风光互补路灯系统
如图所示,目前很多乡村道路已经使用了风光互补路灯系统,它既可以通过太阳能电池板独立发电并储存在蓄电池内,也可以通过风力发电机独立发电并储存在蓄电池内,还可以两者同时发电并将电能储存在蓄电池内,晚上供LED路灯照明时使用。蓄电池充满电后不再充电,使用时放电至少留20%就停止电能输出,这样可延长蓄电池的寿命。某型号风光互补路灯技术参数如表。其中光电转换率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率;蓄电池的容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积;最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发 电机的输出功率。
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风力发电机 | 太阳能电池板 | ||
最大限制风速 | 10m/s | 电池板面积 | 0.5m2 |
最大输出功率 | 320W | 光电转换效率 | 12% |
蓄电池 | LED 路灯 | ||
蓄电池容量 | 90Ah | 额定电压 | 12V |
额定电压 | 12V | 额定功率 | 60W |
(2)已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比,若风力发电机的输出功率为 40W,此时风速为
(3)充满电的蓄电池以额定电压对 LED 路灯供电,为使蓄电池的使用寿命更长,持续供电时间不能超过
(4)如图示电路中,若蓄电池能始终提供大小恒定的电流,为恒流源。R0 为定值电阻,移动滑动变阻器R的滑片,则下列表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中,可能正确的是
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(5)某道路的路灯采用该风光互补路灯来照明,已知路灯共600盏,每天正常工作10h则一天消耗电能
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“翼龙”无人机是我国自主研制的一种中低空、长航时无人机。图甲是无人机的图片,如表为其部分技术参数。“翼龙”无人机具备全自主平台,可携带各种侦察、测距、电子对抗设备及小型空地打击武器,可广泛应用于如灾情监视、军事活动等领域。
最大飞行速度 | 280km/h | 正常巡航速度 | 180km/h |
最大续航时间 | 20h | 发动机额定功率 | 80kW |
最大载荷量 | 180kg | 最大载油量 | 320kg |
机身质量 | 1.1t | 机身长度 | 9m |
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(1)无人机沿水平方向正常巡航时发现正前方有一座山峰,为测定无人机与山峰间的距离,其搭载的声呐系统向山峰发出超声波后经10s收到反射信号,则收到反射信号时无人机与山峰间的距离为
(2)为了确保无人机的飞行速度不超过最大值,工程师给发动机装上了能控制油门大小的限速器,其简化电路如图乙所示,其中
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(3)“翼龙”无人机在额定功率下沿水平方向正常巡航时所受的阻力为
(4)发动机耗油率是指发动机在额定功率下每输出1kW·h能量所消耗的燃油质量,根据相关参数可知,“翼龙”无人机装配的发动机耗油率为
综合实践活动——研究制作风速仪
【提出问题】风速是气象观测中的重要参数,常用风速仪测量。风速仪工作原理是什么?怎样设计制作简易风速仪呢?【实地学习】同学们来到气象馆,了解了杯式风速仪的工作原理。如图甲所示,质量较小的风杯可在360°任意方向的风力带动下绕轴转动,转动时传感器将风速转换成输出电流信号,再经系统处理后显示出风速值。在测量范围内电流随风速增大而均匀增大。
杯式风速仪工作参数 | |
量程 | 0.4~50m/s |
输出电流信号范围 | 4~20mA |
启动风速 | 0.4m/s |
