
高中物理第6章能源与可持续发展单元复习卷,以长征火箭、海上风电等科技前沿情境为载体,覆盖能量转化、守恒及可持续发展核心知识,适配基础达标训练,强化能量观念与科学态度。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|15/60|能源分类(如太阳能)、能量转化方向性(如熵增)、守恒定律|结合天宫一号等情境,基础概念辨析与理解|
|计算题|3/40|风能利用效率(叶片扫风面积)、新能源汽车能量回收|真实问题建模,综合应用能量观念与科学推理|
内容正文:
第6章 能源与可持续发展 章节复习
(分层作业-基础达标练)(解析版)
姓名: 准考证号:
本试题卷分选择题和非选择题两部分,满分100分,考试时间90分钟。
考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内,作图时先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4.可能用到的相关参数:重力加速度g取10m/s2。
选择题部分
一、选择题(本题共15小题,每小题4分,共60分。)
1.2022年7月13日,我国用长征三号乙型运载火箭成功将天链二号03星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。如图所示,卫星两翼的太阳能电池板把太阳能转化为电能供卫星使用。关于电源、能源与可持续发展,下列说法正确的是( )
A.干电池、蓄电池对外供电时,电能转化为化学能
B.在能的转化和转移的过程中,能量的总量减少
C.能量的转移或转化过程中,是具有方向性的
D.修建水电站利用水能发电更清洁、安全,有百利而无一害
【答案】C
【详解】A.干电池、蓄电池对外供电时,电池内部发生化学变化,化学能转化为电能,故A错误;
B.在能的转化和转移的过程中,能量的总量保持不变,这就是能量守恒定律,故B错误;
C.能量的转移或转化过程中,总量是不变的,但是具有方向性,故C正确;
D.修筑拦河坝建造水电站也会对沿河的水域环境造成影响,给河流通航造成影响等,因此不利影响也是存在的,故D错误。
故选C。
2.“天宫一号”两侧装有巨大的太阳能电池板,为中国空间站正常工作提供足够的电能。下列说法正确的是( )
A.太阳能是不可再生能源
B.太阳能主要以热传导的方式传到地球
C.太阳能电池板是将太阳能转换为电能的装置
D.太阳能电池板能源源不断地产生电能,说明自然界的能量总量是可变的
【答案】C
【详解】A.太阳能是可再生能源,故A错误;
B.太阳能主要以热辐射的方式传到地球,故B错误;
C.太阳能电池板是将太阳能转换为电能的装置,故C正确;
D.太阳能电池板能源源不断地产生电能,并不是创造了能量,而是能量发生了转化,总的能量仍然守恒,故D错误。
故选C。
3.关于能量和能源,下列说法正确的是( )
A.由于自然界的能量守恒,所以不需要节约能源
B.人类在不断地开发新能源,所以能量可以被创造
C.能量的转化和转移没有方向性
D.能量可以从一种形式转化为另一种形式
【答案】D
【详解】A项:虽然能量守恒,但存在能量耗散现象,能源的品质在降低,所以必须节约能源,故A错误;
B项:人类在不断地开发和利用新能源,但能量不能被创造,也不会消失,故B错误;
C项:能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性,故C错误;
D项:根据能量守恒定律,能量可以从一种形式转化为另一种形式,故D正确.
4.对于孤立体系中发生的实际过程,下列说法中正确的是( )
A.系统的总熵只能减小,不可能增加
B.系统的总熵可能增大,可能不变,还可能减小
C.系统逐渐从比较有序的状态向更无序的状态发展
D.系统逐渐从比较无序的状态向更加有序的状态发展
【答案】C
【详解】AB.由热力学第二定律可知,系统的熵只能增大,不可能减小,故AB错误;
CD.系统只能自发地从比较有序的状态向更无序的状态发展,故C正确,D错误;
故选C。
5.下列说法正确的是( )
①“力”这个最抽象的概念,是物理学中最重要、意义最深远的概念
②“能量”这个最抽象的概念,是物理学中最重要、意义最深远的概念
③“力”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一
④“能量”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
【答案】B
【详解】“力”这个最具体的概念,是物理学中最重要、意义最深远的概念,①错误; “能量”这个最抽象的概念,是物理学中最重要、意义最深远的概念,②正确;“力”是牛顿留给我们的少数力学概念之一,③错误;“能量”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一,④正确;
A.①③,与结论不相符,选项A错误;
B.②④,与结论相符,选项B正确;
C.①④,与结论不相符,选项C错误;
D.②③,与结论不相符,选项D错误;
故选B.
