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E3 第4章 能源與能源消耗

Total questions: 30

Worksheet time: 57mins

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1.

以下哪項不是可再生能源?

a)

核能

b)

水力發電

c)

潮汐能

d)

太陽能

2.

假設一個公園的地上裝有三塊太陽能板。每塊太陽能板都離地傾斜了20º。假設垂直照射到地上的太陽輻射功率是1 000 W m–2。每塊太陽能板的面積是13 m2。求太陽能板的最高輸出功率。

a)

1 495 kW

b)

475.8 kW

c)

38.95 kW

d)

36.6 kW

3.

有關太陽能電池的使用,以下哪項/些描述是正確的?

(1) 太陽能電池把太陽輻射轉換成電力。

(2) 太陽能電池不能產生交流電。

(3) 太陽能電池的效率很高。

a)

只有 (1)

b)

只有 (2)

c)

只有 (1) 和 (2)

d)

(1)、(2) 和 (3)

4.

一部風力發電機安裝在一所房屋旁邊。假設這風力發電機主要為熱水爐供應電力。水每天以10 kWh 的速度吸收能量。已知風速是6 m s–1,空氣密度是1.12 kg m–3。如風力發電機的效率是25%,求轉子的半徑。

a)

2.09 m

b)

3.19 m

c)

4.18 m

d)

50.2 m

5.

颱風期間,風速可以高達35 m s–1。假設南丫島上的風力發電機正處於此風速之下。每部風力發電機都有一個直徑為12 m的轉子。空氣密度是1.22 kg m–3。求風力發電機所產生的最高功率。

a)

3.0 MW

b)

6.0 MW

c)

12.0 MW

d)

24.0 MW

6.

房子旁有一部中型風力發電機。它的轉子半徑為4 m。它主要用來為房子的空調機供給電力。空氣密度是1.22 kg m–3,風速是10 m s–1。如果風力發電機最多可收集50% 的風能,而其效率是65%,求空調機的最高冷卻能力。

a)

4.99 kW

b)

9.97 kW

c)

19.94 kW

d)

15.34 kW

7.

以下哪項不是使用風力發電的弊端?

a)

興建風力發電廠需要大量土地,才可容納全部風力發電機。

b)

風速十分不穩定,以致輸出電力也不穩定。

c)

風力發電機會製造嘈音,影響附近居民的生活。

d)

風力發電機的效率很低。

8.

一個風力發電場共有50部超級風力發電機,它們的效率都是100%。每部發電機都有一個半徑4 m的轉子。假設風力發電場的位置頗大風,每天1 p.m. 至6 p.m.的風速大概是20 m s–1。如果那裏的空氣密度是1.21 kg m–3,求那段時間所產生的能量。

a)

2.19 × 1011 J

b)

4.38 × 1011 J

c)

5.48 × 1011 J

d)

6.08 × 1011 J

9.

普通風力發電機的效率是55%。現在,一個座落於山頂的風力發電場有20部普通風力發電機。每部發電機的轉子半徑是3 m。山頂的風速是10 m s–1。所產生的全部電力都會用於城市的鐵路系統。已知空氣密度是1.22 kg m–3,求此風力發電場所供應的功率。

a)

0.9 kW

b)

17.3 kW

c)

190 kW

d)

345 kW

10.

一間水力發電廠建於河口,收集水的勢能來發電。堤壩的高度是10 m。如果河流的流速是8 m3 s–1,求發電廠的輸出功率。已知水的密度是1 000 kg m–3,重力加速度是9.81 m s–2。能量轉換過程的效率η是40%。

a)

316 kW

b)

392 kW

c)

471 kW

d)

785 kW

11.

一粒放射性溴原子的結合能是1.13 × 10–10 J。它的質量數是81。如果1 eV 等如 1.60 × 10–19 J,求每粒核子的結合能。

a)

8.72 MeV

b)

7.06 MeV

c)

4.36 MeV

d)

0.11 MeV

12.

有關核能的使用,以下哪項描述並不正確?

a)

核能是不可再生能源。

b)

核能比燃燒化石燃料或煤造成較少空氣污染。

c)

核電廠的興建費用合理。

d)

鈾的成本很低。

13.

以下哪項/些是燃煤/油發電廠引致污染的源頭?

(1) 從煙囪噴出的濃煙

(2) 冷卻塔釋放的熱空氣

(3) 溶解於廢水的重金屬

a)

只有 (1)

b)

只有 (2)

c)

只有 (1) 和 (2)

d)

(1)、(2) 和 (3)

14.

以下哪項有關太陽常數的描述是不正確的?

a)

太陽常數是在地球大氣層外垂直於太陽光線的位置量度的。

b)

太陽常數是一個普適常數,在地球任何地方都適用。

c)

太陽常數是由衛星量度的。

d)

太陽常數考慮到太陽與地球之間的平均距離。

15.

假設當天天朗氣清。地球表面接收到的太陽能輻射是

1 050 W m–2。一個半徑為10 m的圓形池塘給陽光照射了5小時。假設水的熱容量是4 200 J kg–1 K–1。已知水的質量是600 000 kg,求池水的上升溫度。[ 提示: E = m c ΔT ]

a)

2.36 K

b)

2.75 K

c)

6.56 K

d)

37.6 K

16.

