北京交通大学《能源与动力工程测试技术》2021-2022学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页北京交通大学《能源与动力工程测试技术》

2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、新能源技术的创新往往依赖于跨学科的研究和合作，涉及物理学、化学、材料科学和工程学等多个领域。在开发一种新型的高效储能技术时，如果要整合不同学科的知识和方法，以下哪个团队组成是最为理想的？（）A.由物理学家和化学家组成B.由材料科学家和工程师组成C.由以上四个学科的专家共同组成D.由具有丰富经验的工程师单独完成2、新能源在全球范围内的分布并不均衡。以下关于新能源分布的描述，不正确的是（）A.太阳能资源在赤道附近和高海拔地区较为丰富，如非洲、南美洲和我国西部地区B.风能资源主要分布在沿海地区和开阔的平原地区，如北欧、美国中部和我国东部沿海地区C.水能资源主要集中在河流落差大、水量丰富的地区，如南美洲的亚马逊河流域和我国的西南地区D.新能源的分布是固定不变的，不会随着技术进步和环境变化而发生改变3、新能源汽车的充电基础设施建设是其推广的关键因素之一。对于直流快充和交流慢充两种充电方式，以下哪种说法是恰当的？（）A.直流快充速度快，但对电池寿命影响大，且建设成本高；交流慢充速度慢，但对电池友好，建设成本低。因此，在实际应用中应优先发展交流慢充B.直流快充和交流慢充在充电速度、对电池的影响和建设成本方面没有明显差异，应根据用户需求随机选择建设C.直流快充是未来新能源汽车充电的主要方式，应大力推广，逐步淘汰交流慢充D.交流慢充虽然充电速度慢，但安全性高，适合所有类型的新能源汽车；直流快充存在安全隐患，应谨慎使用4、在新能源技术的评估中，全生命周期分析是一种综合考虑环境和经济影响的方法。假设要对一种新型的新能源汽车电池进行全生命周期分析，以下哪个阶段的环境影响最需要重点关注？（）A.电池的生产过程，包括原材料开采和制造B.电池的使用阶段，如电能消耗和排放C.电池的报废处理阶段，涉及有害物质的处置D.以上三个阶段的环境影响都需要同等重视5、新能源技术的发展也带来了一些环境和社会问题，需要引起关注和解决。以下关于新能源相关问题的描述，不正确的是：（）A.大规模建设太阳能和风能发电场可能会对当地的生态环境造成一定影响，如改变土地利用方式、影响鸟类迁徙等B.新能源设备的制造过程中可能会消耗大量的资源和产生一定的污染物排放，需要加强产业的绿色制造和循环经济C.新能源的发展可能会导致部分传统能源行业的就业岗位减少，但同时也会创造新的就业机会，如新能源设备的安装、维护和研发等D.新能源的普及和应用不会对社会的能源消费观念和生活方式产生任何影响，人们可以保持原有的习惯6、新能源的发展对能源安全具有重要意义。以下关于新能源与能源安全的描述，不正确的是（）A.减少对进口化石能源的依赖，提高能源自给率，增强国家的能源安全保障能力B.新能源的分布式发展可以降低能源供应的集中风险，提高能源供应的可靠性C.新能源的开发和利用不会受到国际政治和经济形势的影响，能够确保能源的稳定供应D.建立多元化的能源供应体系，包括新能源和传统能源，是保障能源安全的重要策略7、在探讨新能源技术的标准和规范时，以下关于其重要性和制定原则的描述，哪一项是正确的？（）A.新能源技术的标准和规范对于保障产品质量、促进技术创新、确保安全可靠运行以及推动市场有序发展具有重要意义。制定原则应基于科学性、先进性、兼容性和可操作性，充分考虑技术发展趋势、国际标准和行业需求。标准和规范的制定有助于提高新能源产品的互操作性，降低成本，增强消费者信心，促进国际贸易和合作B.新能源技术的标准和规范不重要，市场会自然形成统一的标准C.新能源技术的标准和规范制定困难，没有必要制定D.新能源技术的标准和规范过于严格，会限制技术发展8、新能源的开发和利用需要考虑可持续性的问题。以下关于新能源可持续性的描述，不正确的是（）A.