40.
(本题2小题,共20分。解答过程中必须写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤,只写出最后答 案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
⑴(8分)风力发电,是利用风能这一可再生清洁能源来发电。由于没有燃料问题,也不会产生辐射或空气污染,符合“节能减排、低碳生活”的理念而正在世界形成热潮。如图是某地区风力发电系统室外的一台风力发电机的照片。下表给出了在不同风速下该地区风力发电机组输出的电功率。
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风速/ms-1 |
3 |
6 |
9 |
12 |
15 |
18 |
…… |
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输出电功率/kW |
20 |
160 |
540 |
1280 |
2500 |
4320 |
…… |
①当风速为6 m/s时,风力发电机组工作1h所产生的电能是多少度?
②当风速为15 m/s时,风车组1h获得的风能为2.5×104 kW·h,则此时该风力发电机组的发电效率是多少?
③由表中数据进行分析,可以发现该风力发电机组所输出的电功率与风速有什么关系?
⑵(12分)如图是我国第一台自行设计、自主集成一研制的“蛟龙号”载人潜水器。2010年8月26日,“蛟龙号”已完成下潜深度3759m的深海潜试,这标志着中国已成为世界上第五个掌握3500m以上大深度载人深潜技术的国家。据悉,“蛟龙号”的技术改进及5000-7000m深海潜试课题实施方案已通过专家论证,不久,“蛟龙号”将挑战目前世界载人深潜新纪录。
①已知“蛟龙号”下潜到3759m的海底用时约102分钟,求“蛟龙号”下潜时的平均速度约为多少米/分钟?(保留到整数)
②若“蛟龙号”到达7000m深的海底世界时,海水对“蛟龙号”外壳的压强约为多大?如果潜水器的一个观测孔的面积约为300 cm2,则海水对该观测孔的压力约为多大?(海水密度近似取ρ=1.0×103kg/m3,g=10 N/kg,下同)
③若正在水下匀速下潜的“蛟龙号”潜水器的总质量为22吨,请你由此估算潜水器的体积约为多大?
④在需要紧急上浮时,潜水器可以抛掉随身携带的压载铁。试分析匀速下潜的“蛟龙号”潜水器抛掉压
载铁后在水中的运动情况。