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11.「2025山东滨州中考，★☆」2025年5月8日，我国首个“风光火储一体化”特高压工程——陇东至山东±800千伏特高压直流工程竣工投产。工程西起甘肃庆阳换流站，东至山东东平换流站，采用双八百（±800千伏额定电压、800万千瓦额定容量）特高压直流输电技术，输电距离915千米，每年可向山东省输送电量超过360亿千瓦·时，每年减少燃煤消耗约1085万吨，减少二氧化碳排放约1490万吨，减少二氧化硫排放约1800吨，减少氮氧化物排放约2700吨，环境效益显著，对于加速我国电力绿色低碳转型、助力实现“双碳”目标具有重要意义。
(1)图甲中，风力发电机组工作时将机械能转化为
(2)如图乙，若太阳能电池板的面积为$2\ \mathrm{m}^2$，光电能量转化效率为20%，则在$1\ 000\ \mathrm{W/m}^2$的光照强度下，每小时可以输出多少电能？
(3)若高压输电线每千米的电阻为$0.2\ \Omega$，在双八百(额定功率等于额定容量)输电技术下，该工程每根输电线每秒放出多少热量？这些热量相当于完全燃烧多少$\mathrm{kg}$的煤放出的热量？(煤的热值$q_{煤}=3×10^{7}\ \mathrm{J/kg}$)
(4)东平换流站将$800\ \mathrm{kV}$的特高压经降压变压器逐级降低成$380\ \mathrm{V}$或$220\ \mathrm{V}$的用户所需电压。该电压仍远超人体安全电压，所以，为确保用电安全，日常生活中要做到：不
(5)陇东地区丰富的风、光资源发电，提供超50%的绿色电能，与传统火力发电相比，请列举一条风、光发电的优点
(1)图甲中，风力发电机组工作时将机械能转化为
电
能。(2)如图乙，若太阳能电池板的面积为$2\ \mathrm{m}^2$，光电能量转化效率为20%，则在$1\ 000\ \mathrm{W/m}^2$的光照强度下，每小时可以输出多少电能？
(3)若高压输电线每千米的电阻为$0.2\ \Omega$，在双八百(额定功率等于额定容量)输电技术下，该工程每根输电线每秒放出多少热量？这些热量相当于完全燃烧多少$\mathrm{kg}$的煤放出的热量？(煤的热值$q_{煤}=3×10^{7}\ \mathrm{J/kg}$)
(4)东平换流站将$800\ \mathrm{kV}$的特高压经降压变压器逐级降低成$380\ \mathrm{V}$或$220\ \mathrm{V}$的用户所需电压。该电压仍远超人体安全电压，所以，为确保用电安全，日常生活中要做到：不
接触
低压带电体，不靠近高压带电体。(5)陇东地区丰富的风、光资源发电，提供超50%的绿色电能，与传统火力发电相比，请列举一条风、光发电的优点
清洁无污染(或利用可再生能源、运行成本低等)
。答案
11.答案 (1)电 (2)见解析 (3)见解析 (4)接触 (5)清洁无污染(或利用可再生能源、运行成本低等)
解析 (1)风力发电机组工作时将机械能转化为电能;(2)电池板每小时接收到的光能$W_{光}=1\ 000\ \mathrm{W/m^2}×2\ \mathrm{m^2}×3\ 600\ \mathrm{s}=7.2×10^6\ \mathrm{J}$,输出的电能$W_{电}=\eta W_{光}=20\% ×7.2×10^6\ \mathrm{J}=1.44×10^6\ \mathrm{J}$;(3)电路中的电流$I=\frac{P_{额}}{U_{额}}=\frac{800×10^4×10^3\ \mathrm{W}}{800×10^3\ \mathrm{V}}=1×10^4\ \mathrm{A}$,每根输电线每秒放出的热量$Q=I^2Rt=(1×10^4\ \mathrm{A})^2×0.2\ \Omega/\mathrm{km}×915\ \mathrm{km}×1\ \mathrm{s}=1.83×10^{10}\ \mathrm{J}$;完全燃烧煤的质量$m=\frac{Q}{q_{煤}}=\frac{1.83×10^{10}\ \mathrm{J}}{3×10^7\ \mathrm{J/kg}}=610\ \mathrm{kg}$;(4)安全用电的原则是不接触低压带电体,不靠近高压带电体;(5)与传统火力发电相比,风、光发电的优点是清洁无污染、利用可再生能源、运行成本低等。
解析 (1)风力发电机组工作时将机械能转化为电能;(2)电池板每小时接收到的光能$W_{光}=1\ 000\ \mathrm{W/m^2}×2\ \mathrm{m^2}×3\ 600\ \mathrm{s}=7.2×10^6\ \mathrm{J}$,输出的电能$W_{电}=\eta W_{光}=20\% ×7.2×10^6\ \mathrm{J}=1.44×10^6\ \mathrm{J}$;(3)电路中的电流$I=\frac{P_{额}}{U_{额}}=\frac{800×10^4×10^3\ \mathrm{W}}{800×10^3\ \mathrm{V}}=1×10^4\ \mathrm{A}$,每根输电线每秒放出的热量$Q=I^2Rt=(1×10^4\ \mathrm{A})^2×0.2\ \Omega/\mathrm{km}×915\ \mathrm{km}×1\ \mathrm{s}=1.83×10^{10}\ \mathrm{J}$;完全燃烧煤的质量$m=\frac{Q}{q_{煤}}=\frac{1.83×10^{10}\ \mathrm{J}}{3×10^7\ \mathrm{J/kg}}=610\ \mathrm{kg}$;(4)安全用电的原则是不接触低压带电体,不靠近高压带电体;(5)与传统火力发电相比,风、光发电的优点是清洁无污染、利用可再生能源、运行成本低等。