6.一物体质量为m,自A点由静止开始沿曲面槽滑到B点后,离开支持面飞出,如图所示,若在A→B的过程中,物体损失的机械能为E,不计空气阻力,物体从B点飞出时的水平分速度为v,则物体到达最高点与A点的高度差为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】物体到达最高点时竖直方向分速度为0,水平方向分速度仍为v,则在最高点的动能为,对于物体从A到最后的最高点全过程,根据能量守恒,物体减少的重力势能一部分损失,一部分转化为动能,可得
解得:
故选C。
7.下列过程中,哪个是电能转化为机械能( )
A.太阳能电池充电 B.电灯照明 C.电风扇工作 D.风力发电
【答案】C
【详解】A.太阳能电池充电是将光能转化为化学能,故A错误;
B.电灯照明是将电能转化为光能,故B错误;
C.电风扇工作是将电能转化为机械能,故C正确;
D.风力发电是将机械能(风能)转化为电能,故D错误。
故选C。
8.如图所示为某景观喷泉的喷射装置结构示意图。它由竖直进水管和均匀分布在同一水平面上的多个喷嘴组成,喷嘴与进水管中心的距离均为r=0.6m,离水面的高度h=3.2m。水泵位于进水管口处,启动后,水泵从水池吸水,并将水压到喷嘴处向水平方向喷出,水在水池面上的落点与进水管中心的水平距离为R=2.2m。水泵的效率为η=80%,水泵出水口在1s内通过的水的质量为m0=10kg,重力加速度g取10m/s2,忽略水在管道和空中运动时的机械能损失。则下列错误的是( )
A.水从喷嘴喷出时速度的大小2m/s
B.在水从喷嘴喷出到落至水面的时间内,水泵对水做的功是320J
C.水泵输出的功率340W
D.水泵在1h内消耗的电能
【答案】B
【详解】A.水从喷嘴水平喷出,做平抛运动,由平抛运动的规律知
,
解得
v=2m/s
选项A正确;
B.在水从喷嘴喷出到落至水面的时间内,水泵对水做的功
W=
选项B错误;
C.水泵对外做功,转化为水的机械能,水泵的输出功率为
其中,得
P=340W
选项C正确;
D.根据,则水泵的电功率是,1h内消耗的电能为
选项D正确。
本题选错误的,故选B。
9.如图所示,直流电路中,、是定值电阻,是光敏电阻,其阻值随光照增强而减小,当开关S闭合时,处在电容器两板间M点的带电液滴恰好能保持静止.现用强光照射电阻,则( )
A.电源的总功率减小 B.A板的电势降低
C.液滴向上运动 D.电容器所带电荷量减少
【答案】C
【详解】A.电路稳定时电容器两板间的电压等于两端的电压,当用强光照射光敏电阻时,光敏电阻的阻值变小,电路中电流增大,根据
可知电源的总功率增大,故A错误;
B.由于电路中的电流增大,两端的电势差增大,又因为下端接地,电势为零,所以上端电势升高,板的电势也升高,故B错误;
C.由以上分析可知,电容器两板间场强方向向下,对液滴,由平衡条件分析可知液滴带负电,当用强光照射光敏电阻时,两端的电压增大,电容器两板间的电压等于两端的电压,也增大,所以板间场强增大,液滴所受的电场力增大,则液滴向上运动,故C正确;
D.电容器两板间的电压增大,电容不变,由
可知电容器所带电荷量增加,故D错误。
故选C。
10.如图所示是一款海上风力发电机,主要安装在近海。该型号风力发电机的叶轮直径长达200m,它运行起来可以自动调节使得叶轮转动的平面始终与风向垂直,把通过此圆面空气动能的10%转化为电能,已知空气的密度为1.2kg/m3。若某段时间内,该风力发电机所在地区的风速为10m/s,则此时风力发电机的发电功率约为( )
A.1.9×106kW B.1.9×103kW C.10.9×106kW D.10.9×103kW
【答案】B
【详解】选取Δt时间内的一段空气柱为研究对象,其质量为
产生的电能为
所以风力发电机的发电功率约为
故选B。
11.下列说法正确的是( )
A.能量可以凭空产生或消失
B.选取相同的零势能面,正的重力势能一定比负的大
C.若某系统的机械能守恒,则该系统受到的合外力一定不为零
D.在某过程中各个力对物体做功的绝对值之和,等于物体在该过程中动能的变化量
【答案】B
