TOC\o"1-3"\h\u初物培優(yōu)(重高自招競賽)之第22章能源與可持續(xù)發(fā)展 2原題 2一．能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移的方向性（共1小題） 2二．能源（共1小題） 2三．能源的分類（共4小題） 2四．新能源（共1小題） 3五．核能（共3小題） 3六．核電站發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化（共3小題） 4七．核聚變（共2小題） 4八．核裂變（共3小題） 4九．太陽能的利用（共2小題） 5一十．太陽能的轉(zhuǎn)化（共3小題） 5一十一．太陽能熱水器中的熱量計(jì)算（共10小題） 6一十二．太陽能的其他相關(guān)計(jì)算（共8小題） 10一十三．能源危機(jī)與能源消耗對環(huán)境的影響（共1小題） 14一十四．能源的利用和對環(huán)境的危害（共7小題） 14參考答案與試題解析 16一．能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移的方向性（共1小題） 16二．能源（共1小題） 17三．能源的分類（共4小題） 17四．新能源（共1小題） 19五．核能（共3小題） 20六．核電站發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化（共3小題） 22七．核聚變（共2小題） 23八．核裂變（共3小題） 24九．太陽能的利用（共2小題） 26一十．太陽能的轉(zhuǎn)化（共3小題） 27一十一．太陽能熱水器中的熱量計(jì)算（共10小題） 29一十二．太陽能的其他相關(guān)計(jì)算（共8小題） 39一十三．能源危機(jī)與能源消耗對環(huán)境的影響（共1小題） 51一十四．能源的利用和對環(huán)境的危害（共7小題） 51___________校__________老師

初物培優(yōu)(重高自招競賽)之第22章能源與可持續(xù)發(fā)展原題一．能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移的方向性（共1小題）1．下列判斷正確的是（）A．收音機(jī)里聽到“咔咔擦擦”的聲音，說明導(dǎo)線中有電流就能在周圍產(chǎn)生電磁波 B．微波爐是利用微波加熱使食物內(nèi)外同時變熟的，食物可以放在金屬器皿中加熱 C．汽車散失的熱不能自動收集起來再利用，說明能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移具有方向性 D．核電站的核反應(yīng)就是利用核聚變原理二．能源（共1小題）2．地球上的液態(tài)水和固體水合計(jì)大約為14億立方千米，其中淡水約占多少（）A．0.25% B．2.5% C．25% D．以上都不對三．能源的分類（共4小題）3．（2010?綿陽校級自主招生）電動自行車使用可重復(fù)充電的蓄電池提供動力。試分析電動自行車所消耗的能源屬于①一次能源；②二次能源；③可再生能源；④不可再生能源；⑤常規(guī)能源；⑥新能源。（）A．②③⑤ B．①③⑥ C．②④⑥ D．①④⑤4．（2017?陜西自主招生）2014年5月21日，中國與俄羅斯簽署了總額高達(dá)4000億美元的天然氣貿(mào)易合同，俄羅斯向中方提供30年的天然氣供應(yīng)。天然氣是（選填“可”或“不可”）再生能源。目前城市公共汽車用天然氣取代汽油做燃料是因?yàn)槭褂锰烊粴庀鄬p少了二氧化碳?xì)怏w的排放，可以有效緩解效應(yīng)。通常采用方法使天然氣在常溫下液化。5．（2014?北京校級自主招生）我們今天使用的煤、石油、天然氣，它們屬于能源。（填“可再生”或“不可再生”）6．能源是人類社會生存和發(fā)展的重要物質(zhì)，在你熟悉的能源中，屬于可再生能源；屬于不可再生能源；屬于一次能源；屬于二次能源。四．新能源（共1小題）7．能源可分為常規(guī)能源和新能源，請指出發(fā)下哪項(xiàng)不屬于新能源（）A．核能 B．太陽能 C．天然氣 D．以上都不對五．核能（共3小題）8．（2007?蚌埠校級自主招生）關(guān)于核能下列說法正確的是（）A．物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，原子中有原子核，所以利用任何物質(zhì)都能得到核能 B．到目前為止，人類獲得核能有兩種途徑，即重核裂變和輕核聚變 C．原子彈和氫彈都是利用原子核裂變和聚變的原理制成的 D．自然界只有在人為的條件下才會發(fā)生裂變9．據(jù)新聞報(bào)道美國和韓國3月確定在朝鮮半島部署「薩德」戰(zhàn)區(qū)高空防衛(wèi)系統(tǒng)（THAAD），預(yù)計(jì)明年年底運(yùn)作，雖然美、韓稱是反制朝鮮日益加強(qiáng)的核子及導(dǎo)彈威脅，但「項(xiàng)莊舞劍，意在沛公」，對中國帶來的實(shí)際威脅，遠(yuǎn)大于近日紛紛擾擾的南海仲裁案。由于薩德的雷達(dá)偵測范圍遠(yuǎn)達(dá)2000公里，覆蓋中國東北、華北、華東、甚至華南大部分地區(qū)可以說中國境內(nèi)的所有軍事活動及部署都逃不了薩德的監(jiān)控。下列關(guān)于薩德的說法錯誤的是（）A．薩德反導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)射的核導(dǎo)彈是利用大量內(nèi)能的爆發(fā)來造成毀滅性的傷害 B．薩德反導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)射的導(dǎo)彈在向上飛行的過程中機(jī)械能的總量保持不變 C．薩德反導(dǎo)系統(tǒng)的監(jiān)控雷達(dá)和發(fā)射車之間的聯(lián)系是靠電磁波 D．薩德反導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)射的導(dǎo)彈在飛行時做勻速直線運(yùn)動10．原子核發(fā)生改變時有時會釋放能量。有兩種途徑可以大量獲得核能，即和。其中還不能進(jìn)行人工控制，因此還不能用來發(fā)電。六．核電站發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化（共3小題）11．（2011?蚌山區(qū)校級自主招生）日本福島核電站發(fā)生核泄漏危機(jī)引起世界對安全利用核能的關(guān)注。下列關(guān)于核能的說法正確的是（）A．只有裂變才能釋放出核能 B．裂變和聚變都能釋放出核能 C．核能和電能都是二次能源 D．核能和風(fēng)能都是可再生能源12．目前，由于能源緊張，全國各地正在積極開發(fā)和利用新能源，如核電站和風(fēng)力發(fā)電。其中核電站是利用原子核發(fā)生（填“裂變”或“聚變”）來發(fā)電的，風(fēng)能屬于（填“可再生”或“不可再生”）能源。13．我國已經(jīng)建成了兩座核電站。在那里，電能是由核變時釋放的能轉(zhuǎn)化來的，電能是從機(jī)中得到的。七．核聚變（共2小題）14．（2011?南充自主招生）《不擴(kuò)散核武器條約》締約國第八次審議大會在紐約聯(lián)合國總部召開，消除核武器與和平利用核能成為參會國討論的焦點(diǎn)。關(guān)于原子彈與核電站的敘述正確的是（）A．原子彈對聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，核電站控制裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速率 B．原子彈對聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，核電站控制聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速率 C．原子彈對裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，核電站控制裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速率 D．