解析
【分析】
本题围绕“风光火储一体化”特高压工程，考查能量转化、电能计算、焦耳定律应用、安全用电原则及能源优点。解题思路：(1)根据风力发电机的工作原理判断能量转化类型；(2)先计算太阳能电池板接收的总光能，再乘以光电转化效率得到输出电能；(3)利用电功率公式算出输电电流，结合输电线总电阻，用焦耳定律计算每秒产生的热量，再根据热值公式算出煤的质量；(4)回忆安全用电的基本原则填空；(5)对比火力发电，列举风光发电的优点。
【解析】
(1)风力发电机组工作时，消耗机械能，获得电能，故将机械能转化为电能。
(2)太阳能电池板每小时接收的光能：$W_{光}=P_{光}St=1000\ \mathrm{W/m^2}×2\ \mathrm{m^2}×3600\ \mathrm{s}=7.2×10^6\ \mathrm{J}$，输出的电能：$W_{电}=\eta W_{光}=20\%×7.2×10^6\ \mathrm{J}=1.44×10^6\ \mathrm{J}$。
(3)输电电流：$I=\frac{P_{额}}{U_{额}}=\frac{800×10^7\ \mathrm{W}}{800×10^3\ \mathrm{V}}=1×10^4\ \mathrm{A}$，每根输电线的总电阻：$R=0.2\ \Omega/\mathrm{km}×915\ \mathrm{km}=183\ \Omega$，每秒放出的热量：$Q=I^2Rt=(1×10^4\ \mathrm{A})^2×183\ \Omega×1\ \mathrm{s}=1.83×10^{10}\ \mathrm{J}$，完全燃烧煤的质量：$m=\frac{Q}{q_{煤}}=\frac{1.83×10^{10}\ \mathrm{J}}{3×10^7\ \mathrm{J/kg}}=610\ \mathrm{kg}$。
(4)安全用电原则是不接触低压带电体，不靠近高压带电体，故填“接触”。
(5)与传统火力发电相比，风、光发电的优点有清洁无污染、利用可再生能源等。
【答案】
(1)电；(2)$1.44×10^6\ \mathrm{J}$；(3)每根输电线每秒放出热量$1.83×10^{10}\ \mathrm{J}$，相当于完全燃烧610kg煤放出的热量；(4)接触；(5)清洁无污染(合理即可)
【知识点】
能量转化、电能计算、焦耳定律、安全用电
【点评】
本题结合实际工程场景考查物理知识，注重理论联系实际，涵盖多个基础知识点，计算过程需注意单位换算，整体难度适中，能较好考查学生的综合应用能力。
【难度系数】
0.6
本题围绕“风光火储一体化”特高压工程，考查能量转化、电能计算、焦耳定律应用、安全用电原则及能源优点。解题思路：(1)根据风力发电机的工作原理判断能量转化类型；(2)先计算太阳能电池板接收的总光能，再乘以光电转化效率得到输出电能；(3)利用电功率公式算出输电电流，结合输电线总电阻，用焦耳定律计算每秒产生的热量，再根据热值公式算出煤的质量；(4)回忆安全用电的基本原则填空；(5)对比火力发电，列举风光发电的优点。
【解析】
(1)风力发电机组工作时，消耗机械能，获得电能，故将机械能转化为电能。
(2)太阳能电池板每小时接收的光能：$W_{光}=P_{光}St=1000\ \mathrm{W/m^2}×2\ \mathrm{m^2}×3600\ \mathrm{s}=7.2×10^6\ \mathrm{J}$，输出的电能：$W_{电}=\eta W_{光}=20\%×7.2×10^6\ \mathrm{J}=1.44×10^6\ \mathrm{J}$。
(3)输电电流：$I=\frac{P_{额}}{U_{额}}=\frac{800×10^7\ \mathrm{W}}{800×10^3\ \mathrm{V}}=1×10^4\ \mathrm{A}$，每根输电线的总电阻：$R=0.2\ \Omega/\mathrm{km}×915\ \mathrm{km}=183\ \Omega$，每秒放出的热量：$Q=I^2Rt=(1×10^4\ \mathrm{A})^2×183\ \Omega×1\ \mathrm{s}=1.83×10^{10}\ \mathrm{J}$，完全燃烧煤的质量：$m=\frac{Q}{q_{煤}}=\frac{1.83×10^{10}\ \mathrm{J}}{3×10^7\ \mathrm{J/kg}}=610\ \mathrm{kg}$。
(4)安全用电原则是不接触低压带电体，不靠近高压带电体，故填“接触”。
(5)与传统火力发电相比，风、光发电的优点有清洁无污染、利用可再生能源等。
【答案】
(1)电；(2)$1.44×10^6\ \mathrm{J}$；(3)每根输电线每秒放出热量$1.83×10^{10}\ \mathrm{J}$，相当于完全燃烧610kg煤放出的热量；(4)接触；(5)清洁无污染(合理即可)
【知识点】
能量转化、电能计算、焦耳定律、安全用电
【点评】
本题结合实际工程场景考查物理知识，注重理论联系实际，涵盖多个基础知识点，计算过程需注意单位换算，整体难度适中，能较好考查学生的综合应用能力。
【难度系数】
0.6
