知识点挑题 - 初中物理 - 优优班--学霸训练营

（2016春•江阴市月考）随着人们环保意识的提高，“风光互补路灯”（如图所示）得到了广泛的应用．它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆备时同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明使用．为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止充电，放电余留20%左右即停止电能输出．如表为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数．

风力发电机		太阳能电池组件
最小启动风速	1.0 m/s	太阳能电池	180W
最小充电风速	3.0m/s	太阳能转换效率	15%
最大限制风速	12.0m/s	蓄电池	400Ah-12V
最大输出功率	400W	大功率LED 路灯	80W-12V

（1）若遇到阴天并且无风，仅靠蓄电池供电，最多可供灯具正常发光多长时间？
（2）若一块该“风光互补路灯”太阳能电池板的总面积为5m²，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到180W，则当地垂直太阳光方向1m² 范围内太阳能电池板所接收太阳辐射的最大功率为多少？
（3）当风速为6.0m/s 时，风力发电机的输出功率将变为50W．在这种风速下，持续光照12h，蓄电池的电量也只由20%充到了70%．求此过程中太阳能电池板发电的平均功率．

难度：中等

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2．（2016•松北区一模）某太阳能电动车总质量为400kg，顶部安装了太阳能电池板，如图所示，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×10³W/m²，汽车上的太阳能电池板的有效面积为5m²．
（1）太阳能电池板将太阳能转化为电能，若太阳能电池板的转化效率为40%，则转换给汽车电动机的电功率是多少瓦？
（2）这辆太阳能电动车在某水平面上以24m/s的速度匀速行驶，该车受到的阻力为车重的0.02倍，则这辆车的电能最终转化为机械能的效率是多少？
（3）太阳能电动车与普通汽车相比有哪些优点？（请具体说出两条即可）．

难度：中等

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3．阅读短文，回答问题．
风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用（如图5所示）．表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率．最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率．
风力发电机太阳能电池板
最小启动风速 1.0m/s 电池板的面积 0.5m²
最小充电风速 2.0m/s 光电转化效率 16%
最大限制风速 12.0m/s
最大输出功率 400W
（1）能源的种类繁多，人们从不同角度对能源进行分类．太阳能和风能都属于
A．二次能源        B．可再生能源
C．常规能源        D．非清洁能源
（2）风力发电机是根据    原理发电的．利用风力发电时，是将    能转化为    能．
（3）已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比，若风力发电机的输出功率为50W，此时风速为    m/s．
（4）太阳能是在太阳内部氢原子核发生    （选填“裂变”或“聚变”）时释放出的核能．当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时，太阳能电池板的输出功率为    W．
（5）请你从能源利用和环境保护两个方面谈谈大力开发和推广使用太阳能的意义．

难度：中等

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4．有一款太阳能热水器，其盛水容量为80L，将它安装在阳光充足的水平台面上，并送满水．
（1）若我市（晴天）平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8×10⁶J．若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m²，每天日照时间按8h计算，则它一天中接收的太阳能（E）约为多少？若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）若该热水器一天中接收的太阳能，由完全燃烧某种燃料来获得，需要完全燃烧这种燃料0.8㎏，则这种燃料的热值是多大？
（3）请你：
①从能源和可持续发展的角度，说出提倡开发利用太阳能的两点主要理由；
②说出当前在利用太阳能方面所面临的某一主要困难（可从自然因素或技术因素等方面思考）．

难度：中等

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5． 2014年3月27日《今日早报》报道：杭州火车东站将新建一个屋顶光伏发电系统，屋顶光伏建设面积约为12万平方米，若每平方米面积上每分钟接收太阳能4.8×10⁴焦，一天8小时日照，过程①的能量转化效率为25%．该系统与火力发电相比，预计每年可节约标准煤3281.01吨，每燃烧1吨标准煤产生的粉尘约为标准煤总质量的1%．试问：
（1）图中过程①实现将能转化为电能；过程③实现将电能转化为能．
（2）该系统一天能发电多少千瓦时？
（3）与火力发电相比，屋顶光伏发电一年可以减少多少千克粉尘的排放？该系统有什么优势？

难度：中等

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6．科技人员设计了一种可移动式太阳能水上漂浮房，它具有冬暖夏凉的优点，不仅为人们
到海滨旅游提供了方便，而且节约了能源、减少了对环境的污染．某可移动式太阳能水上漂浮房的屋顶安装了太阳能电池板，接收太阳能的功率为9.0×10³W，能为该房供应热水和在水上移动等提供能量．
（1）漂浮房冬暖夏凉，利用了水的比较大的特性．
（2）太阳能电池板将太阳能转化为能．若只用来给水加热时，电池板两极的电压为200V，加热电阻丝的电阻为15Ω，设电阻丝产生的电热全部转化为水的内能，则加热5min，水的内能增加了 J．

难度：中等

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7．如图所示，某县为了解决城郊公路照明，公路两边安装太阳能灯，一盏太阳能电池板面积为1.2m²，每平方米面积上每秒接受太阳辐射的功率大约为1200w，每天接受太阳辐射能量的时间为10h，太阳能LED灯的额定功率为240W．问：
（1）太阳能发电装置是将能转化为能；
（2）一盏太阳能电池板每天接受太阳辐射的能量是多少？
（3）若太阳能发电装置的效率为20%，每天接受太阳辐射的能量可以供给太阳能灯正常工作多少小时？

难度：中等

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8．如图所示的一种太阳能路灯，太阳能电池板平均每平方米面积上每小时接收的太阳能约为4×10⁶J（不考虑天气的影响），两块总有效面积为0.6m²的太阳能电池板，太阳光照射一天（以8h计），求：
（1）两块太阳能电池板一天收集的太阳能是多少焦耳？
（2）若把面积同样大小的太阳能电池板改装成太阳能热水器，水的吸热效率为42%，这些太阳能可以使多少千克的水温度升高50℃？
（3）太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率是15%，则这些太阳能可供10只“220V 4W”的节能灯连续正常工作多少小时？
（4）请你结合生活经验各举出一点利用太阳能的好处和不足．

难度：较难

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9．小张家新安装了一台如图所示的太阳能、电能两用热水器．平常使用太阳能，在阳光不足时，用电热丝辅助加热．热水器名牌如下．
××牌热水器
型号HM-20 集热管数28支额定频率50Hz
水箱容积200L 集热管管长180cm 额定电压220V
防水等级A 系统承压3.0MPa 额定功率4400W
（l）电热水器正常工作时，电热丝的电阻和电流各是多少？
（2）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时吸收了多少热量？
（3）由于寒冷阴雨，太阳能热水器只将水加热到30℃，现要通过电热丝将水加热到50℃使用，需电加热器正常工作多长时间？（设电能全部转化为内能）

难度：较难

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10．太阳能辐射到地球表面的平均功率为1.7×10¹⁴kW，试计算太阳每1h辐射到地球上的总能量是多少？这些能量相当于多少吨无烟煤完全燃烧所放出的能量？（无烟煤的热值为3.4×10⁷J/kg）

难度：中等

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风力发电机		太阳能电池板
最小启动风速	1.0m/s	电池板的面积	0.5m²
最小充电风速	2.0m/s	光电转化效率	16%
最大限制风速	12.0m/s
最大输出功率	400W

××牌热水器
型号HM-20	集热管数28支	额定频率50Hz
水箱容积200L	集热管管长180cm	额定电压220V
防水等级A	系统承压3.0MPa	额定功率4400W