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1、新能源之风力发电试题两例化石能源越来越少，碳排放所造成的环境问题越来越受到人们的重视，开发和利用新能源已成为人们的共识。太阳能、风能、地热、潮汐等新能源的利用已成为现实。通过新能源利用考查物理知识是中考命题的亮点之一。题1【绍兴】小型风力发电机发出的电能首先经过蓄电池贮存起来，然后再由蓄电池向用电器供电。如图是某小型风力发电机的输出功率与风速的关系图。（1）在风速为_米/秒时达到最大输出功率；（2）该风力发电机的输出功率与风速之间的关系是_；（3）该风力发电机固定在水平地面上时，整个装置与地面接触的面积是1米2，总质量为60千克。计算该装置对水平地面的压强多大？（4）若该风力发电机按输出功率为
2、500瓦发电，平均每天工作8小时，计算一年（365天）发电量是多少？分析：本题考查图像知识、从图像（数据）总结规律的能力、压强和电能的计算等。（1）从图像得知，当输出功率最大为1000W时，对应的风速为12m/s；（2）由图像可以看出，在风速大于3m/s时，才有输出功率，风速在312米/秒时，风速增大，输出功率也随之增大。在风速大于12米/秒时，风速增大，输出功率反而减小。（3）装置水平放置时对水平地面的压力等于其重力，根据压强定义式即可进行压强可计算。（4）由功率和时间可以计算发电量输出的电能。因为，一年发电量数据偏大，应用千瓦时作单位。此时，功率单位应换算为千瓦。答案：（1）12 （2）风
3、速在312米/秒时，风速越大，输出功率也越大；风速在大于12米/秒时，风速越大，输出功率越小（3）（4）WPt0.5kW3658h1460kWh题2【江西】21、长岭风电场系江西省已建成规模最大的风力电场，场址位于九江市庐山区海会镇，年上网电量约为6915万kwh。该风力电厂技术先进，在机房监视屏上可以看到各风电机组工作情况，如图12所示，其中CLA-08机组，显示风速为4m/s，发电功率为135kw；若该地区空气密度为1.3kg/m3，一台风车的轮叶转动时按有效扫风面积为100m2的圆面计算，则：（1）1min内有多少kg的空气冲击这台风车轮叶转动形成的有效圆面？（2）这台风车工作1h输出的
4、电能是多少kwh？相当于完全燃烧多少kg的煤？（煤的热值为=3107J/kg）（3）从机房监视屏上，可以发现什么规律？分析：（1）要计算通过轮叶扫过的有效面积的空气质量，在已知密度的情况下，要知道通过空气的体积。根据风速可以知道1min内所通过的的空气柱长度，因有效面积已知，所以其体积可求得，从而使问题得到解决。（2）由监视屏上数据可知功率大小，进而可计算1h产生的电能。该电能相当于煤完全燃烧产生的热量，有热量和热值就可计算煤的质量。（3）显示屏上显示在不同风速下发电机的输出功率，比较归纳可得到规律。答案：（1）1min内通过风力发电机轮叶有效面积的空气柱的长度：L=vt=4m/s60s=24
5、0m，1min内通过风力发电机轮叶有效面积的空气柱的体积：V=SL=100m2240m=24000m3，1min内通过风力发电机轮叶有效面积的空气柱的质量：m=V=1.3kg/m324000m3=3.12104Kg（2）由监视屏数据可知，当风速为4m/s时，其输出功率为135kw，这台风车工作1h输出的电能：W=Pt=135 kW1h=135 kWh由题意可得：Q放=W， Q放=mq所以，相当于燃煤的质量为：m= Q放/q=W/q=135 kWh/q=1353.6106J/3107J/kg=48.6kg（3）从机房监视屏上数据可以看出，随着风速的增大，发电机的功率增大。中考题中的科技新产品应用
6、举例科学、技术、社会关系密切。让学生了解科学技术在产品中的应用是培养学生热爱科学技术的情感，激发学生学习兴趣的途径之一。题1【山西42】PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它的发热效率较高，PTC有一个人为设定的温度。当它的温度低于设定温度时，其电阻值会随它的温度升高而变小；当它的温度高于设定温度时，其电阻值随它的温度升高而变大。如图所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料。它的工作电路如图所示，R0是定值电阻，其阻值不受温度的影响。RT是PTC的电阻，它的电阻值与温度的关系如图所示。该电热水壶在RT设定温度状态工作时，电路消耗的总功率1100W。（1）R0的阻值为多少? （2）当RT的温度为130时
7、，电路中RT的实际功率为多少?分析：本题中的特殊材料是半导体陶瓷，它的电阻随温度变化有着特殊规律。本题把图像知识、电路图和欧姆定律、电功率融合在一起，考查学生综合应用能力。答案：（1）当在设定温度状态工作时，连入电路的电阻RT 34，R0、RT串联。由P得电路总电阻44。R0的阻值：R0=R总-RT=44-34=10（2）当RT的温度为130时，由图像可知，此时RT的阻值为100，电路中的总电阻：。电路中的电流：。RT两端的电压：。RT的实际功率： 。答：R0的阻值为10，当RT的温度为130时，其实际电功率为400W。题2.【济宁 12】随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家