【详解】A.根据能量守恒定律,能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,只能发生形式转化或物体间转移,总能量保持不变,故A错误;
B.重力势能是标量,正负表示大小,选取相同零势能面时,正重力势能数值大于0,负重力势能数值小于0,因此正的重力势能一定比负的大,故B正确;
C.机械能守恒的条件是系统内只有重力或弹力做功,其余力不做功。例如光滑水平面上做匀速直线运动的物体,合外力为0,动能、重力势能均不变,机械能守恒,说明机械能守恒时系统合外力可以为0,故C错误;
D.根据动能定理,各力对物体做功的代数和等于物体动能的变化量,不是做功绝对值之和,故D错误。
故选B。
12.如图所示为洞头鹿西岛风电场,共有2台风力发电机,叶片转动时可形成半径为50 m的圆面。某时段风速为10 m/s,风向恰好与圆面垂直。已知空气密度为1.2 kg/m3,风力发电机将圆内10%的空气动能转化为电能,π取3。下列说法正确的是( )
A.每秒冲击每台发电机叶片圆面的气流体积约为7.5×103 m3
B.每秒冲击每台发电机叶片圆面的空气动能约为4.5×106 J
C.每台发电机发电功率约为9.0×105 W
D.该发电场工作1小时,总发电量约为450 kWh
【答案】B
【详解】A.每秒冲击每台风力发电机叶片转动形成圆面的空气体积约为,故A错误;
B.每秒冲击每台风力发电机叶片转动形成圆面的空气动能约为,故B正确;
C.每台发电机的发电功率约为,故C错误;
D.该发电场工作1小时,发电量约为,故D错误。
故选B。
13.塔拉滩曾是青海风沙危害最严重的地区之一。如今建成了全球装机容量最大的光伏发电园区,也是全球重要的清洁能源基地,其总装机功率为,年发电量可达180亿千瓦时。园区内光伏占地约609平方公里,该园区所在区域太阳辐照峰值功率约为,其中标准煤的热量值为 ,标准煤的二氧化碳排放约,则( )
A.该电站的年均满负载发电小时数约为3000小时
B.该电站的年发电量峰值,与燃烧2.16万吨标准煤所释放的热量相当
C.该电站每年可减少二氧化碳排放约1500万吨
D.该电站将光能转化为电能的平均效率约为25.8%
【答案】C
【详解】总装机功率,年发电量,园区占地,太阳能功率密度,煤热值,排放系数。
A.满负载发电小时数,远小于3000h,故A错误;
B.年发电量对应的总能量
所需标准煤质量万吨,故B错误;
C.年减少质量万吨,故C正确;
D.光电转换效率,远小于25.8%,故D错误。
故选C。
14.广东某山区水电站利用当地的水力资源发电,实测河水流量为12m3/s,上下游水位落差为90m,水力发电效率为75%。已知河水从水电站流出的速率与流入的速率近似相同,水的密度,重力加速度。则该水电站的实际发电功率约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由于河水流入和流出水电站的速率近似相同,单位时间内水的动能变化可忽略,水减小的重力势能按发电效率转化为电能。
单位时间内流过的水的质量满足
单位时间内水减小的重力势能为
实际发电功率为重力势能功率乘以效率,即
将、、、、代入,得
故选B。
15.我国南方某学校的物理实验小组想粗略估测太阳的辐射功率,他们在夏至前后的某天中午做了如下实验:取一个横截面积为S、形状矮粗的厚壁泡沫塑料圆筒,装入质量为m的水,用透明塑料薄膜将筒口封闭,将圆筒放在水平地面上,使太阳光垂直照射在水面上。经过一段时间t,测得水的温度升高了。已知日地距离为r,水的比热容为c,辐射到地球的太阳能量中50%穿过大气层到达地面,认为照射到水面上的太阳光的能量全部被水吸收,不计实验过程中的热损失。下列说法正确的是( )
A.根据实验数据计算出的地球表面每平方米得到的太阳辐射功率
B.根据实验数据计算出的太阳辐射功率
C.若换用横截面积更大的圆筒做实验,测得的太阳辐射功率P0应变小
D.若在楼顶露台上做实验,测得的太阳辐射功率P0应变小
【答案】B
【详解】A.地球表面每平方米得到的太阳辐射功率为单位时间单位面积地面接收的太阳能,水吸收的热量全部来自地面接收的太阳辐射,即
得,故A错误;
