能源的利用-綜合計算專項訓練 課件 2023-2024學年人教版物理九年級下學期

能源的利用——綜合計算專項訓練第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展1．【2023·棗莊】太陽能是21世紀重點開發(fā)利用的能源之一，如今太陽能熱水器已走進千家萬戶。如圖所示，某家庭太陽能熱水器陽光照射時，平均每小時吸收7.0×106J的太陽能，若熱水器吸收8h的太陽能，可以使質量為100kg的水溫度升高50℃。已知水的比熱容c水＝4.2×103J/(kg·℃)，天然氣的熱值q＝3.5×107J/m3。求：素養(yǎng)集訓(1)水吸收的熱量；解：水吸收的熱量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×100kg×50℃＝2.1×107J。(2)該太陽能熱水器的效率；(3)若這些水吸收的熱量由天然氣來提供，假設天然氣完全燃燒放出的熱量全部被水吸收，則需要多少立方米的天然氣。2．1938年，科學家首次用中子轟擊比較大的原子核，使其發(fā)生裂變，變成兩個中等大小的原子核，同時釋放出巨大的能量。1kg鈾核全部裂變釋放的能量超過2000t煤完全燃燒釋放的能量。煤的熱值為3×107

J/kg，則1kg鈾全部裂變釋放的能量至少為多少焦？解：Q＝qm＝3×107J/kg×2000×103kg＝6×1013J。3．浙江省首個單位大容量太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在義烏市國際商貿城四區(qū)并網發(fā)電(如圖甲)。該項目的啟動，顯示了義烏“敢為人先”的眼光和勇氣。圖乙是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)工作示意圖。(1)太陽能收集板的能量轉化情況是____________________。(2)為最大限度讓太陽能電池板接收陽光，根據義烏的地理位置，應將它的正面朝________(填“東”“西”“南”或“北”)。太陽(或光)能轉化為電能南(3)商貿城部分區(qū)塊的商位和通道亮起了利用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)供電的“低碳燈”，根據跟蹤記錄，某日為晴天，國際商貿城太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)共發(fā)電5100kW·h，則可供多少盞額定功率為100W的“低碳燈”正常工作一小時？4．【2023?河池模擬】如圖所示是太陽能LED路燈，白天有日照時，電池板將太陽能轉化為電能并儲存在鋰電池中，晚上鋰電池給LED路燈系統(tǒng)供電提供照明。已知：太陽能電池板輸出參數為“20V

5A”，有效面積為0.5m2；正常日照時，太陽每秒輻射到每平方米電池板上的能量為0.8×103J(即為0.8×103W/m2)。(1)若每天正常日照8h，鋰電池一天可以儲存多少電能？解：若每天正常日照8h，鋰電池一天可以儲存的電能W＝UIt＝20V×5A×8×3600s＝2.88×106J。(2)該太陽能電池板的光電轉換效率為多少？解：由太陽每秒輻射到每平方米電池板上的能量為0.8×103J知，每秒輻射到該太陽能電池板的能量W總＝1s×0.5m2×0.8×103

W/m2＝4×102J，由太陽能電池板輸出參數為“20V

5A”知，每秒該太陽能電池板輸出的能量W有用＝UIt′＝20V×5A×1s＝100J，光電轉換效率(3)若路燈每晚從20：00持續(xù)工作到凌晨5：00，為了節(jié)能，LED路燈系統(tǒng)安裝雷達感應裝置，20：00至24：00人群活動密集時功率為20W，24：00至凌晨5：00夜深人靜時功率為4W，已知鋰電池最多能儲存3.24×106J的電能，則充滿電可以提供LED路燈系統(tǒng)在陰雨天(無日照)持續(xù)工作多少個晚上？5．6月5日是世界環(huán)境日，低碳排放、保護地球是當今世界的主題，如何合理利用和開發(fā)能源，提高能源的利用率，實現(xiàn)低碳減排，已成為世界各國共同關注的問題。(1)在能源家族中，風能、太陽能、水能都屬于________(填“可再生”或“不可再生”)能源，它們的開發(fā)和利用可以減少大量化石能源的生產和消費所導致的生態(tài)破壞與嚴重環(huán)境污染。可再生(2)為實現(xiàn)減排目標，國家大力推廣風力、水力發(fā)電。如圖所示的是我國西部某處風力發(fā)電場的壯觀畫面。假如裝機總功率為4.2×106

kW的風力發(fā)電場項目全面建成后，所有機組發(fā)電1h，可提供多少千瓦時電能？若這些電能全部轉化為水的內能，那么可以把多少千克的水從28℃加熱至沸騰(在標準大氣壓下)？[水的比熱容為4.2×103

J/(kg·℃)]6．為解決某偏遠山區(qū)的用電困難，利用當地水力資源豐富的特點，扶貧工作隊籌措資金為當地建設了一座小型水力發(fā)電站，讓水壩的水下泄時沖擊水輪發(fā)電機發(fā)電，供當地居民生活所需。若水從10m高處下泄，每小時下泄量為7.2×106kg,g取10N/kg。(1)每小時水的重力做的功W為多少？解：每小時下泄水量為7.2×106kg，則這些水的重力G＝mg＝7.2×106k