物理
(2013·娄底模拟)如图所示是娄底珠山公园的太阳能路灯,灯杆顶端是太阳能电池板,它能将太阳能转化为电能,并向灯杆下方的蓄电池充电,供夜晚路灯照明.若在一定时间内,太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.7×10
7
J,这些能量经转化后,可供功率为35W的路灯工作60h,那么该太阳能路灯的能量转化效率是
28
28
%.
有一款太阳能热水器,铭牌上的部分参数如表所示.将它安装在阳光充足的水平台面上,并送满水.
型 号
xwwl-1
水 容 量/L
80
自身质量/kg
40
(1)某地区(晴天)平均一天中接收的太阳能约为3.36×10
7
J,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?
(2)若该热水器一天中接收的太阳能,由燃烧煤气(热值q=4.2×10
7
J/kg)来获得,则需要完全燃烧多少千克煤气?
因为环境污染,北极的冰山上常年沉积着灰尘,使冰山表面吸收了更多太阳光,加速了冰山的熔化.假设覆盖着灰尘的冰山上表面每单位时间单位面积所吸收的太阳光为98瓦/米
2
(此数据已将太阳光白天和黑夜的不同日照量平均计算在内).若有厚度为30米的冰山,如图所示,则仅靠阳光的暴晒,在0℃的海水中,需要约
1062
1062
天才能将此冰山熔化.(冰的熔化热为3.33×10
5
J/kg)
(2008·佳木斯)我们生活的鸡西市,到了冬季,因日照时间短,太阳能热水器的水达不到所需温度.为此人们研制了太阳能、电能两用热水器.大鹏家最近就安装一台这样的两用热水器,如图所示.铭牌如下:
XX牌热水器
型号V-55
额定容积 100L
额定电压220V
额定频率50Hz
额定功率1500W
防水等级△
(1)太阳能热水器贮满水,水温从20℃加热到50℃时需要吸收多少热量?(1L=10
-3
m
3
)
(2)大鹏将水箱装满水,只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时,需加热器正常工作多长时问?(设电能全部转化为热能)
(3)在上述(2)情况下.加热器正常工作实际用了3h.则此热水器的效率为多少?
(4)仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点?(写一条即可)
(2003·黄石)1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了一辆太阳能汽车,车上电池的太阳能接收板的面积为8m
2
,它正对太阳时电池可产生120V的电压,并能提供10A的电流,太阳光垂直照射到地面单位面积上的辐射功率为1.0×10
3
W/m
2
,问该太阳能电池的效率是多少?
(2012·岳阳模拟)用太阳能热水器(如图所示)代替传统的煤气或电热水器可以更好的节约能源.图中小芳经过实验发现自己家里的太阳能热水器的吸热功率为2000W【“吸热功率”是指该集热器每秒钟吸收的太阳辐射的能量(热量)】,在8个小时内将储水器中的水温从20℃加热至80℃,而的储水器的容积是200升.根据小芳的观测数据,请完成:【水的密度ρ=1.0×10
3
kg/m
3
,水的比热容c=4.2×10
3
J/(kg·℃)】
①储水器中装满水时,水的质量是
200
200
kg;
②储水器中的水吸收的热量是
5.04×10
7
5.04×10
7
J;
③集热器8个小时吸收的太阳辐射给它的热量是
5.76×10
7
5.76×10
7
J;
④这台太阳能热水器的工作效率是
87.5%
87.5%
.
(2007·西城区二模)一辆总质量为M=6.0×10
2
kg的太阳能汽车,使用太阳能电池供电.它的集光板能时刻正对着太阳.车上有一个直流电阻r=4.0Ω的电动机.太阳能电池可以对电动机提供U=120V电压和I=10A的电流.已知太阳向外辐射能量的总功率为P
总
=3.9×10
26
W.太阳光穿过太空和地球周围的大气层到达地面的过程中有大约28%的能量损耗.太阳光垂直照射到地面上时,单位面积的辐射功率P
0
=1.0×10
3
W/m
2
.半径为R的球面积公式为S=4πR
2
.(取g=10m/s
2
,
2.2
=1.5
.)
(1)这辆太阳能汽车正常工作时,车上电动机将电能转化为机械能的效率是多少;
(2)若这辆车在行驶过程中所受阻力是车重的0.05倍.求这辆车可能行驶的最大速度;
(3)根据题目所给出的数据,估算太阳到地球表面的距离.
某可移动式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8.0×10
3
W.若电池板吸收的太阳能只是用来提供漂浮房前进所需的能量,漂浮房在平静的水面上沿直线运动,运动过程中受到的阻力不变.从某一时刻开始,漂浮房受到的水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系图如图甲所示,漂浮房的运动速度v与时间t的关系图如图乙所示.
(1)分析可知,在整个运动过程中,漂浮房受到的阻力大小为
8×10
3
8×10
3
N.
(2)求漂浮房在匀速运动过程中,太阳能转化为机械能的效率为多少?
太阳能动力车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能,再利用电动机来驱动的一种新型机动车.有一辆太阳能实验车,它上面的太阳能电池的接收板的有效面积为S=8m
2
,天气晴朗且接收板对着太阳时,能够接收到的太阳能的功率为P
0
=10
3
W/m
2
,太阳能电池输出的电压为U=120V,可供电动机正常工作的电流为I=10A.求:
(1)在电动机正常工作时,功率是多少?
(2)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多大?
(3)若上述由太阳能电池供电的电动机正常工作时,电能的80%转化为机械能,且输出功率恒定.现用它通过一个滑轮组将质量m=100kg的重物匀速提升,如图所示,电机对绳子的拉力为500N,并在5s钟内将重物匀速提升了3.2m.通过计算(要有具体过程)在图中方框内画出滑轮组的绕绳方法.(g=10N/kg)
如图所示为一种太阳能照明灯,太阳能电池板供1只“220V 40W”的电子节能灯工作,若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3m
2
.地球上该处与太阳光垂直的表面接收的太阳辐射能可表示为5×10
4
J/( min.m
2
),太阳光照一天,恰好可供电子节能灯工作10h.假设太阳光一直垂直照射太阳能电池板,不考虑天气影响,每天以8h计算.问:
(1)电子节能灯正常发光一小时消耗的电能是多少?
(2)太阳能电池板在一天时间里吸收的能量是多少?
(3)太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是多少?
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