B.太阳总辐射功率均匀分布在以日地距离为半径的球面上,大气层外单位面积太阳功率为,其中50%到达地面,因此有
整理得,故B正确;
C.太阳辐射功率是太阳本身的固有属性,与实验圆筒横截面积无关;且换用更大横截面积圆筒时,水的质量与横截面积成正比,计算时的比值不变,故C错误;
D.楼顶海拔更高,大气层厚度更小,太阳辐射被大气削弱更少,相同时间相同面积下水升高的温度更大,代入公式测得的更大,故D错误。
故选B。
非选择题部分
二、计算题(本大题共3小题,第16题12分,第14题14分,第15题14分,共40分,解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程,只写出最终结果的不得分)
16.北部湾防城港海上风电场的风机叶片长度为,当风速为时,风机输出电功率为。已知空气密度,取3。
(1)若叶片每分钟转20圈,求叶片转动的周期T;
(2)求每秒吹过风机扫风面积的空气质量m;
(3)求该风机的风能利用效率。
【答案】(1)
(2)
(3)(或)
【详解】(1)叶片转动的周期
(2)每秒吹过风机扫风面积的空气质量
(3)该风机的风能利用效率
17.新能源汽车的出现,大大节省了用车成本。因新能源汽车在减速过程中可以将部分机械能再次转化为电能。某款新能源汽车的前电机功率,后电机功率,已知在36 km/h的速度以下为后驱(只有后电机工作),在36 km/h以上则为四驱。已知车重(含载重),阻力f恒为5000 N,车辆在水平直线路面上行驶,全程以额定功率启动。求:
(1)这辆新能源车的最大速度大小。
(2)到达最大速度后开始无动力滑行80m后停下。此过程中回收了0.5 kW·h的电,求回收效率η?
【答案】(1)(或)
(2)
【详解】(1)达到最大速度时,前后电机同时工作,此时牵引力等于阻力,则根据
其中,解得
(2)达到最大速度时,车的动能
无动力滑行80m克服阻力做功
可知回收效率
18.2025年10月,我国东部沿海某风电基地成功安装了额定功率达26兆瓦的海上风电机组,该机组目前保持着全球单机容量最大与叶轮直径最长的双料纪录。已知某风力发电机叶片转动时可形成半径约为的圆面,其所处位置风速为,风向恰好与叶片转动的圆面垂直。已知空气密度为,该发电机将空气动能转化为电能的效率为50%。(取,计算结果保留3位有效数字)求:
(1)单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积;
(2)单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能;
(3)此发电机发电的功率。
【答案】(1)3.14× 105m3
(2)
(3)9.42×106W
【详解】(1)单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流体积为V = SL = Svt = πr2vt = 3.14× 10000 × 10 × 1m3= 3.14× 105m3
(2)这些气流的质量m = ρV = 1.2 × 3.14× 105kg = 3.768× 105kg
则单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为
(3)单位时间空气动能转化的电能为E电 = ηEk= 50% × 1.884× 107J =9.42× 106J
则此风力发电机发电的功率为
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第6章 能源与可持续发展 章节复习
(分层作业-基础达标练)(解析版)
姓名: 准考证号:
本试题卷分选择题和非选择题两部分,满分100分,考试时间90分钟。
考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内,作图时先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4.可能用到的相关参数:重力加速度g取10m/s2。
选择题部分
一、选择题(本题共15小题,每小题4分,共60分。)