电功率 | ≤0.48W |
电源为恒流源,能始终提供大小恒定的电流,电流表量程为0~0.6A,R0为10Ω的定值电阻, R1为压力传感器,无风时R1受到的压力为零,有风时迎风板受到的压力能大小不变地传递给R1,R1的阻值随压力F大小变化的关系如图丙所示。读出电表示数,即可知此时的风速。
风速v/(m·s-1) | 2 | 4 | 6 | 10 | 12 | 16 | 24 |
风压P/Pa | 2.5 | 10 | 22.5 | 62.5 | 90 | 160 | 360 |
【交流评价】同学们从实验制作、实验效果等方面进行交流评价。
(1)关于文中杯式风速仪,下列说法不正确的是
A.风吹动风杯说明风具有能量 B.转轴中使用轴承可减小摩擦
C.风杯用密度小的材料制成 D.能在60m/s风速下正常工作
(2)杯式风速仪正常工作20min,最多消耗
(3)实验中,读出简易风速仪中电流表示数为0.4A,电压表示数为8V;
①R1=
②恒流源提供
③若用此简易风速仪测量16m/s的风速,则迎风板的面积至少需要
(4)对比文中杯式风速仪,简易风速仪存在的不足之处有:
第五代战斗机“歼﹣20”
“歼﹣20”作为中国第五代战斗机,融合了全球优秀战斗机的特点,具备了很强的隐形性能、机动性能等。“歼﹣20”表面平滑,机翼的外形做成流线型,飞机先进的光传操纵系统,以光纤作为媒介传输信号,可随时保证飞机与地面的联系。“歼﹣20”配备了大功率雷达,为解决放热问题,采用了新一代液体冷却系统。该飞机最大航行速度达800m/s,推重比为0.5(推重比是指飞机以最大速度巡航时的牵引力与最大起飞重力的比值)。飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表∶(g取10N/kg)速度v/(m/s) | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
阻力f(×104N) | 0.3 | 1.2 | 2.7 | 4.8 | 7.5 |
(2)下列说法中正确的是
A.航空燃油是一种新型的可再生能源 B.飞机顺风起飞,更有利于飞机升空
C.飞机流线型机翼设计可以减小阻力 D.飞机采用超声波与地面的进行联系
(3)请在图乙中,用描点法作出阻力f与速度v的关系图像
(4)为保证飞行安全,当飞机降低到一定高度时开启警示灯。如图丙所示是某同学为飞机设计的模拟电路(电源电压恒定),图丁是压敏电阻R随离地高度h的变化曲线。当飞机降落离地面450m时,开关S自动闭合,指示灯亮起,灵敏电流计的示数为0.02A;飞机离地面400m时,灵敏电流计的示数为0.04A;当高度降到150m,指示灯开始闪烁。则应将压敏电阻串联在图丙电路中的
如图甲所示是超市常用的一种电动搬运车,用于超市卖场与库房间的货物运输及提升。下表是其相关参数,其电路工作原理示意图如图乙.当闭合开关S1时,提升电动机M1工作,将货物提升到指定高度,当闭合开关S2时,进退电动机M2工作,驱动搬运车前进或后退。电源是电压为36V的蓄电池组,当电池容量低于满容量的10%时会报警提醒,返回充电座充电,电机效率是指电动机获得的有用机械能与消耗电能的比值。(g取10N/kg)
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型号 | 自重 | 最大载货量 | 蓄电池电压 | 蓄电池容量 | 进退电机额定电压额定功率 | 提升电机额定电压额定功率 | 电机效率 |
PTE20X | 4×102kg | ![]() | 36V | 80Ah | 36V 900W | 36V 800W | 80% |
(2)下列关于对搬运车的蓄电池的说法正确的是
A.蓄电池充足电一次,储存的电能约3.6×105 J B.蓄电池组充电时,电能转化为化学能
C.蓄电池放电的过程中,蓄电池相当于用电器 D.蓄电池组是由若干节蓄电池并联组成的
(3)利用搬运车将
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(4)搬运车上有显示所载货物质量的仪表,其电路如图丙所示,电源电压24V,电流表(