原子彈對裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，核電站控制聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速率15．（2008?江蘇自主招生）人工釋放原子能的方法是：一是重核發(fā)生；二是輕核發(fā)生。八．核裂變（共3小題）16．核能發(fā)電廠內(nèi)的核反應(yīng)堆里發(fā)生的是（）A．核聚變 B．核裂變 C．可控核裂變 D．以上都不對17．能源問題是人類社會面臨的主要問題之一，而適度發(fā)展核電是解決能源問題的途徑之一。就目前的技術(shù)水平來看。所有核電站都是利用重核的反應(yīng)將核能轉(zhuǎn)化為電能的，其技術(shù)關(guān)鍵是控制核反應(yīng)的速度，在核電系統(tǒng)中具有這一功能的裝置是。18．（2011?綿陽校級自主招生）北京時間3月11日13時46分，日本東北地區(qū)宮城縣北部發(fā)生里氏9.0級強(qiáng)震并爆發(fā)海嘯，導(dǎo)致日本福島核電站發(fā)生5級核泄漏事故。原子彈和核電站都是利用鏈?zhǔn)椒磻?yīng)釋放核能，兩者的本質(zhì)區(qū)別是：原子彈爆炸時發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是，核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是。九．太陽能的利用（共2小題）19．（2010?武平縣校級自主招生）目前人們直接利用太陽能的方式有兩種：其一如太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為能；其二如太陽能電池，是把太陽能轉(zhuǎn)化為能。20．（2004?鏡湖區(qū)校級自主招生）1996年清華大學(xué)和香港大學(xué)的學(xué)生合作研制了一輛太陽能汽車。車上電池的太陽能接收板的面積是8m2，它正對太陽時電池能夠產(chǎn)生120V的電壓，并對車上電動機(jī)提供10A的電流。電動機(jī)的直流電阻為4Ω，而太陽光照射到地面時單位面積上的輻射功率為1.0×103W/m2．求：（1）該車的太陽能電池的效率是多少？電動機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是多少？（2）若太陽輻射的總功率為3.9×1.026W，且太陽光在穿過太空及地球大氣層到達(dá)地面的途中有28%的能量損耗，還知道半徑為R的球面面積為S＝4πR2．請根據(jù)這些資料計(jì)算太陽到地球的距離。一十．太陽能的轉(zhuǎn)化（共3小題）21．（2014?寧波自主招生）下列關(guān)于水的天然循環(huán)的說法中正確的是（）①水在天然循環(huán)過程中實(shí)現(xiàn)了水的自身凈化②水的天然循環(huán)是通過水的三態(tài)變化實(shí)現(xiàn)的③太陽為水的天然提供了能量④水的天然循環(huán)完成了水資源的重新分配。A．①③ B．①② C．③④ D．①②③④22．（2011?鄂州自主招生）太陽光可認(rèn)為是由一份一份的光子組成。光子不僅具有能量，還有動量。光照射到某個面上就會產(chǎn)生壓力。有人設(shè)想在火星探測器上安裝面積很大的薄膜，正對著太陽光，靠太陽光在薄膜上產(chǎn)生的壓力推動探測器在太空中前進(jìn)，推力越大，探測器獲得的加速度越大。第一次安裝的是反射率極高的薄膜，第二次安裝的是吸收率極高的薄膜，那么（）A．安裝反射率極高的薄膜，探測器獲得的加速度大 B．安裝吸收率極高的薄膜，探測器獲得的加速度大 C．兩種情況下，由于探測器的質(zhì)量一樣，探測器獲得的加速度大小應(yīng)相同 D．兩種情況下，探測器獲得的加速度大小無法比較23．（2019?江西自主招生）如圖所示，是太陽能路燈照明系統(tǒng)。它的工作原理是使太陽能轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池內(nèi)，供路燈發(fā)光。這個過程中能量發(fā)生轉(zhuǎn)化的流程：太陽能→電能→→→光能。一十一．太陽能熱水器中的熱量計(jì)算（共10小題）24．（2020?昆山市自主招生）某太陽能熱水器內(nèi)裝有質(zhì)量為200kg，溫度為20℃的水，在陽光照射一段時間后，水溫升高到80℃。如果用熱效率為40%的燃?xì)庠钊紵烊粴鈦砑訜嵬瑯佣嗟乃?，使水升高到同樣的溫度，需要燃燒m3的天然氣。（已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），天然氣的熱值是4.2×107J/m3）25．（2010?思明區(qū)校級自主招生）太陽能路燈的燈桿頂端是太陽能電池板，它能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并向燈桿下方的蓄電池充電，將電能轉(zhuǎn)化為能儲存起來，供夜晚路燈照明。若在一定時間內(nèi)，太陽光輻射到該太陽能電池板的能量為2.7×107J，這與完全燃燒kg的煤放出的熱量相當(dāng)；這些能量經(jīng)轉(zhuǎn)化后，可供功率為35W的路燈工作60h，那么該太陽能路燈的能量轉(zhuǎn)化效率是%（煤的熱值為3.0×107J/kg）。26．（2017?市南區(qū)校級自主招生）為了倡導(dǎo)低碳生活，太陽能熱水器被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生活。如表提供的是一裝滿初溫為10℃水的太陽能熱水器在太陽照射下的相關(guān)信息：太陽照射時間/h太陽能轉(zhuǎn)換為水的內(nèi)能的效率熱水器最大水容量/L1060%100水升高的溫度/℃水的比熱容/[J?（kg?℃）﹣1]水的密度/kg?m﹣3604.2×1031.0×103根據(jù)上表信息，求：（1）熱水器中的水吸收的熱量是多少。（2）此次熱水器接收的太陽能為多少。27．（2014?寧波自主招生）科學(xué)探究小組為了估算一天時間（T）內(nèi)到達(dá)地球的太陽輻射能量的最大值，有關(guān)同學(xué)利用夏季晴天的某個正午測量了某一太陽能熱水器的工作狀況。讓陽光直射集熱器的受光平面（該面積為S），經(jīng)過時間t，有質(zhì)量為m的水，其溫度從t1上升到了t2，已知水的比熱容為c，該太陽能熱水器的效率為η。（1）據(jù)此可估算單位時間內(nèi)垂直到達(dá)地球單位面積上的太陽輻射能量E＝。（2）將地球看作半徑為R的球體，其表面積等于4πR2。根據(jù)以上情況，估計(jì)一天時間內(nèi)到達(dá)地球的太陽輻射能量的最大值等于。28．如圖所示是利用太陽能加熱水的簡易裝置。水箱的四壁和底部均用絕熱材料制成，箱頂裝有吸熱板，其面積為1m2，水箱內(nèi)裝有質(zhì)量為50kg的水。地球表面接受的太陽輻射熱為1.0×103J/（s?m2），若水箱里的水能吸收太陽輻射熱的30%，那么經(jīng)過4h后，箱內(nèi)水溫升高多少℃？至少可以節(jié)約天然氣的體積是多少？[水的比熱容4.2×103J/（kg．℃）天然氣熱值q＝8.4×107J/m3）]。29．（2017?寧波自主招生）（1）目前風(fēng)力取代燃油與煤礦等常規(guī)能源作為發(fā)電的能源已經(jīng)成為共識。下圖是位于寧波白巖山的風(fēng)力發(fā)電場景。一般認(rèn)為風(fēng)越強(qiáng)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)中風(fēng)車的葉片轉(zhuǎn)動得越快，產(chǎn)生的電能越多。但是在真實(shí)的環(huán)境中，它的運(yùn)作有如下特點(diǎn)：當(dāng)風(fēng)速達(dá)到V1的時候，葉片開始轉(zhuǎn)動；當(dāng)風(fēng)速是V2的時候，所產(chǎn)生的電能達(dá)到最大值W；基于安全考慮，當(dāng)風(fēng)速大于V2的時候，葉片的轉(zhuǎn)動不會加快，當(dāng)風(fēng)速增大到V3的時候，葉片會停止轉(zhuǎn)動。