綜合學(xué)科題庫(kù)---能源

1、1綜合學(xué)科題庫(kù)綜合學(xué)科題庫(kù)——能源能源先請(qǐng)閱讀下列材料：先請(qǐng)閱讀下列材料：我們經(jīng)常聽(tīng)到能源這個(gè)名詞，容易望文生義，認(rèn)為指的就是能量的來(lái)源。其實(shí)，這種理解并不確切。確切地說(shuō)，能源是能為人類提供熱、光、動(dòng)力等有用能量的物質(zhì)或物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)稱，包括礦物燃料、陽(yáng)光、流水、波浪、薪柴等。能源是人類社會(huì)發(fā)展進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)。在當(dāng)代，能源同信息、材料一起構(gòu)成了現(xiàn)代文明的三大支柱。人類對(duì)于能源的開(kāi)發(fā)利用大致經(jīng)歷了四個(gè)歷史時(shí)期：古代柴草時(shí)期，新石器時(shí)代晚期的

2、煤炭時(shí)期，19世紀(jì)中葉的石油時(shí)期及始于本世紀(jì)中葉的新能源時(shí)期。新中國(guó)成立前，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)落后，能源的開(kāi)發(fā)利用水平低下。解放后，我國(guó)大力開(kāi)展能源建設(shè)，不僅在水力、煤炭、石油等能源的開(kāi)發(fā)利用方面取得了巨大的成就，而且在研究開(kāi)發(fā)各種新能源方面也取得了巨大成就。石油產(chǎn)量從解放前的零發(fā)展成為世界第四；1994年，世界上最大的水利工程——長(zhǎng)江三峽水利工程正式開(kāi)工，2003年將實(shí)現(xiàn)發(fā)電；21世紀(jì)初，我國(guó)建成的核電站將達(dá)到十余座；太陽(yáng)能、潮汐能、海浪能等

3、其他新能源也正在積極開(kāi)發(fā)和利用之中。在能源的開(kāi)發(fā)和利用中，包含了豐富的物理知識(shí)以及其他自然科學(xué)知識(shí)和社會(huì)科學(xué)知識(shí)。下面先以長(zhǎng)江三峽水利工程為例展開(kāi)討論。長(zhǎng)江三峽河段是當(dāng)今世界上最大的水力資源寶庫(kù)之一，最早提出修建三峽工程的是中國(guó)民主革命的先驅(qū)孫中山先生。自那以后，無(wú)數(shù)的專家學(xué)者對(duì)三峽工程傾注了極大的心血，終于在1992年4月3日第七屆全國(guó)人民代表大會(huì)第五次會(huì)議上通過(guò)了《關(guān)于興建長(zhǎng)江三峽工程決議》，于是1993年進(jìn)入施工準(zhǔn)備階段，1994

4、年正式開(kāi)工，1997年大江截流成功，計(jì)劃2003年開(kāi)始通航，首期發(fā)電，2009年全部竣工，總工期17年。下圖是長(zhǎng)江三峽水利工程的模型圖。長(zhǎng)江三峽工程位于長(zhǎng)江西陵峽中段，壩址在湖北省宜昌市三斗坪。三峽工程是一座具有防洪、發(fā)電、航運(yùn)及養(yǎng)殖和供水等巨大綜合利用效益的特大型水利水電工程，其主要數(shù)據(jù)如下表所示，右面的三峽電站示意圖。壩高（m）185總裝機(jī)數(shù)（臺(tái)）26壩長(zhǎng)（m）2335總裝機(jī)容量（kw）1.820107大壩最大蓄水位（m）175電站

5、平均年流量（m3）4.5101011總庫(kù)容量（m3）3.9301010萬(wàn)噸級(jí)雙線5級(jí)船閘（座）1水庫(kù)防洪庫(kù)容量（m3）2.2151010通航3000噸級(jí)單線垂直升船機(jī)（座）13一請(qǐng)根據(jù)材料的三峽電站示意圖簡(jiǎn)要說(shuō)明水力發(fā)電的原理。想一想，為什么建水電站要建攔河大壩？【參考答案】水電站發(fā)電是利用水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，推動(dòng)水輪機(jī)，水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。筑壩的目的是要形成水位落差提高水的勢(shì)能，將原來(lái)分布在整個(gè)流域的機(jī)械能集中起來(lái)，提

6、高水能的利用率。二長(zhǎng)江三峽具有豐富的水力資源。請(qǐng)根據(jù)材料中三峽工程的有關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算長(zhǎng)江三峽工程可利用的最大水能為多少？有百分之幾轉(zhuǎn)化為電能？26臺(tái)發(fā)電機(jī)組全部建成發(fā)電后，按設(shè)計(jì)要求年發(fā)電時(shí)間為多少？【參考答案】從表中可得最大蓄水位h＝175m，平均年流量V＝4.5101011m3；則可利用最大水能E＝ρVgh＝7.735117J；轉(zhuǎn)化為電能的百分比η＝39.4％。從表中可得總裝機(jī)容量P＝1.820107kw，年平均發(fā)電量W＝8.4681

7、010kwh；則年發(fā)電時(shí)間t＝Wt＝193.9d，所以26臺(tái)發(fā)電機(jī)組全部建成發(fā)電后，按設(shè)計(jì)要求年發(fā)電時(shí)間約為194d。必須指出，發(fā)電機(jī)投入實(shí)際使用后，有一個(gè)保養(yǎng)、維修問(wèn)題。因此每臺(tái)發(fā)電機(jī)在一年里不可能是連續(xù)工作的。三右面流程圖反映了減少輸電線路上電能損失的途徑。討論：在實(shí)際應(yīng)用中可采取什么方法來(lái)減少遠(yuǎn)距離輸電過(guò)程中電能的損耗，并說(shuō)明理由?！緟⒖即鸢浮吭趯?shí)際應(yīng)用中輸電線的材料是選擇礦產(chǎn)豐富、導(dǎo)電良好的銅或鋁合金，為了便于架設(shè)，并減小電阻，

8、選用截面較粗的導(dǎo)線，在輸電中主要采用高壓（或超高壓）輸電，以減小電流，減少電能浪費(fèi)。隨著超導(dǎo)技術(shù)的不斷發(fā)展，相信不久的將來(lái)，會(huì)有超導(dǎo)輸電技術(shù)的應(yīng)用。四1既然提高輸電電壓能減少電能傳輸損耗，那么，輸電電壓能不能無(wú)限制提高呢？2在郊外，你會(huì)看到高高的輸電線鋼塔上面懸掛著許多用陶瓷制成的絕緣裝置，叫做絕緣子或絕緣套管（如圖中箭頭所示），目的是使高壓電纜與鋼塔之間有良好的絕緣。討論：為什么絕緣子或絕緣套管要制成一節(jié)一節(jié)的？【參考答案】1輸電電壓