Question

人類對(duì)能源的需求越來(lái)越大，世界能源危機(jī)日益突出。如何充分利用和開(kāi)發(fā)新能源，實(shí)現(xiàn)低碳減排，已成為世界各國(guó)共同關(guān)注的問(wèn)題。6月5日是世界環(huán)境日，2010年我國(guó)的主題是“低碳減排，綠色生活”。目前，我國(guó)在開(kāi)發(fā)、利用太陽(yáng)能方面發(fā)展最快、最具潛力。
(1)你認(rèn)為利用太陽(yáng)能有哪些好處？
(2)太陽(yáng)能路燈已成為許多城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村的一道靚麗的風(fēng)景線(如圖所示)。太陽(yáng)能路燈的太陽(yáng)能電池板一般是由晶體態(tài)硅制成的，它能直接把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能，其主要材料是 (     )

A．磁性材料

B．納米材料

C．半導(dǎo)體

D．超導(dǎo)體

(3) 太陽(yáng)能熱水器是采用光轉(zhuǎn)化為熱的方式利用太陽(yáng)能的。我國(guó)太陽(yáng)能熱水器已走進(jìn)了千家萬(wàn)戶。小明家的太陽(yáng)能熱水器的采光面積是2.1m²。若我市向陽(yáng)的地方每平方米的面積1h得到的太陽(yáng)輻射能平均為3×10⁶J，每天接收太陽(yáng)能的時(shí)間以8h計(jì)算，熱水器能把接收到的太陽(yáng)能的50%轉(zhuǎn)化成水的內(nèi)能，則正常情況下，該熱水器一天能把150kg、初溫為20℃的水加熱到多少℃？
(4)為了進(jìn)一步利用太陽(yáng)能，人們正在研發(fā)太陽(yáng)能電動(dòng)車。圖是人們研制的太陽(yáng)能電動(dòng)三輪車，車子頂部的太陽(yáng)能電池板將光能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在太陽(yáng)能電池中，電池再給三輪車的電動(dòng)機(jī)供電。

①小明同學(xué)設(shè)計(jì)的調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的簡(jiǎn)化電路圖如圖所示，若太陽(yáng)能電池的電壓保持不變，調(diào)速電阻的最大阻值為50Ω。閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)調(diào)速電阻的滑片P滑到最左端時(shí)車速最大，此時(shí)電流表示數(shù)5A，電動(dòng)機(jī)電功率最大為1kW；當(dāng)調(diào)速電阻的滑片P滑到最右端時(shí)車速最小，此時(shí)電流表示數(shù)為1A，求這時(shí)電動(dòng)機(jī)的電功率是多少？

②制造太陽(yáng)能電動(dòng)三輪車車架有各種不同的新材料，部分材料的技術(shù)指標(biāo)如下表所示：

材料 技術(shù)指標(biāo)	錳鋼	鋁合金	鈦合金	碳纖維
性能（強(qiáng)度）	強(qiáng)	較弱	較強(qiáng)	強(qiáng)
密度（kg·m-3）	7.9103	3.0103	4.5103	1.6103

 
若讓你設(shè)計(jì)制造強(qiáng)度高并且輕便的三輪車，你選擇表中的哪種材料？若車架的體積約為5×10^-3m³，車架的質(zhì)量是多大？??
(5)今年的世界環(huán)境日，我國(guó)的主題是：“綠色消費(fèi)，你行動(dòng)了嗎？”。聯(lián)系生活實(shí)際，談?wù)勀銘?yīng)如何做？

Answer 1

（1）無(wú)污染、環(huán)保、可再生（或取之不盡、用之不竭）（2）C（3）60℃（4）①150W②8Kg（5）節(jié)約用水；節(jié)約用電（如：購(gòu)買節(jié)能燈、購(gòu)買符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的家電）；不使用一次性塑料袋；盡量騎自行車、步行、乘公交車出行；盡量購(gòu)買小排量汽車等等

試題分析：：（1）利用太陽(yáng)能有哪些好處：無(wú)污染、環(huán)保、可再生（或取之不盡、用之不竭）；
所以答案為：無(wú)污染、環(huán)保、可再生（或取之不盡、用之不竭）．
（2）太陽(yáng)能電池板是由晶體態(tài)硅制成的，硅屬于半導(dǎo)體；
所以選C．
（3）太陽(yáng)能熱水器中的水一天吸收的熱量：
Q=3×10⁶J×2.1×8×50%=2.52×10⁷J，
水溫度的變化量：
水加熱的末溫：
t₂=t₁+△t=20℃+40℃=60℃．
答：水的末溫為60℃．
（4）①由題意可知：當(dāng)滑片P滑到最左端時(shí)，
電動(dòng)機(jī)兩端的電壓等于太陽(yáng)能電池的電壓，即：
當(dāng)滑片P滑到最右端時(shí)，
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U₁=IR=1A×50Ω=50V，
此時(shí)，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓U=U_總-U₁=200V-50V=150V，
電動(dòng)機(jī)的功率：P_電機(jī)=IU=1A×150V=150W；
答：這時(shí)電動(dòng)機(jī)的電功率為150W．
②制造強(qiáng)度高并且輕便的三輪車時(shí)，由表格可知應(yīng)選碳纖維材料；
車架的質(zhì)量：
m=ρV=1.6×10³kg/m³×5×10^-3m³=8kg．
答：應(yīng)選碳纖維材料，車架的質(zhì)量是8kg．
（5）為了節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)方面，我們可以節(jié)約用水；節(jié)約用電（如：購(gòu)買節(jié)能燈、購(gòu)買符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的家電）；不使用一次性塑料袋；盡量騎自行車、步行、乘公交車出行；盡量購(gòu)買小排量汽車等等．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了質(zhì)量的計(jì)算、熱量的計(jì)算、歐姆定律的應(yīng)用和電功率的計(jì)算，還涉及到了太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)、材料的分類和環(huán)境保護(hù)等，知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)，難度較大．