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氢燃料电池电动汽车

氢燃料电池电动汽车作为新能源汽车的一种,备受关注和期待。它以氢燃料电池作为动力源,被认为是未来汽车发展的方向之一。

氢燃料电池与普通的电池相似,都是利用化学反应来提供电能的装置。如图所示,这是氢氧燃料电池的工作原理图。将氢气送到燃料电池的阳极板,经过催化剂(铂)的作用,氢原子中的电子被分离出来,失去电子的氢离子(质子)穿过质子交换膜,到达燃料电池的阴极板,而电子是不能通过质子交换膜的,这个电子只能经外部电路,到达燃料电池的阴极板,从而在外电路中产生电流,电子到达阴极板后,与氧原子和氢离子结合为水。由于供应给阴极板的氧原子可从空气中获得,因此只要不断地给阳极板供应氢气,给阴极板供应空气,并及时把水(水蒸气)带走,就可以不断地提供电能,燃料电池发出的电,经逆变器、控制器等装置供给电动机,再通过传动系统、驱动桥等带动车轮转动,就可使车辆在路上行驶。与传统汽车相比,氢燃料电池车的能量转化效率高达60~80%,为内燃机的2~3倍,燃料电池的燃料是氢气,生成物是清洁的水,因此,氢燃料电池车是真正意义上的零排放、零污染的车。

(1) 氢燃料电池在工作过程中,主要将能转化电能;
(2) 氢燃料电池汽车的优点是(写出一条即可);
(3) 在外部电路,电流的方向是从(选填“阳极板”或“阴极板”);
(4) 某氢燃料电池的转换效率为60%,车上有50kg的氢燃料,该车以72km/h的速度匀速行驶时输出功率为42kW。已知氢的能量密度值是1.4×108J/kg,则50kg的氢燃料产生的电能可使该车以72km/h的速度匀速行驶km。
【考点】
功率计算公式的应用; 能量的转化或转移; 能源危机与能源消耗对环境的影响; 电流的方向; 功的计算及应用;
【答案】

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1. 请阅读《火龙出水和神火飞鸦》并回答问题。

火龙出水和神火飞鸦

火药是我国古代的四大发明之一,黑火药是在适当的外界能量作用下,自身能进行迅速而有规律的燃烧,同时生成大量高温燃气的物质。在军事上主要用作枪弹,炮弹的发射药和火箭的推进剂及其他驱动装置的能源,是弹药的重要组成部分,古人利用黑火药制造出了“火龙出水”火箭和“神火飞鸦”等武器。“火龙出水”火箭作为近代火箭的始祖,被世界广泛认可。“火龙出水”

火箭一般用于对敌军的船只实施火攻,根据相关记载显示,“火龙出水”火箭用竹管做龙身,用木料做龙头和龙尾,龙身侧而装上小火箭,每只小火箭里都装上火药,龙的腹内装上数支火箭,龙身侧面的小火箭引信是连在一起的,并且这些引信与龙腹内火箭引信也是相连的,当两军的船只在水面上相遇时,从一方的船上发射出“火龙出水”火箭,发射前点燃头龙身上侧面小火箭的火药桶,火药燃烧时,火药燃气从火箭尾部喷出,向后喷射的气体产生反作用力,使火龙向前运动,因为龙身侧面引信与龙腹内火箭引信相连,所以当第一级火箭燃烧完毕,就会自动引燃腹内的火箭,这是第二级火箭,此时就从龙腹里射出数支火箭,发射到敌船上,烧毁敌船。

明代史书记数的军用火箭“神火飞鸦”外型如鸦,用细竹或芦苇编成,内部填充火药,鸦身两侧各装两支“起火”, “起火”的药筒底部和鸦身内的火药用药线相连,作战时,用“起火”的推力将飞鸦射至100丈开外,飞鸦落地时内部装的火药被点燃爆炸,爆炸时飞鸦宛如今天的火箭弹。到了16世纪,抗日名将戚继光已在军中大量装备火箭,箭长5尺以上,绑附火药筒,能飞行300步,倭观见之丧胆。

请根据上述材料,回答下列问题:

(1) 火龙出水,火箭的第一级火箭被点然后快速向前飞行,发生的能量转化主要是
(2) “火龙出水”火箭的第二级火箭点燃敌船使之燃烧,发生的能量转化主要是
(3) 为了达到“神火飞鸦”的飞行距离很长的目的,制作好的鸦身应该(______) A. 质量很小 B. 热值很大 C. 比热容很小 D. 易然
(4) 火龙出水和神火飞鸦内填充的都是黑火药,黑火药燃烧之所以能使这些武器的飞行距离很大,主要是由于黑火药燃烧时(______) A. 放出大量热量 B. 燃烧迅速规律 C. 产生大量气体 D. 残留杂质很少
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