我省目前正在大力开发的风力发电是一种将风的动能转化为电能的环保发电方式.风力发电机的外观如图所示,其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等.
(1)风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能,通常用密度小,硬度_______(选填“大”或“小”)的复合材料制成.
(2)风轮机叶片旋转所扫过的面积(S)可视为风力发电机可接收风能的面积.已知空气动能与空气质量成正比,1kg空气在不同的速度(v)时的动能(E)如下表所示.
空气动能E(J) |
2 |
8 |
18 |
32 |
50 |
空气流速v(m/s) |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
若风力发电机将可接收的风能转化为电能的效率η=20%,当地的空气密度ρ="1.3" kg/m3,风速v="10" m/s,要设计一台功率P="20" kW的风力发电机,内轮机的叶片旋转所扫过的面积应为多少?(保留整数)
(3)在风速和叶片确定的情况下,要提高风轮机单位时间接收的风能,可采取哪些措施?请提出一条建议.
“五一”假期,小明一家驾车外出旅游。一路上,所学的运动学知识帮助他解决了不少实际问题。
(1)经过某交通标志牌时,小明注意到了牌上的标志如图所示。小明想了想,马上就明白了这两个数据的含义:从交通标志牌到上桥距离为18 km,通过这段公路时,汽车的行驶速度不能超过40 km/h。若小明爸爸驾车通过这段路程用时30 min,则汽车的速度为____km/h,在遵守交通规则的前提下,试计算从标志牌到上桥最快要用____min。
(2)当汽车行至某高速公路人口处时,小明注意到这段高速公路全长180 km,行驶速度要求为:最低限速60km/h,最高限速120km/h。小明看了一下手表,此时正好是上午10∶00,他很快算出并告诉爸爸要跑完这段路程,必须在哪一段时间内到达高速公路出口处才不会违规。请你通过计算,说明小明告诉他爸爸的是哪一段时间?
汽车追尾是高速公路上常发生的交通事故,其重要原因是遇到意外情况时不能立即停车。研究发现,司机从看到情况到踩刹车需要一段时间,这段时间叫反应时间;在反应时间内汽车要保持原速前进一段距离,这段距离叫反应距离;从踩刹车到车停止,汽车还要前进一段距离,这段距离叫制动距离,如图所示。
下表是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车,在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时,测得的反应距离和制动距离。
(1)利用上表数据,算出该司机的反应时间大约是___________s;(保留两位小数)
(2)由这个测试可见,____________是影响汽车制动距离的主要因素;
(3)请在下图中画出从司机看到情况开始计时,到汽车停止的这段时间内,汽车运动的v-t图象。(不需准确描点)
如图杆秤是民间的一种测量工具。使用时将待测物体挂在秤钩A上,用手拎住秤纽B或C(相当于支点),秤砣D在秤杆E上移动,当秤杆水平平衡时就可以在秤杆上读出读数.
(1)在测量中,当被测物重量增加,要是杆秤平衡,秤砣D应该向________移动.若秤砣的质量为150g,秤杆的质量忽略不计,秤杆水平静止时,AC=5cm,CD=25cm,则被测物的质量为______kg.
(2)根据杠杆平衡的条件分析,使用杆秤时,当从秤纽C换到秤纽B时,最大测量值将变___.
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太阳能热水器
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温,以满足人们日常生活的需要。它具有安全、节能、环保等优点。
如下图a所示,太阳能热水器主要由两部分构成:一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器,每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成,双层玻璃管之间是真空。如下图(b)所示是玻璃吸热管的工作原理图,它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似,只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料;另一部分是保温储水箱,保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。
玻璃吸热管工作原理如图(b)所示:当太阳光入射到黑色的吸热层上时,黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为热能,将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动;背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动,形成冷热水循环,最终整箱水都升高至一定的温度。玻璃吸热管具有吸热保温作用。
请回答以下问题:
(1)玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小,所受到的浮力_____重力。
(2)能否将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上?简单说明理由:_
(3)将质量为100kg的初温为20℃的水加热到60℃,求这些水需要吸收多少热量?[水的比热容是4.2×103J/(kg・℃)]
(4) 某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m2,热效率为η=40%(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的热能),该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×103W/m2(即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为1.4×103J)。在第(3)小题中水吸收的热量由该热水器提供,求需要加热多少小时?
小红在和妈妈学习做饭的过程中,经常加热油和水,她猜想油的比热容比水小。
⑴能够支持她这一猜想的事实是()
A.同样情况下,油升温比水快
B.油能把食物炸黄,而水不能
C.油能漂在水面上
D.油比水难蒸发
⑵如图,为了验证猜想,小红找来了铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、水、油、搅拌棒、细线、火柴、秒表、温度计,除此之外,她还需要的测量仪器是。
⑶在同学的帮助下,小红设计了以下实验步骤:
A.在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的水和油;
B.用两支温度计分别测出水和油的初温;
C.用相同的酒精灯分别加热相同的时间;
D.用温度计分别测出水和油的末温。
你认为:
①上述步骤中有错误的是步骤;(填写字母序号)
②步骤C,加热时间相同是为了使水和油。
⑷另一个同学小王则采用了另一种实验方法:用相同的酒精灯分别加热同样多的水和油,至沸腾,实验中只记录了植物油和水沸腾时的温度(油的沸点比水的高)。实验结束时,小王发现油所需的加热时间较长。仔细分析可以看出,小王的实验方法(选填“能”或“不能”)比较出油和水的比热容的大小关系,原因是。