在下列風(fēng)速與電能的關(guān)系圖中，能滿足上述運(yùn)作特點(diǎn)的是。（2）如圖①所示，太陽能熱水器主要由兩部分構(gòu)成：一部分是有多根玻璃吸熱管組成的集熱器，每根吸熱管由雙層玻璃管組成；另一部分是保溫儲水箱，下部與玻璃吸熱管相通。如圖②所示是玻璃吸熱管的工作原理圖，其內(nèi)表面涂了一層吸熱材料。當(dāng)太陽光入射到吸熱層上時，能把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。向光一側(cè)的水被加熱后密度變小而向上運(yùn)動；背光一側(cè)的水由于溫度低密度大而向下運(yùn)動，形成冷熱水循環(huán)，使整箱水溫度升高。請回答以下問題：①玻璃吸熱管的內(nèi)表面涂了一層吸熱材料，它的顏色應(yīng)為（填“黑色”或“白色”）。②玻璃吸熱管具有、作用。③某品牌太陽能熱水器集熱面積為S＝2m2，它能將照射到吸熱管上的太陽能的50%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，某地區(qū)太陽能輻射到地面每平方米的平均功率P＝1.4×103W。請計(jì)算：該地區(qū)將100kg初溫為20℃的水加熱到60℃需多少時間？[已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）]30．（2012?成都校級自主招生）經(jīng)驗(yàn)表明，自制家用太陽能熱水器的效率，在夏天時可達(dá)所接收的天陽能總量的50%；已知在地球表面，晴天時對垂直于陽光的表面接收到的熱輻射為8×104J/（min?m2），太陽能熱水器的水箱內(nèi)裝水60kg，玻璃蓋面積為0.84m2，并隨時調(diào)整水箱位置使陽光總能垂直射入玻璃蓋，計(jì)算：（1）曬水4h后水溫升高多少？（2）若要用干木材將同樣多的水升高相同的問題，至少需要干木材多少千克？（不考慮熱損失，干木材的熱值q＝1.2×107J/kg）31．（2011?武侯區(qū)校級自主招生）用一個底面積是500cm2、高不小于2cm的圓柱形容器，內(nèi)裝水1kg，可用來估測射到地面上的太陽能。在日光垂直照射5min后，水溫升高了2.5℃．試估算在日光直射下地球表面每平方米每秒鐘獲得的熱量。（忽略容器吸收的和散失到周圍的熱量）32．（2008?南充自主招生）下表是某電輔式太陽能熱水器的部分參數(shù)。保溫桶容積（L）150采光面積（m2）2.5水溫（℃）夏天45﹣90冬天40﹣60電熱管220V，2000W夏天用溫度為20℃的水將保溫桶充滿，假設(shè)熱水器接受到的太陽能有50%被水吸收，在最好的日光照射下，C水＝4.2×103J/（kg?℃），試求：（1）當(dāng)水溫恰好達(dá)到最高時，需要多少太陽能？（2）若夜間無陽光照射時，用電熱管加熱，達(dá)到同樣的要求，在電熱管不計(jì)熱量損失的情況下，需要加熱多長時間？33．小明家最近安裝了一臺太陽能熱水器，容積為80L，裝滿水。[c水＝4.2×103J/（kg?℃），q煤氣＝4.2×107J/kg]（1）熱水器中水的質(zhì)量是多少？（2）水溫升高50℃需吸收多少熱量？（3）產(chǎn)生這些熱量完全燃燒多少煤氣？一十二．太陽能的其他相關(guān)計(jì)算（共8小題）34．如圖所示為“風(fēng)光互補(bǔ)路燈”系統(tǒng)，它在有陽光時通過太陽能電池板發(fā)電，有風(fēng)時通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，并將電能輸至蓄電池儲存起來，供路燈照明使用，下表為某型號風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)配置方案：風(fēng)力發(fā)電機(jī)太陽能電池組件其它元件最小啟動風(fēng)速1.0m/s太陽能電池輸出功率36W蓄電池500Ah12V最小充電風(fēng)速2.0m/s最大限制風(fēng)速12．m/s太陽能轉(zhuǎn)化效率15%大功率LED路燈800W12V最大輸出功率400W如果當(dāng)?shù)卮怪庇谔柟獾钠矫娴玫降奶栞椛渥畲髲?qiáng)度約為240W/m2，要使太陽能電池的最大輸出功率達(dá)到36w，太陽能電池板的面積至少要m2，當(dāng)風(fēng)速為6m/s時，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率將變?yōu)?0w，在僅靠風(fēng)力發(fā)電的情況下，將蓄電池的電能由20%充至90%所需時間為h。35．因?yàn)榄h(huán)境污染，北極的冰山上常年沉積著灰塵，使冰山表面吸收了更多太陽光，加速了冰山的熔化。假設(shè)覆蓋著灰塵的冰山上表面每單位時間單位面積所吸收的太陽光為98瓦（此數(shù)據(jù)已將太陽光白天和黑夜的不同日照量平均計(jì)算在內(nèi)）。若有厚度為30米的冰山，如圖所示，則僅靠陽光的暴曬，在0℃的海水中，需要約天才能將此冰山熔化。（冰的熔化熱為3.33×105J/kg）36．（2017?雨城區(qū)校級自主招生）太陽能是21世紀(jì)重點(diǎn)開發(fā)利用的能源之一。太陽能動力車是利用太陽能電池將接收到的太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再利用電動機(jī)來驅(qū)動的一種新型機(jī)動車。有一輛太陽能實(shí)驗(yàn)車（研制過程中的樣品），它上面的太陽能電池板的有效面積為8m2，天氣晴朗且電池板對著太陽時，每平方米面積上能夠接收到的太陽能的功率為1kW，太陽能電池產(chǎn)生的電壓為120V，可供電動機(jī)正常工作的電流為10A．求：（1）在電動機(jī)正常工作時，太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率是多大？（2）如果電動機(jī)正常工作時，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為75%，且該車沿水平路面勻速行駛時所獲得的牽引力為150N，則該車勻速行駛的速度是多大？37．我們可以認(rèn)為光是由一個個能量粒子組成的，組成光束的每一個能量粒子所擁有的能量可以近似為E0＝3.9×10﹣19J．（若球的半徑為r，則球的表面積S＝4πr2）（1）一個功率P＝100W的白熾燈泡，其發(fā)光效率為15%，假設(shè)燈泡可以均勻地向四周輻射光能量，求在距燈泡40cm處垂直于光的傳播方向上1cm2的面積內(nèi)，每秒鐘平均通過的光能量粒子的數(shù)量。（2）已知太陽輻射的總功率P0＝4×1026W，太陽到地球的距離r＝1.5×1011m，太陽光傳播到達(dá)地面的過程中由于云層的反射和大氣的吸收作用，大約有60%的能量損耗，太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率為15%，某太陽能電池板設(shè)計(jì)的輸出功率為2000W．求：①此太陽能電池板的最小面積。②此電池板上每平方厘米的面積上，每秒鐘平均吸收的光能量粒子的數(shù)量。38．隨著人們環(huán)保意識的提高，“風(fēng)光互補(bǔ)路燈”（如圖所示）得到了廣泛的應(yīng)用。它在有陽光時通過太陽能電池板發(fā)電，有風(fēng)時通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，兩者皆備時同時發(fā)電，并將電能輸送至蓄電池儲存起來，供路燈晚間照明使用。為了能使蓄電池的使用壽命更為長久，一般充電至90%左右即停止充電，放電余留20%左右即停止電能輸出下表為某型號風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)配置方案的相關(guān)參數(shù)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)太陽能電池組件最小啟動風(fēng)速1.0m/s太陽能電池180W最小充電風(fēng)速3.0m/s太陽能轉(zhuǎn)換效率15%最大限制風(fēng)速12.0m/s蓄電池400Ah?12V最大輸出功率400W大功率LED路燈80W?12V（1）若遇到陰天并且無風(fēng)，僅靠蓄電池供電，最多可供燈具正常發(fā)光多長時間？