1.2022年7月13日,我国用长征三号乙型运载火箭成功将天链二号03星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。如图所示,卫星两翼的太阳能电池板把太阳能转化为电能供卫星使用。关于电源、能源与可持续发展,下列说法正确的是( )
A.干电池、蓄电池对外供电时,电能转化为化学能
B.在能的转化和转移的过程中,能量的总量减少
C.能量的转移或转化过程中,是具有方向性的
D.修建水电站利用水能发电更清洁、安全,有百利而无一害
2.“天宫一号”两侧装有巨大的太阳能电池板,为中国空间站正常工作提供足够的电能。下列说法正确的是( )
A.太阳能是不可再生能源
B.太阳能主要以热传导的方式传到地球
C.太阳能电池板是将太阳能转换为电能的装置
D.太阳能电池板能源源不断地产生电能,说明自然界的能量总量是可变的
3.关于能量和能源,下列说法正确的是( )
A.由于自然界的能量守恒,所以不需要节约能源
B.人类在不断地开发新能源,所以能量可以被创造
C.能量的转化和转移没有方向性
D.能量可以从一种形式转化为另一种形式
4.对于孤立体系中发生的实际过程,下列说法中正确的是( )
A.系统的总熵只能减小,不可能增加
B.系统的总熵可能增大,可能不变,还可能减小
C.系统逐渐从比较有序的状态向更无序的状态发展
D.系统逐渐从比较无序的状态向更加有序的状态发展
5.下列说法正确的是( )
①“力”这个最抽象的概念,是物理学中最重要、意义最深远的概念
②“能量”这个最抽象的概念,是物理学中最重要、意义最深远的概念
③“力”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一
④“能量”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
6.一物体质量为m,自A点由静止开始沿曲面槽滑到B点后,离开支持面飞出,如图所示,若在A→B的过程中,物体损失的机械能为E,不计空气阻力,物体从B点飞出时的水平分速度为v,则物体到达最高点与A点的高度差为( )
A. B. C. D.
7.下列过程中,哪个是电能转化为机械能( )
A.太阳能电池充电 B.电灯照明 C.电风扇工作 D.风力发电
8.如图所示为某景观喷泉的喷射装置结构示意图。它由竖直进水管和均匀分布在同一水平面上的多个喷嘴组成,喷嘴与进水管中心的距离均为r=0.6m,离水面的高度h=3.2m。水泵位于进水管口处,启动后,水泵从水池吸水,并将水压到喷嘴处向水平方向喷出,水在水池面上的落点与进水管中心的水平距离为R=2.2m。水泵的效率为η=80%,水泵出水口在1s内通过的水的质量为m0=10kg,重力加速度g取10m/s2,忽略水在管道和空中运动时的机械能损失。则下列错误的是( )
A.水从喷嘴喷出时速度的大小2m/s
B.在水从喷嘴喷出到落至水面的时间内,水泵对水做的功是320J
C.水泵输出的功率340W
D.水泵在1h内消耗的电能
9.如图所示,直流电路中,、是定值电阻,是光敏电阻,其阻值随光照增强而减小,当开关S闭合时,处在电容器两板间M点的带电液滴恰好能保持静止.现用强光照射电阻,则( )
A.电源的总功率减小 B.A板的电势降低
C.液滴向上运动 D.电容器所带电荷量减少
10.如图所示是一款海上风力发电机,主要安装在近海。该型号风力发电机的叶轮直径长达200m,它运行起来可以自动调节使得叶轮转动的平面始终与风向垂直,把通过此圆面空气动能的10%转化为电能,已知空气的密度为1.2kg/m3。若某段时间内,该风力发电机所在地区的风速为10m/s,则此时风力发电机的发电功率约为( )
A.1.9×106kW B.1.9×103kW C.10.9×106kW D.10.9×103kW
11.下列说法正确的是( )
A.能量可以凭空产生或消失
B.选取相同的零势能面,正的重力势能一定比负的大
C.若某系统的机械能守恒,则该系统受到的合外力一定不为零
D.在某过程中各个力对物体做功的绝对值之和,等于物体在该过程中动能的变化量
