2010年11月5日,在新疆召开的“引渤入疆”(指引渤海水进入新疆)研讨会,引起了全国舆论的广泛关注。其中一个方案是:从天津取水,由黄旗海一库布齐沙漠一毛乌素沙漠一腾格里沙漠一乌兰布和沙漠~巴丹吉林沙漠,走河西走廊,经疏勒河自流进入罗布泊。此路径中最高海拔约为1200m,从罗布泊到下游的艾丁湖,又有近1000m的落差。此方案是否可行,涉及到环境、能源、技术等多方面的因素。下面我们仅从能量角度来分析这个方案。
取重力加速度g=10m/s2,水的密度。
(1)通过管道提升海水,电能的利用率=60%,将1吨海水提升到海拔1200m,需要耗多少电能?利用水的落差发电,发电效率也为
=60%,在1000m的落差中1吨水可以发多少电能?
(2)如果每年调4×109m3海水入疆,尽管利用落差发的电可以全部用来提升海水,但还需要额外提供电能。
(i)额外需要的电能可从三峡水电站输送。已知三峡水电站水库面积约1.0×109m2,年平均流量Q=5.0×1011m3,水库水面与发电机所在位置的平均高度差h=100m,发电站的发电效率=60%。求在一年中“引渤入疆”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例。
(ii)我国西北地区风能充足,额外需要的电能也可通过风力发电来解决。通过风轮机一个叶片旋转一周扫过面积的最大风能为可利用风能。取空气密度=1.25kg/m3。某风力发电机的发电效率
=40%,其风轮机一个叶片旋转一周扫过的面积S=400m2。某地区风速不低于
=l0m/s的时间每年约为5500小时(合2.0×107s)。
求在该地区最多建多少台这样的风力发电机就能满足“引渤入疆”工程额外需要的电能?
如图所示,两足够长的光滑固定金属导轨水平放置,相距为, 一理想电流表A与两导轨相连,匀强磁场方向与导轨平面垂直,且竖直向下。一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场左边界
处由静止开始在水平恒力
作用下向右运动。导体棒进入磁场后,流经理想电流表的电流逐渐减小,最终稳定为
。整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终与导轨保持垂直,不计导轨的电阻。求:
(1)该磁场磁感应强度的大小B;
(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小;
(3)流经电流表电流的最大值。
在压强---温度
的坐标系中,一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程:第一种变化是从状态A到状态B,外界对该气体做功为
;第二种变化是从状态A到状态C,该气体从外
界吸收热量为
。图线AC反向延长线通过坐标原点O,B、C两状态的温度相同,理想气体的分子势能为零。求:
(1)从状态A到状态C过程,该气体对外界做功和其内能的增量
;
(2)从状态A到状态B过程,该气体内能的增量及其从外界吸收的热量
。
如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,已知波的传播速度v=2m/s.试回答下列问题:
(1)该波的波长为多大;
(2)该波的周期
为多大;
(3)写出处质点的振动函数表达式;
(4)求出处质点在0~4.5s内通过的路程
及t=4.5s时刻的位移
。
已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.2kg/
和
2.0kg/
,空气的摩尔质量
0.029kg/mol,阿伏伽德
罗常数
6.0
。若潜水员呼吸一次吸入
2L空气,试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数
。(结果保留一位有效数字)
如图4-9所示,一个横截面为直角三角形的三棱镜,ÐA=30°,ÐC=90°.三棱镜材料的折射率是 n=。一条与BC面成θ=30°角的光线射向BC面,经过AC边一次反射从AB边射出。
(1)求光在三棱镜中的速度
(2)画出此束光线通过棱镜的光路图
(3)求从AB边射出光线与AB边的夹角