2025年下學(xué)期初中數(shù)學(xué)基本國際能源創(chuàng)新組織競賽試卷一、選擇題（共5小題，每小題7分，滿分35分）某太陽能電池板的能量轉(zhuǎn)換效率y與光照強度x（單位：W/m2）滿足函數(shù)關(guān)系y=0.002x+0.15，當(dāng)光照強度從500W/m2提升至1000W/m2時，能量轉(zhuǎn)換效率提升的百分比是（）A.33.3%B.50%C.66.7%D.100%風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率P（單位：kW）與風(fēng)速v（單位：m/s）的關(guān)系為P=0.5ρAv3，其中ρ為空氣密度（取1.2kg/m3），A為風(fēng)葉掃風(fēng)面積。若某型號風(fēng)機的風(fēng)葉直徑為10米，當(dāng)輸出功率為12kW時，風(fēng)速最接近（）A.8m/sB.10m/sC.12m/sD.15m/s某儲能電站采用梯級電池組設(shè)計，第一組電池容量為100kWh，后續(xù)每組比前一組減少10%容量。若要使總儲能達到450kWh，需要的電池組數(shù)n滿足（）A.4<n<5B.5<n<6C.6<n<7D.7<n<8在新能源汽車續(xù)航測試中，汽車行駛路程S（單位：km）與耗電量Q（單位：kWh）的關(guān)系如圖所示，圖中折線OAB表示實際續(xù)航曲線，其中OA段為勻速行駛（速度60km/h），AB段為減速行駛（速度降至40km/h）。則OA段的能耗率（kWh/km）與AB段的能耗率之比為（）A.3:4B.4:5C.5:6D.6:7某光伏電站的太陽能板陣列呈等腰直角三角形布局，直角邊長為100米，每塊太陽能板為邊長1米的正方形。若板間間隙忽略不計，該陣列最多可鋪設(shè)的太陽能板數(shù)量為（）A.4950塊B.5000塊C.5050塊D.5100塊二、填空題（共5小題，每小題7分，滿分35分）某氫能公交車的儲氫罐容積為60L，氫氣密度為0.09kg/m3，熱值為143MJ/kg。若公交車的能量轉(zhuǎn)化效率為30%，則一罐氫氣可使車輛行駛的路程為_______km（已知公交車能耗為0.2kWh/km，1MJ=0.278kWh）。某社區(qū)安裝了100盞智能路燈，每盞功率15W，每天亮燈時間根據(jù)日出日落自動調(diào)節(jié)。9月1日亮燈12小時，之后每天減少2分鐘，直到12月22日達到最短亮燈時間8小時，隨后每天增加2分鐘。則該社區(qū)第四季度（10-12月）路燈總耗電量為_______kWh（每月按30天計算）。電池充電過程中，充電量Q（單位：Ah）與時間t（單位：h）的關(guān)系滿足Q=20(1-e^(-0.5t))。當(dāng)充電量達到總?cè)萘康?0%時，所需時間為_______h（精確到0.1，參考數(shù)據(jù)ln10≈2.303）。某潮汐發(fā)電站利用矩形水庫蓄水，水庫底面積為10?m2，高潮與低潮水位差為5米。若每天可利用兩次潮汐發(fā)電，水的勢能轉(zhuǎn)化效率為20%，則該電站的平均功率為_______kW（g取10N/kg）。在能源互聯(lián)網(wǎng)中，兩個變電站A、B之間通過三條輸電線連接，其電阻分別為1Ω、2Ω、3Ω。當(dāng)A、B間電壓為220V時，三條線路同時供電的總最大輸出功率為_______kW（結(jié)果保留整數(shù)）。三、解答題（共4題，每題20分，滿分80分）（本題滿分20分）某新能源微電網(wǎng)系統(tǒng)由光伏、儲能、負荷三部分組成，其某日的功率變化曲線如圖所示（單位：kW）：光伏出力：P?(t)=20sin(πt/12)（6≤t≤18，t為小時）負荷需求：P?(t)=10+5sin(πt/6)（0≤t≤24）儲能系統(tǒng)：當(dāng)光伏出力大于負荷時充電，反之放電，儲能效率90%（1）求該日光伏總發(fā)電量；（2）若儲能系統(tǒng)初始電量為0，求一天結(jié)束時的儲能剩余電量；（3）為保證負荷持續(xù)供電，儲能系統(tǒng)的最小容量應(yīng)為多少？（本題滿分20分）某地區(qū)的風(fēng)速分布服從正態(tài)分布N(8,22)，即平均風(fēng)速8m/s，標準差2m/s。風(fēng)力發(fā)電機的啟動風(fēng)速為3m/s，額定風(fēng)速12m/s，切出風(fēng)速20m/s，其功率曲線為：當(dāng)3≤v<12時，P=0.1v3當(dāng)12≤v≤20時，P=172.8kW其他情況P=0（1）求該地區(qū)全年可利用的風(fēng)能小時數(shù)（每年按8760小時計算）；（2）若安裝2臺相同風(fēng)機，求年總發(fā)電量的期望值；（3）若風(fēng)機單位投資成本為3000元/kW，運維成本為每年200元/kW，上網(wǎng)電價0.6元/kWh，求投資回收期（結(jié)果保留整數(shù)）。（本題滿分20分）在智能電網(wǎng)的負荷調(diào)度中，某區(qū)域有三類用電負荷：居民負荷：基礎(chǔ)負荷500kW，每增加1℃氣溫變化±20kW（當(dāng)前氣溫25℃）商業(yè)負荷：與時間t（小時）的關(guān)系為P(t)=300+200sin(πt/12)（8≤t≤20）工業(yè)負荷：恒定負荷800kW，可調(diào)節(jié)時段為0-6時（允許降低負荷30%）（1）若某日氣溫變化范圍為22℃~28℃，求居民負荷的變化范圍；（2）求商業(yè)負荷在8:00-20:00的平均功率；（3）若該區(qū)域最大供電能力為1800kW，為滿足所有負荷需求，工業(yè)負荷在可調(diào)節(jié)時段需降低的最小負荷率是多少？（本題滿分20分）某碳中和社區(qū)規(guī)劃建設(shè)能源系統(tǒng)，包含以下部分：光伏系統(tǒng)：安裝容量100kW，年發(fā)電量15萬kWh，投資成本4元/W儲能系統(tǒng)：容量CkWh，投資成本1.5元/Wh，循環(huán)壽命3000次生物質(zhì)鍋爐：效率80%，燃料成本0.3元/kWh社區(qū)年用電量20萬kWh，其中50%需由儲能系統(tǒng)保障。若儲能系統(tǒng)每天充放電一次，電價按0.5元/kWh計算：（1）求儲能系統(tǒng)的最小設(shè)計容量C；（2）計算該能