新能源的可持续性不仅包括资源的可持续供应，还包括对环境和社会的影响B.在开发新能源时，要充分考虑资源的回收和再利用，减少对自然资源的消耗C.新能源项目的建设和运营要注重当地社区的发展和利益，避免造成社会冲突D.只要新能源的资源是可再生的，就一定能够实现可持续发展，不需要考虑其他因素9、生物质能是一种来源广泛的可再生能源，以下关于生物质能利用的说法，不正确的是：（）A.生物质发电可以通过燃烧农作物秸秆、林业废弃物等产生电能，但可能会带来一定的环境污染B.生物燃料如生物乙醇和生物柴油可以替代传统的石油燃料，但其生产过程可能消耗大量的粮食和水资源C.生物质能的利用可以减少对化石能源的依赖，同时有助于解决农村地区的能源供应问题D.利用微生物发酵技术将有机废弃物转化为沼气是一种高效的生物质能利用方式，且不受原料和环境的限制10、生物质能作为一种可再生能源，具有来源广泛、低碳环保等特点。生物质发电技术主要包括直接燃烧发电、气化发电和沼气发电等方式。在一个以农业废弃物为原料的生物质发电厂中，如果要降低发电成本同时减少环境污染，以下哪种技术改进措施最为有效？（）A.提高燃烧温度B.优化气化工艺C.增加沼气池的数量D.减少原料的预处理步骤11、在探讨新能源技术中的海洋能利用时，以下关于其形式和发展前景的描述，不正确的是哪一项？（）A.海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能和盐差能等多种形式，具有巨大的开发潜力B.潮汐能发电是利用潮汐的涨落驱动水轮机发电，技术相对成熟，但受到地理条件和潮汐规律的限制，选址较为困难C.波浪能和海流能的开发利用尚处于试验阶段，面临着能量转换效率低、设备可靠性差、成本高等诸多挑战D.海洋能的开发不会对海洋生态环境造成任何影响，是一种完全清洁、可持续的能源利用方式，应该大规模、无限制地进行开发12、水能是一种传统的可再生能源，也是目前全球电力供应的重要组成部分。关于水能发电，以下描述不正确的是（）A.水能发电的原理是利用水流的势能和动能推动水轮机旋转，进而带动发电机发电，其能量转化过程简单高效B.水电站按照开发方式可以分为坝式水电站、引水式水电站和混合式水电站等，不同类型的水电站适用于不同的地理条件和水能资源状况C.水能发电具有启动速度快、调节性能好、运行成本低等优点，但也存在建设周期长、投资大、对生态环境影响较大等问题D.全球的水能资源已经得到了充分的开发和利用，未来不会再有新的大型水电站建设项目13、地热能作为一种可再生能源，具有独特的优势和应用场景。关于地热能的开发和利用，以下哪种表述是正确的？（）A.地热能的开发不受地理条件限制，任何地区都可以大规模开发地热能，且对环境没有任何负面影响B.地热能的开发主要集中在浅层地热资源，因为深层地热资源开采难度大、成本高，且可能引发地震等地质灾害C.地热能可以广泛应用于发电、供暖、温泉疗养等领域，其能量输出稳定，不受季节和气候影响。但地热能开发的初始投资高，技术要求复杂D.地热能的利用效率极高，不存在任何技术和经济上的限制，是未来能源的主要来源之一14、对于新能源技术中的储能系统管理和控制，以下关于其功能和策略的描述，不正确的是哪一项？（）A.储能系统管理和控制的主要功能包括电池状态监测、充放电控制、功率分配、能量管理和故障诊断等，以确保储能系统的安全、高效运行B.充放电控制策略需要根据电力系统的需求、储能系统的状态和市场价格等因素进行优化，实现削峰填谷、调频、备用等功能C.能量管理策略需要考虑可再生能源的出力预测、负荷需求预测和电价等因素，以最大化储能系统的经济效益和社会效益D.储能系统管理和控制技术已经非常成熟，不需要进一步的研究和创新，能够满足各种复杂应用场景的需求15、在新能源技术的发展过程中，能源存储技术至关重要。以下关于各种能源存储技术的描述，不正确的是：（）A.超级电容器具有充电速度快、功率密度高的特点，适用于短时间、大功率的放电需求B.液流电池的储能容量可以通过调节电解液的浓度和体积来灵活调整，但系统复杂度较高C.