题目

空气的流动形成风，风具有能量，称为风能．风能具有来源丰富、安全卫生等优点．图是我国某地区风力发电的外景图．风力发电机中的叶片在风力的推动下转动，并带动机头发电机发电，为人们提供电能．设该地区空气密度为1.3kg/m3，一台风车的轮叶转动时可以形成面积为600m2的圆面． （1）、若风速为10m/s，则ls内冲击到风车轮叶形成的圆面的空气质量是多少kg？已知1kg空气以这样的速度运动时具有的动能是50J，10台这样的风车工作ls所产生的电能可供1盏“220V  60W”灯炮正常工作2h，求这种风车发电的效率． （2）、若此地年平均风速为15m/s，100台这样的风车一年（工作时间按4000h计算）获得的风能相当于完全燃烧多少kg煤？（煤的热值为3×107J/kg） （3）、请你结合风力发电的实际情况及图4中的有关信息说明自前风力发电开发的困难和前景．

所属题型：问答题 试题难度系数：中档

答案

（1）每秒钟通过的空气流的长度为：L=vt=10m/s×1s=10m，每秒钟通过风车轮叶形成的圆面空气流的体积为：V=SL=600m2×10m=6×103m3， 空气流的质量为：m=ρV=1.3kg/m3×6×103m3=7.8×103kg， 1台风车工作1s获得的空气的动能为：E0=7.8×103kg×50J/kg=3.9×105J， 10台风车工作1s获得的空气的动能为：E=10E0=10×3.9×105J=3.9×106J， 10台风车工作1s产生的电能为：E电=Pt=60W×2×3600S=4.32×105J， 风车发电的效率为：η= E电 E ×100%= 4.32×105J 3.9×106J ×100%=11%． 答：ls内冲击到风车轮叶形成的圆面的空气质量是7.8×103kg；这种风车发电的效率为11%． （2）1kg空气以15m/s的速度运动时具有的动能为E1= mv2 2 = 1kg×(15m/s)2 2 =112.5J， 100台风车一年获提的风能为 E总=100×4000×3600×112.5J=1.62×1011J， 如果这些能量是由完全燃烧煤来获得，则煤的质量应为： m= E总 q = 1.62×1011J 3×107J/kg =5.4×103kg， 答：获得的风能相当于完全燃烧5.4×103kg煤． （3）风力发电的实际困难为： 风力不稳定，前期投资大，导致风力发电成本较高等． 前景：随着技术不断的成熟，成本下降较快，有望低于火力发电成本；风力发电对环境几乎没有污染等．

考点梳理

初中三年级物理试题“空气的流动形成风，风具有能量，称为风能．风能具有来源丰富、安全”旨在考查同学们对 热量的计算、 密度公式的应用、 ……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：

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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初三物理。

• 热量的计算
• 密度公式的应用

考点名称：热量的计算

热量的概念：

热量是指由于温度差别而转移的能量;也是指1公克的水在1大气压下温度上升1度c所产生的能量 ; 在温度不同的物体之间，热量总是由高温物体向低温物体传递;即使在等温过程中，物体之间的温度也不断出现微小差别，通过热量传递不断达到新的平衡。由于温差的存在而导致的能量转化过程中所转化的能量;而该转化过程称为热交换或热传递;热量的公制为焦耳。

热量的计算公式：

①经某一过程温度变化为△t，它吸收(或放出)的热量。Q表示热量(J)，

Q=c·m·Δt.

Q吸=c·m·(t-t0)

Q放=c·m·(t0-t)

(t0是初温;t是末温)

其中C是与这个过程相关的比热(容).

热量的单位与功、能量的单位相同。在国际单位制中热量的单位为焦耳(简称焦，缩写为J)(为纪念科学家焦耳而立)。历史上曾定义热量单位为卡路里(简称卡，缩写为cal)，只作为能量的辅助单位，1卡=4.184焦。

注意：1千卡=1000卡=1000卡路里=4184焦耳=4.184千焦

某一区域在某一时段内吸收的热量与释放、储存的热量所维持的均衡关系。

△T=(t1-t0)

②固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q放=mq　气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q=Vq　Q表示热量(J)，q表示热值( J/kg )，m表示固体燃料的质量(kg)，V表示气体燃料的体积(m^3)。