问题 问答题

人类对能源的需求越来越大,世界能源危机日益突出。如何充分利用和开发新能源,实现低碳减排,已成为世界各国共同关注的问题。6月5日是世界环境日,2010年我国的主题是“低碳减排,绿色生活”。目前,我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力。

(1)你认为利用太阳能有哪些好处?

(2)太阳能路灯已成为许多城镇、乡村的一道靓丽的风景线(如图所示)。太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体态硅制成的,它能直接把太阳能转化成电能,其主要材料是 ( )

A.磁性材料

B.纳米材料

C.半导体

D.超导体(3) 太阳能热水器是采用光转化为热的方式利用太阳能的。我国太阳能热水器已走进了千家万户。小明家的太阳能热水器的采光面积是2.1m2。若我市向阳的地方每平方米的面积1h得到的太阳辐射能平均为3×106J,每天接收太阳能的时间以8h计算,热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能,则正常情况下,该热水器一天能把150kg、初温为20℃的水加热到多少℃?

(4)为了进一步利用太阳能,人们正在研发太阳能电动车。图是人们研制的太阳能电动三轮车,车子顶部的太阳能电池板将光能转化为电能储存在太阳能电池中,电池再给三轮车的电动机供电。

①小明同学设计的调节电动机转速的简化电路图如图所示,若太阳能电池的电压保持不变,调速电阻的最大阻值为50Ω。闭合开关S,当调速电阻的滑片P滑到最左端时车速最大,此时电流表示数5A,电动机电功率最大为1kW;当调速电阻的滑片P滑到最右端时车速最小,此时电流表示数为1A,求这时电动机的电功率是多少?

②制造太阳能电动三轮车车架有各种不同的新材料,部分材料的技术指标如下表所示:

    材料

技术指标

锰钢铝合金钛合金碳纤维
性能(强度)较弱较强
密度(kg·m-37.91033.01034.51031.6103
 

若让你设计制造强度高并且轻便的三轮车,你选择表中的哪种材料?若车架的体积约为5×10-3m3,车架的质量是多大?

(5)今年的世界环境日,我国的主题是:“绿色消费,你行动了吗?”。联系生活实际,谈谈你应如何做?

答案

(1)无污染、环保、可再生(或取之不尽、用之不竭)(2)C(3)60℃(4)①150W②8Kg(5)节约用水;节约用电(如:购买节能灯、购买符合节能标准的家电);不使用一次性塑料袋;尽量骑自行车、步行、乘公交车出行;尽量购买小排量汽车等等

题目分析::(1)利用太阳能有哪些好处:无污染、环保、可再生(或取之不尽、用之不竭);

所以答案为:无污染、环保、可再生(或取之不尽、用之不竭).

(2)太阳能电池板是由晶体态硅制成的,硅属于半导体;

所以选C.

(3)太阳能热水器中的水一天吸收的热量:

Q=3×106J×2.1×8×50%=2.52×107J,

水温度的变化量:

水加热的末温:

t2=t1+△t=20℃+40℃=60℃.

答:水的末温为60℃.

(4)①由题意可知:当滑片P滑到最左端时,

电动机两端的电压等于太阳能电池的电压,即:

当滑片P滑到最右端时,

滑动变阻器两端的电压U1=IR=1A×50Ω=50V,

此时,电动机两端的电压U=U-U1=200V-50V=150V,

电动机的功率:P电机=IU=1A×150V=150W;

答:这时电动机的电功率为150W.

②制造强度高并且轻便的三轮车时,由表格可知应选碳纤维材料;

车架的质量:

m=ρV=1.6×103kg/m3×5×10-3m3=8kg.

答:应选碳纤维材料,车架的质量是8kg.

(5)为了节约能源和环境保护方面,我们可以节约用水;节约用电(如:购买节能灯、购买符合节能标准的家电);不使用一次性塑料袋;尽量骑自行车、步行、乘公交车出行;尽量购买小排量汽车等等.

点评:本题考查了质量的计算、热量的计算、欧姆定律的应用和电功率的计算,还涉及到了太阳能的优点、材料的分类和环境保护等,知识点较多,综合性强,难度较大.

单项选择题
多项选择题