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    4．我省目前正在大力开发的风力发电是一种将风的动能转化为电能的环保发电方式．风力发电机的外观如图所示，其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等．
    （1）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用硬度大、密度小（选填“大”或“小”）的复合材料制成．
    （2）风轮机叶片旋转所扫过的面积（S）可视为风力发电机可接收风能的面积．已知空气动能与空气质量成正比，1kg空气在不同的速度（v）时的动能（E）如下表所示，则在空气质量一定时，空气动能E与空气流速v的关系式：E=kv2．
    空气动能E（J）28183250
    空气流速v（m/s）246810
    若风力发电机将可接收的风能转化为电能的效率η=20%，当地的空气密度ρ=1.3kg/m3，风速v=10m/s，风轮机的叶片旋转所扫过的面积为100m2，这台风力发电机的输出功率为多少kW？
    （3）在风速和叶片确定的情况下，要提高风轮机单位时间接收的风能，可采取哪些措施？请提出一条建议．

    分析 （1）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度大的复合材料制成；
    （2）单位时间内通过风扇的空气质量，可理解为流经风扇的空气密度和空气体积的乘积，然后用风扇的横截面积和速度公式表示出空气的体积大小，然后表示出空气质量的表达式m=ρv=ρsl=ρs•vt，通过比较找出m、v的关系，利用表格所给数据算出风速为10m/s时，1s钟流向叶片旋转面积的空气质量，再根据表格可知确定此时产生的能量，再利用η=$\frac{{W}_{电}}{{W}_{风}}$×100%即可求出这台风力发电机的输出功率；
    （3）要提高风轮机单位时间接受的风能，要从风的方向和可接受风能的面积着手考虑．

    解答 解：（1）风机叶片通常用密度小，硬度大的复合材料制成；
    （2）由表格中的数据可得在空气质量一定时，空气动能E与空气流速v的关系式：E=kv2；
    由表格得风轮机可接接收的风能为E=$\frac{1}{2}$mv2     
    因为ρ=$\frac{m}{V}$，所以空气的流量为：m=ρSvt   
    又由于P0=$\frac{W}{t}$，则每秒接收的风能为P0=$\frac{1}{2}$Sv3     
    根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Pt}{{P}_{0}t}$=$\frac{P}{{P}_{0}}$得，发电机功率为P=ηP0=η$\frac{1}{2}$Sρv3=$\frac{1}{2}$×20%×1.3kg/m3×100m2×（10m/s）3=13kW．
    （3）要提高风轮机单位时间接受的风能可从：可增加风轮叶片长度、增大风轮机叶片旋转所扫过的面积或调整风轮机的方向．
    故答案为：
    （1）小；
    （2）E=kv2；13kW；
    （3）可增加风轮叶片长度、安装调向装置，以保证风轮机与风速垂直等．

    点评 要解好此题，要求同学们平时关注科学，增加课外阅读量；联系实际，拓宽视野，直面现实生活中的物理问题，学以致用；活化物理基本知识，注重基本素质和能力的培养．

    练习册系列答案
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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    14．在一次课外活动中，小华同学对家里的电水壶（如图甲）进行了相关的观察和研究，如图乙所示是电水壶铭牌，为了测量它烧水时的实际功率，小华进行了如下实验：关掉家里所有用电器，将0.5kg温度为20℃的水装入该电水壶，只将电水壶接入家庭电路中，测得电水壶中的水从20℃上升到100℃所用的时间是4min，同时观察到家中电能表，如图丙所示，转过的转数正好为90转（r）．已知水的比热容[c=4.2×103J/（kg•℃）]．

    请根据相关信息，求：
    （1）电水壶中水吸收的热量；
    （2）电水壶烧水的实际功率；
    （3）电水壶在该工作过程中的效率．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    15．如图所示，滑轮组的机械效率为80%．在自由端拉力F作用下，重1600N的物体0.1m/s的速度匀速上升，则10s内对物体做的有用功为1600J，拉力的大小为500N，拉力的功率是200W．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    12．在探究二力平衡条件的实验中，一轻质卡片水平方向所受力如图所示．此时卡片水平方向上所受的力不是（填“是”、“不是”）平衡力，理由是两个力没有作用在同一条直线上．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    19．如图1所示，将一薄塑料瓶瓶底剪去，用瓶盖将瓶口密封，倒入适量的水，使其竖直漂浮在水面上，测出内外水面高度差h1，再将木块放入瓶内，测出内外水面高度差h2．已知瓶身圆柱横截面面积为s，忽略瓶和瓶盖的体积，则下列说法中错误的是（　　）
    A．m瓶=ρ水sh1
    B．h2＞h1
    C．图2中，若在瓶内继续加入部分水（塑料瓶仍漂浮），h2不变
    D．图2中，若取出木块，放入实心铁球（塑料瓶仍漂浮），h2变大

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    9．质量为2kg的水在太阳光的照射下，温度升高50℃，水吸收的热量为4.2×105JJ，这是通过热传递的方法改变了水的内能．【已知：c水=4.2×103J/（kg•℃）】

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    16．如图是2012年伦敦奥运会女子跳水3m板决赛中吴敏霞在空中翻腾的瞬间．在吴敏霞从3m板起跳到达最高点的过程中，她的机械能变化情况是（　　）
    A．动能增大，重力势能增大B．动能增大，重力势能减小
    C．动能减小，重力势能增大D．动能减小，重力势能减小

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    13．在探究“平面镜成像特点”的实验中，小明在竖立的玻璃板前放一支点燃的蜡烛A，再取一支未点燃的蜡烛B放在成像处，如图所示．
    （1）蜡烛B要与蜡烛A完全相同，是为了比较像与物的大小关系．
    （2）实验时，所成的像是虚（选填“虚”或“实”）像．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

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    （1）小英将电吹风插头接入家庭电路中，当电吹风吹热风时，电风扇与电热丝的连接方式是并联．
    （2）小英在某次用该电吹风将头发吹干的全过程中，为了知道这次使用电吹风时总共消耗的电能，她把电吹风的实际功率随时间的变化关系用图乙记录了下来，请你帮她算一算，她这次吹干头发的全过程电吹风总共消耗的电能是1.02×105J．
    （3）该电吹风的电热丝在工作时电阻值是69.14Ω（保留两位小数）．
    （4）该电吹风使用几年后，发现其电热丝变细了，则电热丝的电阻值将变大．

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