飞轮储能利用高速旋转的飞轮储存能量，适合用于平滑电网功率波动，但能量密度相对较低D.所有的能源存储技术都能够实现长期、大规模的能量储存，且成本低廉，易于推广二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）新能源技术的应用不仅局限于能源领域，还在工业生产、农业发展、建筑节能等领域发挥着重要作用。请详细论述新能源在这些非能源领域的具体应用案例（如工业余热利用、农业温室大棚的能源供应、零能耗建筑等）、应用效果以及所带来的产业升级和发展机遇，探讨如何进一步拓展新能源在非能源领域的应用范围和深度，推动相关产业的绿色转型和可持续发展。2、（本题5分）深入分析风力发电系统中叶片设计的关键因素，包括叶片形状、长度、材料选择等对发电效率和系统稳定性的影响。探讨如何通过优化叶片设计来提高风能的捕获效率，以及在设计过程中需要考虑的空气动力学原理和制造工艺的限制。3、（本题5分）深入探讨新能源技术在家具制造行业的应用和发展方向，如使用环保型胶粘剂、电动工具的能源管理等。分析新能源如何提升家具产品的品质和环保性能，促进家具制造业的转型升级，以及在市场竞争中的机遇和挑战。4、（本题5分）新能源的发展也带来了一些法律和监管方面的问题。请深入分析在新能源开发、利用、交易等环节中可能涉及的法律纠纷（如土地使用、知识产权保护、能源合同纠纷等）、监管要求（如安全标准、质量控制、环境监管等）以及法律和监管体系的不完善之处，提出完善新能源相关法律法规和监管制度的建议，以保障新能源产业的健康有序发展。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某太阳能热水器，集热器面积3平方米，太阳辐射强度800瓦/平方米，热水器效率55%。每天需要将200千克水从20℃加热到60℃，计算需要的集热器采光时间。如果实际采光时间只有5小时，需要增加多少集热器面积才能满足需求？2、（本题5分）某企业建设了一个5MWh的储能系统，采用钠硫电池，充放电效率为85%。在用电低谷时以0.25元/度的价格充电，在用电高峰时以0.9元/度的价格放电。一天进行一次充放电循环，计算该储能系统每天的盈利。假设电池寿命为1200次循环，初始投资1800万元，每年运维成本80万元，计算投资回收期。3、（本题5分）一辆新能源汽车的驱动电机功率为120kW，电池组电压为380V，在加速过程中电机电流达到350A。计算电机的输出扭矩。假设车辆以70km/h的速度匀速行驶，此时电机效率为92%，计算车辆的行驶阻力。如果电池组容量为90kWh，车辆在该速度下的能耗为22kWh/100km，计算车辆的续航里程。4、（本题5分）某地区建设了一座20MW的光热发电站，采用塔式光热技术，集热器效率为60%，储热系统可满足电站在无日照条件下持续发电8小时，汽轮机效率为40%。计算该电站的储热容量。如果该地区年平均日照时间为2200小时，计算电站的年发电量。假设上网电价为0.65元/度，计算年发电收益。5、（本题5分）某生物质气化炉，每小时消耗生物质原料500kg，生物质的热值为18000kJ/kg，气化效率为70%。产生的燃气热值为5000kJ/m³，计算燃气的产气量。如果燃气用于一台10kW的内燃机发电，发电效率为30%，计算内燃机的运行时间。四、综合题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）详细阐述新能源在军事领域的应用现状和发展趋势，如军事基地的可再生能源供应、新能源车辆和装备的研发等。分析军事应用对新能源技术的特殊要求，如可靠性、安全性和适应性等。探讨新能源在提升军事能源保障能力、降低军事行动对环境的影响和增强军事战略优势方面的潜力和挑战。2、（本题10分）详细论述新能源汽车中锂离子电池的工作原理、性能特点以及目前面临的技术挑战。包括电池的充放电过程、能量密度提升的限制、寿命衰减的原因等，并分析未来锂离子电池在新能源汽车领域的发展趋势以及可能的替代技术。3、（本题10分）论述新能源教育与人才培养体系的构建，