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    20．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，通常用密度小，硬度大（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）如表所示．
    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，要设计一台功率P=20kW的风力发电机，内轮机的叶片旋转所扫过的面积应为多少？（保留整数）
    （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）风机叶片材料质量轻减小阻力易于转动，强度高防止变形，密度小可以减小质量，硬度大增加使用寿命；
    （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%即可求出内轮机的叶片旋转所扫过的面积；
    （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）风机叶片材料质量轻、强度大、耐磨损、密度小、硬度大，可以减小阻力，延长使用寿命，便于安装等；
    （2）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=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Pt}{{P}_{0}t}$=$\frac{P}{{P}_{0}}$得发电机功率为P=ηP0=η$\frac{1}{2}$Sv3
    故S=$\frac{2P}{ηρ{v}^{3}}$=$\frac{2×20000W}{20%×1.3kg/{m}^{3}×（10m/s）^{3}}$≈154m2
    （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．
    答：（1）大；
    （2）设计一台功率P=20kW的风力发电机，内轮机的叶片旋转所扫过的面积应为154m2；
    （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

    10．如图所示，为“探究运动和力的关系“的实验装置，小强在水平面上铺上粗糙程度不同的材料，将同一小车从斜面上的同一位置由静止释放，比较小车在水平面上运动的距离．他发现：水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，小车运动的距离越远；若不受摩擦力及其他阻力，小车将做匀速直线运动．该研究过程中采用了实验加推理（选填“实验验证”或“实验加推理”）的方法．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    11．日晷仪是古代人们可用来计时的一种工具，通过观察直杆在太阳下的影子所在位置可知道时间，如图．日晷仪计时利用了光的（　　）
    A．直线传播B．反射C．折射D．色散

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    8．下列物品中，通常情况下属于导体的是（　　）
    A．铅笔芯B．塑料笔杆C．橡胶手套D．陶瓷碗

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    15．盛夏，我们在海滩游玩，会发现同样在烈日的照耀下，踩着的沙滩很烫脚，而水里却很凉爽，其原因是水和沙石的比热容不同，水的比热容较大．

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    科目：初中物理 来源： 题型：多选题

    5．水平桌面上有两个烧杯甲、乙，甲中装有少量水（密度为ρ水），乙中装有适量的盐水（密度为ρ盐水，ρ盐水＞ρ水）；现将一实心小球（密度为ρ球）放入甲烧杯中，静止后小球位置如图1所示，此时小球所受浮力为F1；再将小球放入乙烧杯中，静止后小球位置如图2所示，此时小球所受浮力为F2，小球露出盐水液面的体积与图1中小球露出水面的体积相同，则下列判断正确的是（　　）
    A．F1一定小于F2
    B．图1中小球受到的重力和浮力可能是一对平衡力
    C．若继续向甲烧杯中加水，当小球静止时，小球一定漂浮在水面上
    D．若继续向甲烧杯中加水，小球浸在水中的体积一定大于小球浸在盐水中的体积

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    12．如图所示，甲图中的妇女推着童车走了几步，乙图中的男人用很大的力推汽车，但汽车没被推动，这两个人做功较多的是妇女（填“妇女”或“男人”），另一个人做功较少的原因是没有在力的方向上移动一段距离．

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    科目：初中物理 来源： 题型：多选题

    9．为了研究动能的大小与哪些因素有光，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验（如图所示）让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离．关于该实验的说法中，正确的是（　　）
    A．实验过程中，让同一小球从不同高度落下，目的是为了让小球获得不同的运动速度
    B．在实验器材的选择时，可以不考虑斜面的光滑程度，被撞木块的质量和软硬等因素
    C．该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等
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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

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    试求：（1）1.0升柴油完全燃烧时放出的热量；
    （2）该汽车发动机的效率．

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