（2）若一塊該“風(fēng)光互補(bǔ)路燈”太陽能電池板的總面積為5m2，當(dāng)其垂直太陽光方向放置時，最大發(fā)電功率達(dá)到180W，則當(dāng)?shù)卮怪碧柟夥较?m2范圍內(nèi)太陽能電池板所接收太陽輻射的最大功率為多少？（3）當(dāng)風(fēng)速為6.0m/s時，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率將變?yōu)?0W．在這種風(fēng)速下，持續(xù)光照12h，蓄電池的電量也只由20%充到了70%．求此過程中太陽能電池板發(fā)電的平均功率。39．（2016?寧波自主招生）為保護(hù)環(huán)境，我國政府正大力推廣電動小轎車。（1）電動小轎車的自動大燈光控開關(guān)采用光敏電阻控制，在開車時遇到光線變暗時（如進(jìn)入隧道），大燈就會自動開啟；當(dāng)光線充足時自動關(guān)閉。某光敏電阻R在不同照度下的阻值如下表：照度/lx0.20.40.60.81.01.2電阻/kΩ754028232018如圖所示為汽車自動照明系統(tǒng)的簡化電路，電源電壓3.0V，當(dāng)光線照度降低至1.0lx時，測得ab兩端的電壓為2.0V，則定值電阻R1＝kΩ，此時光敏電阻RP的電功率為W。（2）現(xiàn)有一輛牽引功率為1.5×104W的電動小轎車，在平直路面上以v＝72km/h的速度勻速行駛，它所受阻力的大小是N。設(shè)想改用太陽能電池給該車供電，其他條件不變，求所需的太陽能電池板的最小面積。結(jié)合計(jì)算結(jié)果，簡述你對該設(shè)想的思考。[已知太陽輻射的總功率P0＝4×1026W，太陽到地球的距離R＝1.5×1011m，球面面積計(jì)算公式為S0＝4πr2（r為球的半徑），太陽光傳播到達(dá)地面的過程中大約有30%的能量損耗，該車所用太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為15%]。40．橫截面積為S1＝3×10﹣2m2的圓筒內(nèi)裝有m＝0.6kg的水，太陽光垂直照射t＝2min可以使水溫升高△t＝1℃．水的比熱容為C＝4.2×103J/（kg?℃）]。求：（1）兩分鐘內(nèi)水吸收的太陽能Q；（2）地球上每秒鐘每平方米的面積上可以接受到的太陽能E0。（3）設(shè)大氣頂層的太陽能有45%能達(dá)到地面被水吸收，地球的半徑R＝6.4×106m．問每秒鐘有多少太陽能到達(dá)地球？E＝？（4）太陽與地球表面的平均距離r＝1.5×1011m，估算太陽的全部輻射功率P（太陽發(fā)射能量可看成是分散到以太陽為圓心太陽到地球?yàn)榘霃降牡们蛎嫔?，此球面面積為S＝4πr2）41．某同學(xué)為了測量地表植物吸收太陽能的本領(lǐng)，做了如下實(shí)驗(yàn)，用一面積為0.1m2的面盆盛6千克的水，經(jīng)太陽垂直照15分鐘溫度升高5℃，若地表植物吸收太陽能的能力與水相當(dāng)，請計(jì)算：1、每平方米綠色植物每秒鐘接收的太陽能為多少焦？2、若綠色植物在光合作用下每吸收1千焦的太陽能，可放出50毫升的氧氣，則每公頃綠地每秒鐘可放出多少升氧氣？（1公頃＝104平方米）一十三．能源危機(jī)與能源消耗對環(huán)境的影響（共1小題）42．下列哪個是全球氣候變暖的原因（）A．下雪的減少 B．溫室效應(yīng) C．人口的增加 D．以上都不對一十四．能源的利用和對環(huán)境的危害（共7小題）43．（2020?市南區(qū)校級自主招生）近年來全球變暖最主要的原因是（）A．被大氣吸收的太陽輻射增加 B．被大氣吸收的地表輻射增加 C．被大氣反射到太空的太陽輻射增加 D．被地表反射到太空的太陽輻射增加44．（2007?武侯區(qū)校級自主招生）控制溫室氣體的排放，已成為全球關(guān)注的最新焦點(diǎn)，下列說法中正確的是（）A．熱機(jī)的大量使用會造成環(huán)境污染 B．使用空調(diào)不會加劇全球變暖 C．汽車排出的尾氣全部是有毒氣體 D．蒸汽機(jī)一定是用蒸汽作燃料45．（2007?諸暨市校級自主招生）在進(jìn)行“空氣中的氧氣會減少耗盡嗎？”辯論中，該小組為正方（空氣中的氧氣會減少耗盡）．下列論點(diǎn)不應(yīng)成為本方論據(jù)的是（）A．汽車越來越多，消耗的氧氣越來越多 B．有證據(jù)表明，在遠(yuǎn)古時代的原始空氣中氧氣含量高達(dá)30% C．限制“三廢”的排放是目前各國政府的重要環(huán)境政策 D．地球人口的增多，其呼吸和所用的燃料越來越多46．開發(fā)利用能源，下列幾種能源會給環(huán)境帶來污染的是（）A．核能 B．太陽能 C．地?zé)崮?D．潮汐能47．人們在山坡和沙地上造林種草，是為了（）A．綠化環(huán)境 B．保持水土 C．增加濕度 D．以上都不對48．新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》增設(shè)了PM2.5平均濃度限值，PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物，主要來源于直接排放的工業(yè)污染物和汽車尾氣等，是形成灰霾天氣的最大元兇。請?zhí)嵋粭l可減少空氣PM2.5濃度的建議：。49．能源問題，是二十一世紀(jì)人類社會發(fā)展所面臨的主要問題之一。我國實(shí)施的西部大開發(fā)戰(zhàn)略，是一個既能推動西部經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展，又能在很大程度上解決東部能源資源相對短缺的雙贏戰(zhàn)略。就開發(fā)和利用能源方面來說，目前已基本完成的兩大標(biāo)志性工程分別是：工程和工程。

參考答案與試題解析一．能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移的方向性（共1小題）1．下列判斷正確的是（）A．收音機(jī)里聽到“咔咔擦擦”的聲音，說明導(dǎo)線中有電流就能在周圍產(chǎn)生電磁波 B．微波爐是利用微波加熱使食物內(nèi)外同時變熟的，食物可以放在金屬器皿中加熱 C．汽車散失的熱不能自動收集起來再利用，說明能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移具有方向性 D．核電站的核反應(yīng)就是利用核聚變原理【考點(diǎn)】電磁波的產(chǎn)生；能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移的方向性；核電站發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化．【專題】簡答題；信息的傳遞；能源的利用與發(fā)展．【分析】（1）收音機(jī)聽到“咔咔”的聲音，是受到電磁波的干擾，迅速變化的電流可以產(chǎn)生電磁波。（2）微波爐是利用電磁波工作的，金屬容器在微波爐中會產(chǎn)生大量的熱量。（3）能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性；（4）核能分為裂變和聚變兩種，裂變分為兩種：可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和不可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，前者主要應(yīng)用在核反應(yīng)堆中，后者應(yīng)用在原子彈中；聚變主要應(yīng)用在氫彈上?！窘獯稹拷猓篈、電路中有時斷時續(xù)的電流出現(xiàn)，迅速變化的電流產(chǎn)生了電磁波，產(chǎn)生的電磁波被收音機(jī)接收到，聽到“咔咔”的聲音，說明在導(dǎo)線中有變化的電流就能在周圍產(chǎn)生電磁波。故A錯誤；B、微波爐是利用電磁波來加熱食物的。微波爐中不能使用金屬容器，因?yàn)槲⒉茉诮饘僦挟a(chǎn)生大量的熱量，會損壞微波爐。