假設當天天朗氣清。一座大廈的混凝土牆正接收1 050 W m–2的陽光。牆的面積是150 m2。牆壁被陽光照射了3小時。混凝土的比熱容量是880 J kg–1 K–1。如果牆的質量是700 000 kg,求牆的上升溫度。[提示: E = m c ΔT ]

a)

1.61 K

b)

2.76 K

c)

3.45 K

d)

7.67 K

17.

一間本地的住宅每日以20 kWh 的速率消耗電力。但是,由於地點問題,這住宅只接收到900 W m–2的太陽輻射。如果它被陽光照射了8 小時,需要多少太陽能電池的面積,才可為住宅供給足夠能量?你可假設太陽能電池的效率η只有20%。

a)

111.1 m2

b)

13.9 m2

c)

3.47 m2

d)

2.78 m2

18.

以下哪項/些是太陽能電池的限制?

(1) 一個普通太陽能電池的能量轉換效率只有20%。

(2) 太陽能板價值不菲。

(3) 太陽能電池只能產生直流電。

a)

只有 (1)

b)

只有 (2)

c)

只有 (1) 和 (2)

d)

(1)、(2) 和 (3)

19.

有關太陽能電池的使用,以下哪項/些描述是正確的?

(1) 它利用了取之不盡的太陽能。

(2) 它由兩種半導體組成。

(3) 太陽能電池的效率很低。

a)

只有 (1)

b)

只有 (2)

c)

只有 (1) 和 (2)

d)

(1)、(2) 和 (3)

20.

以下哪項/些有關風力發電的描述是正確的?

(1) 風力發電機把風的動能轉換成轉軸的機械能。

(2) 軸心的機械能會在交流發電機內轉換成電能。

(3) 風力發電機包括轉子、機艙和塔架。

a)

只有 (1)

b)

只有 (2)

c)

只有 (1) 和 (2)

d)

(1)、(2) 和 (3)

21.

一部座落於A 山頂的風力發電機能產生功率P。如果同一部發電機遷移至B山頂上,所產生的功率是多少?已知在B 的風速是在A的兩倍。

a)

2P

b)

4P

c)

6P

d)

8P

22.

以下哪項/些有關水力發電的描述是正確的?

(1) 它以瀉下的水的勢能來帶動渦輪轉動,以產生電力。

(2) 建造堤壩可提升水位,以增加瀉下的水的勢能。

(3) 水力發電的效率通常很低,只有大約20%。

a)

只有 (1)

b)

只有 (2)

c)

只有 (1) 和 (2)

d)

(1)、(2) 和 (3)

23.

下列哪個核素最穩定?

a)

P

b)

Q

c)

R

d)

S

24.

圖中顯示核素的單個核子結合能怎樣隨質量數改變,下列哪個核素最容易發生核聚變

a)

P

b)

Q

c)

R

d)

S

25.

長江三峽大壩是世界最大的水力發電站,共設有32個主渦輪機,總發電量為22 400 MW。假設水壩兩邊的水位高度相差110 m,且每個渦輪機的效率為90%。發電站的發電量最大時,水通過每個渦輪機的流率是多少?取g = 9.81 m s-2

a)

5.84 × 105 kg s-1

b)

6.49 × 105 kg s-1

c)

7.21 × 105 kg s-1

d)

2.31 × 105 kg s-1

26.

下圖顯示水力發電站的一些主要部分。上水庫的水順序由 1 至 5 流過發電站。在下列哪個過程,水的動能變化最大?

a)

由 1 至 2

b)

由 2 至 3

c)

由 3 至 4

d)

由 4 至 5

27.

如圖所示,太陽能電池板與水平線成夾角 q,陽光垂直向下照射到電池板上。下列哪種方法能提升電池板的輸出電壓?

(1) 把電池板的全部光電池以串聯連接。

(2) 增大 q

(3) 把電池板的輸出端連接升壓器。

a)

只有 (1)

b)

只有 (3)

c)

只有 (1) 和 (3)

d)

只有 (2) 和 (3)

28.

風正面吹向某風力渦輪機,圖中顯示風速隨時間的變化。在最初兩分鐘,渦輪機的輸出功率是6 kW。估算在上述五分鐘內渦輪機的平均輸出功率。假設渦輪機的效率不變。

a)

6.9 kW

b)

8.03 kW

c)

8.86 kW

d)

9.43 kW

29.

如圖所示,一塊太陽能電池板連接了電風扇。陽光照射電池板時,風扇便會轉動。下列哪項敍述是正確的?

(1) 電子和空穴都在接面範圍產生。

(2) 自由電子由n型區域離開電池板。

(3) 電池板一直保持不帶電。

a)

只有 (1)

b)

只有 (1) 和 (3)

c)

只有 (2) 和 (3)

d)

(1)、(2) 和 (3)

30.

某人造衞星圍繞地球運行,它有一塊面積為20 m2的太陽能電池板。如下圖所示,陽光與電池板成30° 角,電池板接收到的總太陽輻射功率是多少?取太陽常數為1366 W m-2

a)

13.7 kW

b)

23.7 kW

c)

27.3 kW

d)

31.5 kW

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