12.如图所示为洞头鹿西岛风电场,共有2台风力发电机,叶片转动时可形成半径为50 m的圆面。某时段风速为10 m/s,风向恰好与圆面垂直。已知空气密度为1.2 kg/m3,风力发电机将圆内10%的空气动能转化为电能,π取3。下列说法正确的是( )
A.每秒冲击每台发电机叶片圆面的气流体积约为7.5×103 m3
B.每秒冲击每台发电机叶片圆面的空气动能约为4.5×106 J
C.每台发电机发电功率约为9.0×105 W
D.该发电场工作1小时,总发电量约为450 kWh
13.塔拉滩曾是青海风沙危害最严重的地区之一。如今建成了全球装机容量最大的光伏发电园区,也是全球重要的清洁能源基地,其总装机功率为,年发电量可达180亿千瓦时。园区内光伏占地约609平方公里,该园区所在区域太阳辐照峰值功率约为,其中标准煤的热量值为 ,标准煤的二氧化碳排放约,则( )
A.该电站的年均满负载发电小时数约为3000小时
B.该电站的年发电量峰值,与燃烧2.16万吨标准煤所释放的热量相当
C.该电站每年可减少二氧化碳排放约1500万吨
D.该电站将光能转化为电能的平均效率约为25.8%
14.广东某山区水电站利用当地的水力资源发电,实测河水流量为12m3/s,上下游水位落差为90m,水力发电效率为75%。已知河水从水电站流出的速率与流入的速率近似相同,水的密度,重力加速度。则该水电站的实际发电功率约为( )
A. B. C. D.
15.我国南方某学校的物理实验小组想粗略估测太阳的辐射功率,他们在夏至前后的某天中午做了如下实验:取一个横截面积为S、形状矮粗的厚壁泡沫塑料圆筒,装入质量为m的水,用透明塑料薄膜将筒口封闭,将圆筒放在水平地面上,使太阳光垂直照射在水面上。经过一段时间t,测得水的温度升高了。已知日地距离为r,水的比热容为c,辐射到地球的太阳能量中50%穿过大气层到达地面,认为照射到水面上的太阳光的能量全部被水吸收,不计实验过程中的热损失。下列说法正确的是( )
A.根据实验数据计算出的地球表面每平方米得到的太阳辐射功率
B.根据实验数据计算出的太阳辐射功率
C.若换用横截面积更大的圆筒做实验,测得的太阳辐射功率P0应变小
D.若在楼顶露台上做实验,测得的太阳辐射功率P0应变小
非选择题部分
二、计算题(本大题共3小题,第16题12分,第14题14分,第15题14分,共40分,解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程,只写出最终结果的不得分)
16.北部湾防城港海上风电场的风机叶片长度为,当风速为时,风机输出电功率为。已知空气密度,取3。
(1)若叶片每分钟转20圈,求叶片转动的周期T;
(2)求每秒吹过风机扫风面积的空气质量m;
(3)求该风机的风能利用效率。
17.新能源汽车的出现,大大节省了用车成本。因新能源汽车在减速过程中可以将部分机械能再次转化为电能。某款新能源汽车的前电机功率,后电机功率,已知在36 km/h的速度以下为后驱(只有后电机工作),在36 km/h以上则为四驱。已知车重(含载重),阻力f恒为5000 N,车辆在水平直线路面上行驶,全程以额定功率启动。求:
(1)这辆新能源车的最大速度大小。
(2)到达最大速度后开始无动力滑行80m后停下。此过程中回收了0.5 kW·h的电,求回收效率η?
18.2025年10月,我国东部沿海某风电基地成功安装了额定功率达26兆瓦的海上风电机组,该机组目前保持着全球单机容量最大与叶轮直径最长的双料纪录。已知某风力发电机叶片转动时可形成半径约为的圆面,其所处位置风速为,风向恰好与叶片转动的圆面垂直。已知空气密度为,该发电机将空气动能转化为电能的效率为50%。(取,计算结果保留3位有效数字)求:
(1)单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积;
(2)单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能;
(3)此发电机发电的功率。
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