故B錯誤；C、由于能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性；汽車制動時，由于摩擦動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這些內(nèi)能不能自動地再次開動汽車。故C正確；D、核電站是利用原子核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)釋放出大量的核能。故D錯誤；故選：C。【點(diǎn)評】本題是一道基礎(chǔ)題，熟練掌握基礎(chǔ)知識即可正確解題。二．能源（共1小題）2．地球上的液態(tài)水和固體水合計(jì)大約為14億立方千米，其中淡水約占多少（）A．0.25% B．2.5% C．25% D．以上都不對【考點(diǎn)】能源．【專題】應(yīng)用題．【分析】要合理的利用水資源，最主要的是節(jié)約用水和防止水的污染?！窘獯稹拷猓旱厍蛏纤目偭看蠹s有1.4×109km3．但這些水中有97.5%是海水，與我們平常生活關(guān)系最為密切的淡水只有3.5×107km3，占總水量的2.5%。故選：B。【點(diǎn)評】我國是一個水資源比較緊缺的國家，但卻存在著水資源嚴(yán)重浪費(fèi)和水環(huán)境嚴(yán)重污染的現(xiàn)象，節(jié)約用水、保護(hù)水不被污染要從我們身邊的小事做起。三．能源的分類（共4小題）3．（2010?綿陽校級自主招生）電動自行車使用可重復(fù)充電的蓄電池提供動力。試分析電動自行車所消耗的能源屬于①一次能源；②二次能源；③可再生能源；④不可再生能源；⑤常規(guī)能源；⑥新能源。（）A．②③⑤ B．①③⑥ C．②④⑥ D．①④⑤【考點(diǎn)】能源的分類．【專題】應(yīng)用題．【分析】要解答本題需掌握：能源的分類標(biāo)準(zhǔn)不同，所分的類別也不同；所以同一能源可以屬于不同的類別?！窘獯稹拷猓弘娔苁怯梢淮文茉唇?jīng)過加工轉(zhuǎn)換以后得到的能源產(chǎn)品，稱為二次能源；電能用完了，可以再發(fā)電，所以屬于可再生能源；新能源包括太陽能、風(fēng)能、核能、地?zé)崮艿?，所以電能不是新能源，是常?guī)能源。故B、C、D錯誤。故選：A?！军c(diǎn)評】本題主要考查學(xué)生對能源的分類的了解和掌握，是一道基礎(chǔ)題。4．（2017?陜西自主招生）2014年5月21日，中國與俄羅斯簽署了總額高達(dá)4000億美元的天然氣貿(mào)易合同，俄羅斯向中方提供30年的天然氣供應(yīng)。天然氣是不可（選填“可”或“不可”）再生能源。目前城市公共汽車用天然氣取代汽油做燃料是因?yàn)槭褂锰烊粴庀鄬p少了二氧化碳?xì)怏w的排放，可以有效緩解溫室效應(yīng)。通常采用壓縮體積方法使天然氣在常溫下液化。【考點(diǎn)】液化方法及其應(yīng)用；能源的分類．【專題】應(yīng)用題；定性思想；順推法；汽化和液化、升華和凝華；能源的利用與發(fā)展．【分析】（1）能從自然界源源不斷得到或可重復(fù)利用的能源是可再生能，如：太陽能、風(fēng)能等都是可再生能源；不能從自然界源源不斷得到或不能重復(fù)利用的能源是不可再生能；（2）根據(jù)天然氣的性質(zhì)和用途進(jìn)行分析、判斷；（3）氣體液化有兩種方式：降低溫度，壓縮體積?！窘獯稹拷猓禾烊粴獠荒軓淖匀唤缭丛床粩嗟玫?，不能重復(fù)利用因此是不可再生能源；使用天然氣作燃料可以有效減少空氣污染，提高空氣質(zhì)量，可以有效減緩溫室氣體的排放，從而有效緩解溫室效應(yīng)；為節(jié)省空間，方便運(yùn)輸，通常采用壓縮體積的方法使天然氣液化儲存的。故答案為：不可；溫室；壓縮體積。【點(diǎn)評】此題是一道綜合題，考查了能源的分類，天然氣的特點(diǎn)及氣體液化的方法，是一道基礎(chǔ)題。5．（2014?北京校級自主招生）我們今天使用的煤、石油、天然氣，它們屬于不可再生能源。（填“可再生”或“不可再生”）【考點(diǎn)】能源的分類．【專題】能源的利用與發(fā)展．【分析】能夠短時間內(nèi)從自然界源源不斷得到補(bǔ)充的是可再生能源，短時間內(nèi)從自然界得不到補(bǔ)充的是不可再生能源。【解答】解：煤、石油、天然氣等能源隨著使用不斷減少，短時間內(nèi)從自然界得不到補(bǔ)充，因此屬于不可再生能源。故答案為：不可再生。【點(diǎn)評】本題考查了能源的分類，屬于基礎(chǔ)知識的考查，比較簡單。6．能源是人類社會生存和發(fā)展的重要物質(zhì)，在你熟悉的能源中，水能、風(fēng)能、潮汐能屬于可再生能源；煤、石油、天然氣屬于不可再生能源；煤、石油、天然氣屬于一次能源；電能屬于二次能源。【考點(diǎn)】能源的分類．【專題】應(yīng)用題；能源的利用與發(fā)展．【分析】能夠源源不斷的從自然界得到的能源叫可再生能源；短期內(nèi)不能從自然界得到補(bǔ)充的能源叫不可再生能源；從自然界直接獲得不需要加工的能源是一次能源，對一次能源通過加工轉(zhuǎn)化而獲得的能源是二次能源。【解答】解：（1）煤、石油、天然氣、原子能都不能源源不斷地從自然界獲得，它們都是不可再生能源；（2）水能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮?、沼氣、太陽能、脂肪都能從自然界源源不斷獲得，都屬于可再生能源；（3）煤、石油、天然氣、水能、風(fēng)能、潮汐能、太陽能、原子能、地?zé)崮?、沼氣、脂肪都可以直接從自然界獲得而不需要加工轉(zhuǎn)化，它們都屬于一次能源；（4）電能不能從自然界直接獲得，只能通過消耗其它能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換而得到，因此電能是二次能源；故答案為：水能、風(fēng)能、潮汐能；煤、石油、天然氣；煤、石油、天然氣；電能?！军c(diǎn)評】本題考查了能源分類，知道能源分類的方法、知道各種能源的概念即可正確解題。四．新能源（共1小題）7．能源可分為常規(guī)能源和新能源，請指出發(fā)下哪項(xiàng)不屬于新能源（）A．核能 B．太陽能 C．天然氣 D．以上都不對【考點(diǎn)】新能源．【專題】應(yīng)用題．【分析】要解答本題需掌握：常見的常規(guī)能源和新能源有哪些。【解答】解：目前人類利用的主要能源煤、石油、天然氣等燃料屬于常規(guī)能源；剛開始開發(fā)利用的核能、太陽能、潮汐能、地?zé)崮艿葘儆谛履茉矗还蔬x：C?！军c(diǎn)評】此題主要考查新能源和常規(guī)能源的區(qū)別：常規(guī)能源又稱傳統(tǒng)能源。已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛利用的煤炭、石油、天然氣、水能等能源。新能源在新技術(shù)的基礎(chǔ)上系統(tǒng)地開發(fā)利用的可再生能源，如太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮堋淠艿?。五．核能（?小題）8．（2007?蚌埠校級自主招生）關(guān)于核能下列說法正確的是（）A．物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，原子中有原子核，所以利用任何物質(zhì)都能得到核能 B．到目前為止，人類獲得核能有兩種途徑，即重核裂變和輕核聚變 C．原子彈和氫彈都是利用原子核裂變和聚變的原理制成的 D．自然界只有在人為的條件下才會發(fā)生裂變【考點(diǎn)】核能；核聚變；核裂變．【分析】現(xiàn)在人類能夠利用的核能都是最重的核裂變，最輕的核聚變。如原子彈利用的是裂變能，氫彈利用的是聚變能?，F(xiàn)在世界上運(yùn)行的核電站利用的都是裂變能，聚變能核電站還在研究中。自然界除了人為的聚變反應(yīng)外，太陽和許多恒星內(nèi)部都進(jìn)行著大規(guī)模的聚變反應(yīng)，并以光和熱的形式將核能輻射出來?！窘獯稹拷猓篈、目前人們獲得核能的途徑主要是為數(shù)極少的放射性物質(zhì)的裂變和氫的同位素及氦原子的聚變，不是所有的物質(zhì)都能發(fā)生核反應(yīng)的，故A不正確。B、到目前為止，人類獲得核能有兩種途徑，即重核裂變和輕核聚變。故B正確。C、原子彈是利用核裂變原理，氫彈是核聚變。故C不正確。