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我省目前正在大力開發(fā)的風力發(fā)電是一種將風的動能轉(zhuǎn)化為電能的環(huán)保發(fā)電方式．風力發(fā)電機的外觀如圖所示，其主要部件包括風輪機、齒輪箱、發(fā)電機等．
（1）風輪機葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積可視為風力發(fā)電機可接收風能的面積．設(shè)風速大小為v，方向垂直于葉片掃過的平面，風輪機葉片長度為r，空氣密度為ρ，求單位時間內(nèi)風力發(fā)電機可接收的風能P₀；
（2）若風力發(fā)電機將可接收的風能轉(zhuǎn)化為電能的效率η=20%，當?shù)氐目諝饷芏圈?1.3kg/m³，風速v=10m/s．要設(shè)計一臺功率P=20kW的風力發(fā)電機，風輪機的葉片長度r應為多少？
（3）在風速和葉片數(shù)確定的情況下，要提高風輪機單位時間接收的風能，可采取哪些措施？請?zhí)岢鲆粭l建議．

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我省目前正在大力開發(fā)的風力發(fā)電是一種將風的動能轉(zhuǎn)化為電能的環(huán)保發(fā)電方式。風力發(fā)電機的外觀如圖所示，其主要部件包括風輪機、齒輪箱、發(fā)電機等。
（1）風輪機葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積可視為風力發(fā)電機可接收風能的面積。設(shè)風速大小為v，方向垂直于葉片掃過的平面，風輪楓葉上片長度為r，空氣密度為ρ，求單位時間內(nèi)風力發(fā)電機可接收的風能P₀；
（2）若風力發(fā)電機將可接收的風能轉(zhuǎn)化為電能的效率η=20%，當?shù)氐目諝饷芏圈?1.3 kg/m³，風速v=10 m/s，要設(shè)計一臺功率P=20 kW的風力發(fā)電機，內(nèi)輪機的葉片長度r應為多少？
（3）在風速和葉片確定的情況下，要提高風輪機單位時間接收的風能，可采取哪些措施？請?zhí)岢鲆粭l建議。

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    定出評分標準是為了使各地盡可能在統(tǒng)一標準下評定成績。試題的參考解答是用來說明評分標準的，考生如用其他方法解答正確的，同樣給分；有錯的，根據(jù)錯誤的情況，參照評分標準中相應的規(guī)定評分。

一、本題共10小題，每小題14分，共40分。在每小題的四個選項中。有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確。全部選對的得4分。選對但不全的得2分，有選錯的得0分。

  1.B  2.C  3.A  4.BCD  5.AC  6.B  7.AD 8.A  9.D  10.B

二、本題共16分。

  11．(本題6分)

(1)時間     (2分)

(2)在實驗誤差范圍內(nèi)，是一常數(shù)   (2分)

(3)斜面摩擦不均勻  水量測量不準確    滑塊開始下滑和開始流水不同步  滑塊停止下滑和停止流水不同步等

    (其他答案合理的也給分) (2分)

12．(本題10分)

(1) (3分) (2)C (3)0.60(1分) 4.8(1分)  92(2分)

 三、本題共44分。

  13．(本題9分)

解：(1)設(shè)所受空氣阻力大小為f，根據(jù)平衡條件，得

    F=Mg＋ f        ①(2分)

f=F-Mg     ②(2分)

 (2)設(shè)加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律，得

 F-f-(M-m)g=(M-m)a   ③(3分)

由①③得

 14．(本題11分)

解：(1)i-x圖像如圖所示    (4分)

  (縱坐標值各1分，圖線2分)

(2)cd邊或ab邊切割磁感線時，導線框的感應電動勢

   ①(1分)

  ②(1分)

   ③(1分)

  ④(1分)

  ⑤(1分)

  ⑥(2分)

 15．(本題12分)

解：(1)風輪機可接收的風能為

                 ①(1分)

                 ②(2分)

每秒鐘接收的風能為

                       ③(1分)

由①②③得    ④(2分)

 (2)發(fā)電機功率為

                       ⑤(1分)

由④⑤得   ⑥(2分)

代人數(shù)據(jù)得 r=7.0m             ⑦(1分)

(3)可增加風輪葉片長度  安裝調(diào)向裝置，以保證風輪機與風速垂直等

(其他答案合理的也給分)    (|2分)

16．(本題12分)

解：(1)當A、B間加電壓時，微粒P處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件，有

                ①(1分)

當A、B間電壓為2時，根據(jù)牛頓第二定律，有

         ②(1分)

由①②得  a=g       ③(1分)

加速度的方向豎直向上    (1分)

  (2)依題意，為使微粒P以最大的動能從小孔射出，應讓微粒P能從處無初速向上一直做勻加速運動。為此，微粒P應先自由下落一段時間，然后加上電壓2，使微粒P接著以大小為g的加速度向下減速到處再向上加速到孔射出。設(shè)向下加速和向下減速的時間分別為t₁和t₂，則

                   ④(1分)

        ⑤(1分)

解得:     ⑥(1分)

故應在時刻把開關(guān)S從1扳到2.      (1分)

設(shè)電壓的最小周期為T₀，向上加速過程，有

      ⑦(2分)

解得:              ⑧(2分)