8、庭。仔细观察和思考，可以发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关，请你用学过的物理知识解答下面的问题：（1）小汽车的外形设计成流线型(如图6所示)，当小汽车在水平路面上高速行驶时对路面的压力比静止时 （选填“增大”、“减小”或“不变”），其原因是 。（2）汽车发动机工作时，缸体的温度很高，为确保发动机正常工作，需对缸体进行冷却。汽车发动机常用水作为冷却剂，这主要利用了水的 的特性。若汽车的水箱中装有10kg水，当水温升高50时吸收的热量是 J。 c水=4.2103J/（kgoC）。（3）你还发现小汽车的哪些设计和使用过程中的哪些现象与物理知识有关？试举一例（要求写出设计或现象
9、，以及所涉及的物理知识）。示例：设计或现象：高速行驶的汽车急刹车后还要滑行一段距离。涉及的物理知识：物体具有惯性。设计或现象： 。涉及的物理知识： 。（4）“五一”期间，小明一家开车外出旅游，途中看到如图所示的限速牌。小明用了10min的时间通过了这段10km长的限速路段，请你通过计算说明他超速了吗？近期，我国又加大了对超速和酒后驾车的查处力度。请你写一句相关的警示语，以提醒司机朋友一定要按交通法规驾车。 （5）图为某小汽车测定油箱内油量的电路原理图。其中： Rx为压力传感器，它的电阻值随受到压力的变化而变化，阻值随压力变化的关系如图所示；表A为油量表，它实质是一只电流表，油箱内油量的变化通过
10、电流表示数的变化显示出来； R0是阻值为5的定值电阻；电源电压恒为15V；油箱位于压力传感器Rx上，空油箱重50N。若电流表的量程为0 0.6A，该油箱加满油时，指针恰好指示最大刻度。求：此时， R0两端的电压是多少？ Rx的阻值是多少？油箱最多能储油多少升？（1升=1dm3 ，取g=10N/kg、汽油=0.7103kg/m3） （6）小汽车给人们带来诸多方便，但也造成了一些负面影响，如能源消耗、尾气污染、噪声污染、交通阻塞等。请你从可持续发展的角度，就如何减小汽车的负面影响，提出一条合理化建议： 。分析：本题以家用汽车为载体，综合考查气体压强、比热容、热量、密度、电路计算等，并且设计了开放性
11、问题，综合性较强。通过压敏电阻使学生了解了油量表自动显示的原理。解答：（1）减小。车身上方气体流速比下方大，压强小，产生了向上的升力，从而对地的压强减小。（2）比热容大；2.1106（3）设计或现象： 汽车的后视镜选用凸面镜。涉及的物理知识：凸面镜对光线有发散作用，利用其对光的可逆性来扩大视野 。（4）小明家汽车的行驶速度：v=s/t=10km/(101/60)h=60km/h40km/h 超速驾驶。违章驾驶太危险，遵章守纪保平安！（5）当电流表指针指到最大刻度时，R0两端的电压 U0=I R0=0.6A5=3VUX=U-U0=15V-3V=12V RX= UX/I=12V/0.6A=20由图
12、像可知，当电阻为20时，油箱对应的压力是400N，则油产生的压力为：G油=F-G油箱=400N-50N=350N 则：m= G油/g=350N/10N/kg=35kg。储油体积：V=m/汽油=35kg/0.7103kg/m3=0.050m3=50L（6）节能减排从我做起，出行尽量使用公共交通工具，以减少对公共环境造成的危害。题3【大连】(7分)某工厂产品计数装置的示意图如图甲所示。P为激光源，R1为光敏电阻（有光照射时，阻值变小），a、b两端接“示波器”(示波器对电路无影响)，定值电阻R2为400，电源电压为6V。水平传送带匀速运动，每当传送带上的产品通过激光束时，激光束会被产品挡住，示波器荧
13、光屏上显示的R1两端电压与时间的关系图象如图乙所示。试求：（1）激光照射R1时，R1的阻值是多少?（2）激光被产品挡住时，R1、R2消耗的总功率是多少?（3）从0时开始计时，经过1min，传送带上通过计数装置的产品是多少个?分析：本题中的产品计数装置，利用激光和光接收器实现自动计数。设计图像、电路信息让学生进行电阻、电功率等的计算。核心部分是含光敏电阻的电路。解答：(1)电路中R1 、R2串联，光敏电阻光照时电阻减小，根据分压关系，其两端电压减小。此时电阻为2V，则R2两端电压为：U2=U-U1=6V-2V=4V， R1=R2U1/U2=4002V/4V=200。(2)激光被产品挡住时，由图像知R1两端电压为4V，则U2=U-U1=6V-4V=2V，R1=R2U1/U2=4004V/2V=800，R1、R2消耗的总功率P=U2/R= U2/(R1+R2)=(6V)2/（800+400）=0.03W。(3)由图像可知，在0.6s时间内，计数一次，即通过一个产品。1min内传送带上通过计数装置的产品数量是：n=60s/0.6s=100