D、人只是控制了核反應(yīng)速度，不是只有人為的條件下才能發(fā)生核裂變。故D不正確。故選：B?！军c(diǎn)評】本題主要考查學(xué)生對：核能的理解和掌握。是中考的熱點(diǎn)。9．據(jù)新聞報(bào)道美國和韓國3月確定在朝鮮半島部署「薩德」戰(zhàn)區(qū)高空防衛(wèi)系統(tǒng)（THAAD），預(yù)計(jì)明年年底運(yùn)作，雖然美、韓稱是反制朝鮮日益加強(qiáng)的核子及導(dǎo)彈威脅，但「項(xiàng)莊舞劍，意在沛公」，對中國帶來的實(shí)際威脅，遠(yuǎn)大于近日紛紛擾擾的南海仲裁案。由于薩德的雷達(dá)偵測范圍遠(yuǎn)達(dá)2000公里，覆蓋中國東北、華北、華東、甚至華南大部分地區(qū)可以說中國境內(nèi)的所有軍事活動及部署都逃不了薩德的監(jiān)控。下列關(guān)于薩德的說法錯誤的是（）A．薩德反導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)射的核導(dǎo)彈是利用大量內(nèi)能的爆發(fā)來造成毀滅性的傷害 B．薩德反導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)射的導(dǎo)彈在向上飛行的過程中機(jī)械能的總量保持不變 C．薩德反導(dǎo)系統(tǒng)的監(jiān)控雷達(dá)和發(fā)射車之間的聯(lián)系是靠電磁波 D．薩德反導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)射的導(dǎo)彈在飛行時做勻速直線運(yùn)動【考點(diǎn)】勻速直線運(yùn)動；電磁波的傳播與應(yīng)用；機(jī)械能的概念；核能．【專題】應(yīng)用題；社會熱點(diǎn)綜合題．【分析】（1）原子核在發(fā)生變化時，會釋放出巨大的內(nèi)能；（2）從影響機(jī)械能大小的因素來分析飛船機(jī)械能的變化；（3）雷達(dá)是利用電磁波來測定物體位置的無線電設(shè)備；（4）物體受到平衡力作用時處于平衡狀態(tài)，受非平衡力作用時，處于非平衡狀態(tài)。【解答】解：A、原子核在發(fā)生變化時，會釋放出巨大的內(nèi)能，所以核導(dǎo)彈是利用大量內(nèi)能的爆發(fā)來造成毀滅性的傷害的，故A正確；B、導(dǎo)彈在加速升空的過程中，速度增大，動能增大，高度增大，重力勢能也在增大，故機(jī)械能的總量在增大，故B錯誤；C、雷達(dá)是利用電磁波來測定物體位置的無線電設(shè)備，故C正確；D、導(dǎo)彈在發(fā)射過程中，受力不平衡，故做的不是勻速直線運(yùn)動，故D錯誤。故選：BD?！军c(diǎn)評】本題考查了多個知識點(diǎn)，大都是基本內(nèi)容，細(xì)心分析每個選項(xiàng)得出答案是不難的。10．原子核發(fā)生改變時有時會釋放能量。有兩種途徑可以大量獲得核能，即重核裂變和輕核聚變。其中輕核聚變還不能進(jìn)行人工控制，因此還不能用來發(fā)電?！究键c(diǎn)】核能．【專題】應(yīng)用題．【分析】解答本題應(yīng)掌握核反應(yīng)的兩種方式：重核裂變和輕核聚變?！窘獯稹拷猓?938年，物理學(xué)家用中子轟擊鈾，使鈾這種重原子核分裂成兩塊中等質(zhì)量的原子核，同時放出大量的能量，這種原子核反應(yīng)叫做重核裂變，核裂變是目前利用核能的主要形式。后來，物理學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了輕核在一定條件下能聚合成質(zhì)量較大的核，同時也能放出大量的能量，這種反應(yīng)稱為輕核聚變。兩種核反應(yīng)都可產(chǎn)生很大的能量；人類和平使用核能的核電站是利用重核裂變，目前人類還沒有掌握和平使用輕核聚變產(chǎn)生能量的技術(shù)。故本題答案為：重核裂變；輕核聚變；輕核聚變?！军c(diǎn)評】本題考查了獲取核能的兩種方式和人類利用核能的方式，是識記內(nèi)容。六．核電站發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化（共3小題）11．（2011?蚌山區(qū)校級自主招生）日本福島核電站發(fā)生核泄漏危機(jī)引起世界對安全利用核能的關(guān)注。下列關(guān)于核能的說法正確的是（）A．只有裂變才能釋放出核能 B．裂變和聚變都能釋放出核能 C．核能和電能都是二次能源 D．核能和風(fēng)能都是可再生能源【考點(diǎn)】能源的分類；核電站發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化．【專題】應(yīng)用題．【分析】核聚變和裂變都能釋放能量，但聚變不容易控制，所以核電站是利用核裂變來發(fā)電，核能是一種不可再生能源。核反應(yīng)堆工作時會放出能量，也會產(chǎn)生射線，會對人和其他生物造成傷害。核能直接取自于地殼中的核物質(zhì)，是一次能源。【解答】解：由于核裂變和聚變都能釋放核能，故A錯誤，B正確；C、核能是一次能源，故該選項(xiàng)錯誤；D、對于風(fēng)能來說是可再生能源，但核能不是可再生能源，故該選項(xiàng)也是錯誤的。故選：B。【點(diǎn)評】理解核電站的工作方式和核能的來源是解決該題的關(guān)鍵。12．目前，由于能源緊張，全國各地正在積極開發(fā)和利用新能源，如核電站和風(fēng)力發(fā)電。其中核電站是利用原子核發(fā)生裂變（填“裂變”或“聚變”）來發(fā)電的，風(fēng)能屬于可再生（填“可再生”或“不可再生”）能源?！究键c(diǎn)】能源的分類；核電站發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化．【專題】能源的利用與發(fā)展．【分析】（1）核電站是利用核裂變的方式發(fā)電的；（2）像太陽能、風(fēng)能、水能以及動、植物等這類可以長期提供或可以重復(fù)再生的能源屬于可再生能源，煤、石油、天然氣短時間內(nèi)不可以再生的能源都屬于不可再生能源?！窘獯稹拷猓海?）核能發(fā)電是利用鈾原子核裂變時放出的核能來發(fā)電的。（2）風(fēng)能可重復(fù)利用，且能從自然界源源不斷地得到，故屬可再生能源。故答案為：裂變；可再生?！军c(diǎn)評】本題考查了學(xué)生對核能利用的兩種方式的判斷及對風(fēng)能等能源分類的判斷，屬于基礎(chǔ)性的知識。13．我國已經(jīng)建成了兩座核電站。在那里，電能是由核裂變時釋放的核（原子）能轉(zhuǎn)化來的，電能是從發(fā)電機(jī)中得到的?！究键c(diǎn)】核電站發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化．【專題】應(yīng)用題．【分析】（1）核電站是利用可控的核裂變來提供能量進(jìn)行工作的；（2）在核電站中，核能最終轉(zhuǎn)化為了電能；（3）電能是通過發(fā)電機(jī)最終獲得的?！窘獯稹拷猓海?）在核電站中，核燃料進(jìn)行的是可控的核裂變；（2）在核裂變時，核能（原子能）通過一系列轉(zhuǎn)化，最終轉(zhuǎn)化為電能；（3）電能最后是由發(fā)電機(jī)中得到的。故答案為：裂；核（原子）；發(fā)電。【點(diǎn)評】了解核電站的工作過程，知道核電站是通過核裂變將核能釋放出來，經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)化，最終變成了電能，是我們順利解決此題的關(guān)鍵。七．核聚變（共2小題）14．（2011?南充自主招生）《不擴(kuò)散核武器條約》締約國第八次審議大會在紐約聯(lián)合國總部召開，消除核武器與和平利用核能成為參會國討論的焦點(diǎn)。關(guān)于原子彈與核電站的敘述正確的是（）A．原子彈對聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，核電站控制裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速率 B．