(2009年全国初中应用物理知识竞赛)在一些农村地区建造的沼气池,通过将农村大量的秸秆、人畜粪便发酵来获取沼气,利用沼气来烧火做饭,点灯照明。沼气池的应用,不仅使上述资源得以更好的利用,同时也给生活带来了诸多便利,使环境得以改善。这是一个一举多得的惠民工程。图3所示为一农户的水压式沼气池的剖面简图。
说明:1.沼气池 2.水压池 3.进料口 4.密封盖 5.输气管 6.贮气室 7.沼气压力显示器 8.总阀门 9.U形管压强计(里面装有染成红色的水) l0.出料口盖板(不密封水压池,水压池仍与外面大气相通) 11.阀门
已知该农户家燃气灶的相关技术数据如下:
使用燃料 | 液化石油气 | 天然气 | 人工煤气 | 人工沼气 |
灶前压强(kPa) | 2.8 | 2.0 | 1.0 | 0.5 |
额定热流量(kW) | 普通炉 | 左:3.6 | 组合炉 | 左:3.6 |
右:4.0 | 右:3.6 | |||
单炉 | 4.0 |
取g=10 N/kg,水的比热容c水=4.2×l03J/(kg·℃)
(1).根据图3所示,通过计算说明,该农户此时能否使用这个沼气池中的沼气来正常烧火做饭?
(2).有一天,该农户发现,沼气压强小于燃气灶的要求。为了能尽快利用沼气生火做饭,从物理学的角度看,可采取哪些措施?
(3).若该农户所用的燃气灶是普通炉,通常情况下,普通炉中的右炉单独正常工作时,将一壶质量为2.5 kg、温度为20℃的水烧开,耗时约10 min。试估算右炉烧水的效率。
(4).请你就如何提高燃气灶的效率问题谈淡你的设想。
(2008河南初中应用物理知识竞赛题)2008年1月2日我省第一个风力发电机组在三门峡落成。发电机组连同底座共重80t.中间的钢柱高61.5米.底部直径4米。与主机连在一起的3片“风叶”,每片长37.5米,面积约为20m2。
(1)风能是属于 (可再生或不可再生)能源。风力发电的主要优点为(两点)
(2)发电机底座对地面的压强为多少?(g取10N/kg)
(3)若平均风速为6m/s,空气的密度为1.29kg/m3,则每秒钟吹到每个叶片上的空气的质量为多少?
(4)一期工程计划安装17台总功率为1500千瓦的风力发电机组.预计每年(按360天汁算)并网发电量为多少千瓦时?与燃煤发电相比.每年可节约标准煤多少吨?(标准煤的热值为3×107J/kg)?
(2011初中应用物理知识竞赛初赛)科技人员设计了一种可移动式太阳能水上漂浮房,它具有冬暖夏凉的优点,不仅为人们到海滨旅游提供了方便,而且节约了能源、减少了对环境的污染.某可移动式太阳能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9.0×103W,能为该房供应热水和在水上移动等提供能量.
(1)漂浮房冬暖夏凉,利用了水的什么特性?
(2)太阳能电池板将太阳能转化为电能.若只用来给水加热时,电池板两极的电压为200V,加热电阻丝的电阻为15Ω,设电阻丝产生的电热全部转化为水的内能,则加热5min,水的内能增加了多少?
(3)有5位中学生从岸上进入漂浮房参观,则水对漂浮房的浮力约增加了多少?.
(4)若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮房前进所需的能量,漂浮房在平静的水面上以恒定功率沿直线运动,运动过程中受到的阻力不变.从某一时刻开始,漂浮房受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图所示,t=50s后,漂浮房以2.5m/s的速度做匀速直线运动.则在整个运动过程中,漂浮房受到的阻力大小为多少?太阳能转化为机械能的效率为多少?
同学们学习了“能源与可持续发展”的内容后,知道热电站既能发电,又能供热,随着热电站技术不断更新,煤的燃烧程度比传统火电站更充分.为深入了解,他们对某热电站进行调查,获取信息如下:
工作时间 | 燃煤 | 发电总功率 | 废气 | |
××热电站 | 20 h | 4000 t | 5×105kW | 向周边居民供热 3.4×1013J |
(1)①4000t煤完全燃烧放出多少热量?②20h发电多少千瓦时?(q煤=3×107J/kg)
(2)该热电站的能量利用率是多少?
(3)请你结合以上信息,写出提高热电站能量利用率的方法。
(2012全国初中应用物理知识竞赛)如图11甲所示为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图,其中电源两端的电压恒为24V,R0为定值电阻,A为油量指示表(一只量程为0~0.6A的电流表),Rx为压敏电阻,它的上表面受力面积为10cm2,其阻值与所受压力的对应关系如图11乙所示。油箱的上下两部分皆为长方体形状,下半部分的横截面积为、20dm2,高为2dm,上半部分的横截面积为10dm2,油箱加满油时油的总体积为60dm3。当油箱装满油时,油量指示表的示数如图11丙所示。已知:ρ汽油=0.7×103kg/m3,取g=10N/kg。
1.当油箱内汽油用完时,油量指示表的指针指向某一位置,求此位置所对应的电流值是多少;
2.若汽车在高速公路匀速行驶400km,油量表由满刻度指向满刻度的位置,求该汽车每行驶100km消耗汽油多少升;
3.在上面第(2)问所述的行驶过程中发现,油量表的示数在开始运动的一段时间内变化较快,而后来一段时间内变化较慢,请解释其中的原因。