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江海晚报报道:2013年3月9日,陆地方舟新车见面会在江苏如皋产业基地隆重举行,全国第一款面向大众市场销售的纯电动SUV汽车“陆地方舟V5”面世,该车应用“高频变频电驱动技术”,百公里耗电量仅9度,让您轻松赏阅一路风景。已知该车部分性能参数如下表:
品牌 | 陆地方舟V5 |
车身重量kg | 1380 |
引擎类型 | 电动机 |
电机额定功率kW | 7.5 |
动力蓄电池 | 铅酸电池72V 200Ah |
续驶里程km | 160 |
最高速度km/h | 70 |
(1)电动机工作时,其工作原理是
A.磁场对电流的作用 B.电流的磁效应 C.电磁感应 D.电磁铁原理
(2)该车三相交流变频电机采用交流调速方式,在效率一定时,其耗电功率与转速的立方成正比,而行驶速度与电机转速成正比,下列关于汽车匀速直线行驶时,所受阻力F与车速v的关系图线,正确的是
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(3)汽车驾驶室座位上的安全带,做得比较宽,当发生紧急情况需要刹车时,由于受力面积较大,从而使人受到的
(4)下表是陆地方舟V5《驾驶守则》中的部分安全距离表格;
刹车前的车速v(km/h) | 反应距离L(m) | 刹车距离s(m) | 停车距离x(m) |
40 | 10 | 10 | 20 |
50 | 12.5 | 15 | 27.5 |
60 | 15 | 22.5 | 37.5 |
①当汽车以最高时速70km/h匀速行驶时,其反应距离为
②汽车保持恒定功率5.0kW在平直路面上行驶时,其所受阻力大小为360N,则汽车匀速行驶的速度v=
(5)对“V5百公里(100km)耗电量仅9度”的报道,请你根据该车的性能参数,通过必要的推理演算,论证其是否真实。
空调A(定频) | |
工作方式 | 定频 |
产品匹数 | 1.5匹 |
制冷量 | 3500W |
制冷功率 | 1100W |
循环风量 | 650m3/h |
空调B(变频) | |
工作方式 | 变频 |
产品匹数 | 1.5匹 |
送风制冷量 | 200W |
制冷制冷量 | 5200W |
送风功率 | 100W |
制冷功率 | 1400W |
(2)小明在进行综合实践活动“对家庭用电的调查研究”时想要测量一下定频空调A的制冷功率。小明只将A空调接入家庭电路中,让空调开始工作30分钟,如图乙所示的电能表上的指示灯闪烁了330次,则A空调工作的功率为
(3)表二为变频空调B的部分参数,其中制冷量表示每秒钟空调带走室内热量的总和。若10小时内A、B两台空调均带走室内热量17.5kW·h,则空调B送风的时间为
【推荐1】阅读以下材料:
锂离子电池
锂离子电池是一种可重复充电电池,相比传统的镍镉、镍氢充电电池,它具有能量密度高、输出功率大、低自放电、无记忆效应和工作温度范围宽等优点,因而充电宝、手机等便携式电子设备几乎都使用锂离子电池。
但是,锂离子电池同时具有易膨胀的缺点,电池过度充电、过热、浸水、保存不当等皆有可能引起膨胀甚至爆炸,所以,各航空公司都严禁旅客携带额定能量超过160Wh的充电宝上飞机。
锂离子电池自身还有其它短板,如:不耐受过放电,使用到极低电量会损伤电池耐久性,使电池寿命加速缩短;不耐受过充电,在达到充满状态后还继续充电,会不可逆地损毁电池性能,甚至可能因能量蓄积而过热爆炸。因此,一般建议“浅充浅放”,即充电不充满、放电不放完,在电量10%—90%的时候进行充电,充满后就拔出来。
作为一种可重复充电电池,大多数锂离子电池充电时采取恒流恒压模式,即:第一阶段以恒定电流充电,电压逐渐变大;第二阶段以恒定电压充电,电流逐渐变小,充电电流小到为零时完全充满。某锂离子电池充电时的电压、电流随电池能量的变化如图甲和图乙所示。
回答以下问题:
(1)以下哪些是锂离子电池的优点:
①能量密度高
②输出功率大
③工作温度范围宽
④易膨胀易爆炸
(2)一个标有“额定能量:20000mAh 3.7V”的充电宝
(3)锂离子电池充电的过程是把电能转化为
(4)根据图甲和图乙回答以下关于该充电过程的问题:
①第一阶段为电池能量从10%充至
②该充电过程的充电功率最大可达
③请在图丙中画出该充电过程中,充电功率随电池能量的变化图像