原子彈對聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，核電站控制聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速率 C．原子彈對裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，核電站控制裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速率 D．原子彈對裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，核電站控制聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速率【考點(diǎn)】核聚變；核裂變．【專題】應(yīng)用題．【分析】核能分為裂變和聚變兩種，裂變分為兩種：可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和不可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，前者主要應(yīng)用在核反應(yīng)堆中，后者應(yīng)用在原子彈中；聚變主要應(yīng)用在氫彈上?！窘獯稹拷猓涸訌椉昂穗娬径际抢昧嗽雍说牧炎冡尫拍芰?，只不過原子彈對于裂變的速度不加控制，而核電站是控制裂變的速度讓能量得以緩慢釋放。故選：C?！军c(diǎn)評】本題考查原子彈及核電站的性質(zhì)，應(yīng)記住原子彈和核電站均利用了原子核的聚變，只有氫彈是利用了核聚變。15．（2008?江蘇自主招生）人工釋放原子能的方法是：一是重核發(fā)生裂變；二是輕核發(fā)生聚變?！究键c(diǎn)】核聚變；核裂變．【專題】應(yīng)用題．【分析】核裂變是較重的原子核裂變成較輕的原子核的一種核反應(yīng)，核聚變是較輕的原子核結(jié)合成較重的原子核的一種核反應(yīng)?！窘獯稹拷猓狠^重的原子核裂變成較輕的原子核的一種核反應(yīng)，是核裂變，較輕的原子核結(jié)合成較重的原子核的一種核反應(yīng)，是核聚變。故答案為：裂變、聚變?！军c(diǎn)評】本題考查了核裂變與核聚變的區(qū)別。八．核裂變（共3小題）16．核能發(fā)電廠內(nèi)的核反應(yīng)堆里發(fā)生的是（）A．核聚變 B．核裂變 C．可控核裂變 D．以上都不對【考點(diǎn)】核聚變；核裂變．【專題】應(yīng)用題．【分析】核裂變是較重的原子核裂變成較輕的原子核的一種核反應(yīng)，核聚變是較輕的原子核結(jié)合成較重的原子核的一種核反應(yīng)。太陽內(nèi)部為核聚變，而核電站應(yīng)用了重核的裂變?！窘獯稹拷猓汉嗽诹炎兒途圩儠r都能釋放能量，但是由于核聚變不容易控制，故核能發(fā)電廠內(nèi)的核反應(yīng)堆里發(fā)生的是可控的核裂變。故選：C?！军c(diǎn)評】本題考查核電站的原理：人工控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，即通過核裂變釋放能量發(fā)電的。17．能源問題是人類社會面臨的主要問題之一，而適度發(fā)展核電是解決能源問題的途徑之一。就目前的技術(shù)水平來看。所有核電站都是利用重核的裂變反應(yīng)將核能轉(zhuǎn)化為電能的，其技術(shù)關(guān)鍵是控制核反應(yīng)的速度，在核電系統(tǒng)中具有這一功能的裝置是核反應(yīng)堆?！究键c(diǎn)】核裂變．【專題】應(yīng)用題．【分析】（1）核能的產(chǎn)生有核裂變和核聚變兩種方式，核電站就是利用核裂變時釋放能量來工作的；（2）人類和平利用的核能產(chǎn)生方式是核裂變，可控制的核裂變是在核反應(yīng)堆中進(jìn)行的。【解答】解：核電站發(fā)電是利用鈾原子核裂變時放出的核能來發(fā)電的；核反應(yīng)堆是人類和一用核能的核裂變裝置。故意答案為：裂變；核反應(yīng)堆?！军c(diǎn)評】本題考查學(xué)生對核電站的認(rèn)識。核能是一種相對較為清潔的能源，而且用料省、運(yùn)輸方便。18．（2011?綿陽校級自主招生）北京時間3月11日13時46分，日本東北地區(qū)宮城縣北部發(fā)生里氏9.0級強(qiáng)震并爆發(fā)海嘯，導(dǎo)致日本福島核電站發(fā)生5級核泄漏事故。原子彈和核電站都是利用鏈?zhǔn)椒磻?yīng)釋放核能，兩者的本質(zhì)區(qū)別是：原子彈爆炸時發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是不加控制的，核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可以控制的。【考點(diǎn)】核裂變．【專題】能源的利用與發(fā)展．【分析】如果原子核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)在可控制的核反應(yīng)堆中進(jìn)行，就可和平利用核能發(fā)電，若不加控制，就會發(fā)生原子彈爆炸。【解答】解：原子彈是核裂變不加控制，在極短的時間內(nèi)釋放出巨大的能量的武器；而核電站的核反應(yīng)堆中，用人工控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，屬于和平利用核能。故答案為：不加控制的；可以控制的。【點(diǎn)評】本題考查了原子彈的原理和核電站的原理的區(qū)別：是否人工控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度。九．太陽能的利用（共2小題）19．（2010?武平縣校級自主招生）目前人們直接利用太陽能的方式有兩種：其一如太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；其二如太陽能電池，是把太陽能轉(zhuǎn)化為電能?！究键c(diǎn)】太陽能的利用．【專題】應(yīng)用題；能源的利用與發(fā)展．【分析】太陽能是新型能源，當(dāng)今社會使用非常廣泛，根據(jù)太陽能使用的兩種方式并結(jié)合生活實(shí)際可解決此題。【解答】解：目前人們直接利用太陽能的方式有兩種：其一是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，其二是把太陽能轉(zhuǎn)化為電能。太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，太陽能電池是把太陽能轉(zhuǎn)化為電能。故答案為：內(nèi)；電。【點(diǎn)評】太陽能在生活中的廣泛應(yīng)用有利于我們節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境。同時，通過此題告訴我們，學(xué)好物理就要多留心生活，多觀察事物。20．（2004?鏡湖區(qū)校級自主招生）1996年清華大學(xué)和香港大學(xué)的學(xué)生合作研制了一輛太陽能汽車。車上電池的太陽能接收板的面積是8m2，它正對太陽時電池能夠產(chǎn)生120V的電壓，并對車上電動機(jī)提供10A的電流。電動機(jī)的直流電阻為4Ω，而太陽光照射到地面時單位面積上的輻射功率為1.0×103W/m2．求：（1）該車的太陽能電池的效率是多少？電動機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是多少？（2）若太陽輻射的總功率為3.9×1.026W，且太陽光在穿過太空及地球大氣層到達(dá)地面的途中有28%的能量損耗，還知道半徑為R的球面面積為S＝4πR2．請根據(jù)這些資料計(jì)算太陽到地球的距離?！究键c(diǎn)】電功率的計(jì)算；太陽能的利用．【專題】應(yīng)用題．【分析】（1）先根據(jù)太陽光照射到地面時單位面積上的輻射功率為1.0×103w/m2．太陽能電池接收板的面積是8m2，求出太陽能接收的功率；已知電池能夠產(chǎn)生120V的電壓，對車上電動機(jī)提供10A的電流，根據(jù)P＝UI可求出輸出功率；然后求出效率。