功能关系5：能量守恒定律和新能源问题(答案)

功能关系5：能量守恒定律和新能源问题（参考答案）
一、选择题
1． 【答案】 BD
【解析】 每小时流过水轮机的水的体积V ＝100 m 3/s ×3 600 s ＝3.6×105 m 3，由ρ＝m V 得，水的质量m ＝3.6×108 kg ，A 错误；水下落过程中重力做的功W ＝Gh ＝mgh ＝2.88×1011 J ，由题知，水位下落过程中重力做的功全
部都变成水的动能，这些水冲击水轮机的动能E ＝W ＝2.88×1011 J ，B 正确；由η＝W 有E
得每小时水流对水轮机做的有用功W 有＝ηE ＝2.6×1011 J ，C 错误；水轮机的功率P ＝W 有t ＝2.6×1011 J 3 600 s
＝7.2×107 W ，D 正确． 2． 【答案】C
【解析】一次涨落潮时经过发电机的水的质量为：m=ρV=ρhs 重心高度为h/2，则可知，可以发电的海水势能
为：E p =2mg×2
h =ρSh 2g ，故ABD 错误，C 正确． 故选C ．
3． 【答案】C
【解析】根据题意可得电能为
6311p =25%41044 1.01010225%J 3.210J E E ⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯电
故日发电量约为113.010J ⨯，ABD 错误，C 正确。

故选C 。

4． 【答案】A
【解析】当两液面高度相等时，减少的重力势能转化为整个液体的动能，根据功能关系有18mg ·12h ＝12
mv 2，解得：v ＝ 18
gh .
5． 【答案】D
【解析】解：（1）叶片旋转所形成的圆面积为：S=πL 2
t 秒内流过该圆面积的风柱体积为：V=Svt=πL 2vt
风柱体的质量为：m=ρV=ρπL 2vt
风柱体的动能为：E k ==
发出的电功率为：p==ηρπL 2v 3，
二、计算题
6． 【答案】(1)P 0S 0Δp πR 2 (2)ρP 30S 30η2Δp 3π2R 4
【解析】(1)太阳能集热棚吸收太阳热辐射的功率应等于烟囱内热气流的机械功率，即P 0S 0＝Δp πR 2v ①
热气流流速v ＝P 0S 0Δp πR 2
.
(2)根据能量守恒定律知发电机发电功率为
P 电＝η·12
mv 2② 其中12mv 2为单位时间内流过发电机的热空气的动能，则P 电＝12
ρπR 2v ·v 2·η. 将①式代入此式中，结果得P 电＝ρP 30S 30η2Δp 3π2R 4
.。