“复兴号”动车
如图1所示是我国具有完全自主知识产权的“CR400AF”动车组,经过近4年的运行检验,说明我们的高铁技术是世界领先的,是稳定可靠的。它采用了全新低阻力流线型头型,全车部署了2500余项监测点,能够对冷却系统、制动系统、运行系统全方位实时监测,列车内还设有高清摄像监控,无线WIFI,配备USB插口等。动车部分参数见表。(设乘客人均质量为50kg)
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车身质量m(t) | 360 |
每节车厢长L(m | 25 |
车厢数(节) | 8 |
每节载客(人) | 100 |
最高时速( | 400 |
(2)坐在“复兴号”动车上的一乘客记录了他匀速完全通过长1400m的隧道的时间为30s,若这列长250m的动车在隧道中的运行速度为
(3)推重比是衡量动车牵引能力的重要指标,其含义是动车匀速运行时的牵引力与车总重的比值。经检测,“复兴号”动车运行时的总阻力f与列车速度v满足
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b1e52fd016f1ce5d94f2004300ec9f2.png)
(4)阴雨天,空气潮湿,能见度低,路面湿滑,为保证旅客上下动车时的安全,需在车门旁开启警示灯。如图2乙所示是某同学为动车设计的模拟电路:
①选择图2甲中的
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/19f20f21a9d50b61dac519a3ddab539d.png)
②已知电源电压为6V,警示灯的规格是“6V 3W”,当空气湿度为80%时,闪烁的过程中,灯较暗时的实际功率是
喷泉
喷泉是利用水泵将水喷洒成特定形态的水表演艺术.水泵由电机带动工作时,水泵的叶轮高速旋转,驱使水飞离叶轮向外喷出,从而在叶轮中心区形成真空,将池中的水不断“吸”上来,水泵转速恒定时,喷出的水柱高度稳定.
音乐喷泉用计算机采集音乐的声音频率特征,并将其转化为控制信号,用以改变输入电机的电源频率,电源频率的改变使水泵的转速发生变化.达到调节水柱高度的目的.水泵的流量与转速成正比,扬程与转速的平方成正比,流量指水泵单位时间内喷出水的体积,扬程指水泵能将水提升的高度.
如图甲所示,是一游乐喷泉向上喷出的水柱使卡通模型悬停在空中的照片,喷泉使用的水泵的部分参数如表一,模型悬停在空中时,水冲击到模型时的速度v与模型的质量M、水泵流量Q之间的关系如表二.
表一
2900r/min额定转速 | 2900 r/min |
额定流量Q | 0.04m3/s |
额定扬程H | 8 m |
额定功率Р | 7.5 kW |
表二
速度v/m∙s-1 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 6.0 |
质量M/kg | 3.0 | 6.0 | 12.0 | 12.0 | 12.0 |
流量Q/m3∙s-1 | 0.03 | 0.03 | 0.04 | 0.03 | 0.02 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/10/21e07639-ffba-4d2c-9938-02e09ecec4de.png?resizew=420)
(1)欣赏音乐喷泉时,悦耳的声音是通过
(2)下列关于喷泉的有关说法中,正确的是
A.卡通模型所受重力与水对模型的冲击力是相互作用力
B.向上喷出的水在上升过程中的速度处处相等
C.阳光下喷泉附近常出现的彩虹是由光的反射引起的
D.音乐喷泉通过采集声音中的音调信息控制水泵的转速
(3)某喷泉装有四台参数如表一的水泵,第一次调试时水泵转速为额定值的0.9倍,则此时扬程为
(4)分析表二数据,当卡通模型的质量为10 kg,水冲击模型时的速度为5.0 m/s时,对应的流量为
(5)如图乙所示,为控制喷泉断续工作的模拟电路,AB两端输入如图丙所示的周期性变化的电压UAB;定值电阻R=2Ω,D为电子元件,当UAB<6V时,D两端的电压UD等于输入电压,UAB>6V时,UD保持6 V不变;当R的电功率满足PR≥8W时,水泵启动喷水.则t=3s时电阻R的电功率为