（2）已知電動機(jī)線圈的直流電阻是4Ω，電流是10A，根據(jù)P＝I2R可求出發(fā)熱功率，用輸出功率減去發(fā)熱功率就是機(jī)械功率，然后求出電動機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率。（3）知道太陽輻射的總功率，和太陽光在穿過太空及地球大氣層到達(dá)地面的途中有28%的能量損耗，可求到達(dá)地面時的輻射功率，求出單位面積上的輻射功率，據(jù)此求出L大小。【解答】解：（1）太陽能接收的功率：P1＝1.0×103w/m2×8m2＝8×103W；輸出功率為：P2＝UI＝120V×10A＝1200W；太陽能電池的效率是：η=P2（2）電動機(jī)線圈的發(fā)熱功率：P3＝I2R＝（10A）2×4Ω＝400W，P機(jī)械＝P2﹣P3＝1200W﹣400W＝800W，電動機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率：η′=P機(jī)械（3）設(shè)太陽到地球的距離為R，以太陽為球心，以R為半徑的面積：S＝4πR2太陽的輻射總功率和太陽能電池集光板的面積分別為P0和S’，則有P0＝3.9×1026W，S’＝8米2單位面積上的輻射功率：P1R≈1.5×1011（米）答：該車的太陽能電池的效率是15%；電動機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是66.67%。太陽到地球的距離。太陽到地球的距離1.5×1011（米）?！军c(diǎn)評】本題考查了學(xué)生對效率公式（有用功率和總功率的比值）的掌握和運(yùn)用，利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題要求靈活選用公式。一十．太陽能的轉(zhuǎn)化（共3小題）21．（2014?寧波自主招生）下列關(guān)于水的天然循環(huán)的說法中正確的是（）①水在天然循環(huán)過程中實(shí)現(xiàn)了水的自身凈化②水的天然循環(huán)是通過水的三態(tài)變化實(shí)現(xiàn)的③太陽為水的天然提供了能量④水的天然循環(huán)完成了水資源的重新分配。A．①③ B．①② C．③④ D．①②③④【考點(diǎn)】水的三態(tài)變化；太陽能的轉(zhuǎn)化．【專題】應(yīng)用題．【分析】水的天然循環(huán)一般包括降水、徑流、蒸發(fā)三個階段。降水包括雨、雪、霧、雹等形式；徑流是指沿地面和地下動著的水流，包括地表徑流和地下徑流；蒸發(fā)包括水面蒸發(fā)、植物蒸騰、土壤蒸發(fā)等。水在天然循環(huán)過程中實(shí)現(xiàn)了水的自身凈化?！窘獯稹拷猓合铝嘘P(guān)于水的天然循環(huán)的說法中：①水在天然循環(huán)過程中實(shí)現(xiàn)了水的自身凈化；②水的天然循環(huán)是通過水的三態(tài)變化實(shí)現(xiàn)的；③太陽為水的天然循環(huán)提供了能量；④水的天然循環(huán)完成了水資源的重新分配；都正確。故選：D。【點(diǎn)評】本題考查水的天然循環(huán)，水在天然循環(huán)過程中實(shí)現(xiàn)了水的自身凈化，水的天然循環(huán)完成了水資源的重新分配。22．（2011?鄂州自主招生）太陽光可認(rèn)為是由一份一份的光子組成。光子不僅具有能量，還有動量。光照射到某個面上就會產(chǎn)生壓力。有人設(shè)想在火星探測器上安裝面積很大的薄膜，正對著太陽光，靠太陽光在薄膜上產(chǎn)生的壓力推動探測器在太空中前進(jìn)，推力越大，探測器獲得的加速度越大。第一次安裝的是反射率極高的薄膜，第二次安裝的是吸收率極高的薄膜，那么（）A．安裝反射率極高的薄膜，探測器獲得的加速度大 B．安裝吸收率極高的薄膜，探測器獲得的加速度大 C．兩種情況下，由于探測器的質(zhì)量一樣，探測器獲得的加速度大小應(yīng)相同 D．兩種情況下，探測器獲得的加速度大小無法比較【考點(diǎn)】太陽能的利用；太陽能的轉(zhuǎn)化．【專題】應(yīng)用題．【分析】光對被照射物體單位面積上所施加的壓力叫光壓。也稱為輻射壓強(qiáng)。當(dāng)物體完全吸收正入射的光輻射時，光壓等于光波的能量密度；若物體是完全反射體，則光壓等于光波能量密度的2倍。【解答】解：安裝反射率極高的薄膜，光壓約等于光波能量密度的2倍。安裝吸收率極高的薄膜時，光壓約等于光波的能量密度。因此可以看出，安裝發(fā)射率極高的薄膜，探測器獲得的光壓大，推力大，探測器獲得的加速度就越大。故選：A?！军c(diǎn)評】此題考查的知識點(diǎn)有兩個：①光壓的定義；②光壓的大小受到光的反射率和吸收率大小的影響。23．（2019?江西自主招生）如圖所示，是太陽能路燈照明系統(tǒng)。它的工作原理是使太陽能轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池內(nèi)，供路燈發(fā)光。這個過程中能量發(fā)生轉(zhuǎn)化的流程：太陽能→電能→化學(xué)能→電能→光能。【考點(diǎn)】太陽能的轉(zhuǎn)化．【專題】應(yīng)用題；定性思想；推理法；能源的利用與發(fā)展；應(yīng)用能力．【分析】可以根據(jù)能量能否重新利用及其能量的轉(zhuǎn)化過程方面進(jìn)行分析、考慮，從而得出正確的結(jié)論?！窘獯稹拷猓禾柲苁强梢灾貜?fù)利用的能源。多余的能量儲存在蓄電池內(nèi)，則是轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，夜晚供交通指示燈及照明燈發(fā)光，則是由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電能轉(zhuǎn)化為光能。故答案為：化學(xué)能；電能?！军c(diǎn)評】解答本題的關(guān)鍵是要充分理解太陽能的特點(diǎn)及其能量之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，只有這樣才能對問題做出正確的判斷。一十一．太陽能熱水器中的熱量計(jì)算（共10小題）24．（2020?昆山市自主招生）某太陽能熱水器內(nèi)裝有質(zhì)量為200kg，溫度為20℃的水，在陽光照射一段時間后，水溫升高到80℃。如果用熱效率為40%的燃?xì)庠钊紵烊粴鈦砑訜嵬瑯佣嗟乃?，使水升高到同樣的溫度，需要燃?m3的天然氣。（已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），天然氣的熱值是4.2×107J/m3）【考點(diǎn)】熱機(jī)的效率；太陽能熱水器中的熱量計(jì)算．【專題】比熱容、熱機(jī)、熱值；分析、綜合能力．【分析】根據(jù)比熱容公式的推導(dǎo)公式Q＝cm（t﹣t0）計(jì)算水吸收的熱量；根據(jù)燃?xì)庠畹臒嵝剩?jì)算天然氣放出的熱量；根據(jù)熱值公式的推導(dǎo)式V=Q【解答】解：水吸收的熱量為：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×200kg×（80℃﹣20℃）＝5.04×107J；天然氣放出的熱量為：Q放=Q吸40%=5.04×10需要燃燒的天然氣體積為：V天然氣=Q放q故答案為：3?！军c(diǎn)評】這道題主要考查比熱容公式和熱值公式的使用，屬于中檔難度題。25．（2010?思明區(qū)校級自主招生）太陽能路燈的燈桿頂端是太陽能電池板，它能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并向燈桿下方的蓄電池充電，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，供夜晚路燈照明。若在一定時間內(nèi)，太陽光輻射到該太陽能電池板的能量為2.7×107J，這與完全燃燒0.9kg的煤放出的熱量相當(dāng)；這些能量經(jīng)轉(zhuǎn)化后，可供功率為35W的路燈工作60h，那么該太陽能路燈的能量轉(zhuǎn)化效率是28%（煤的熱值為3.0×107J/kg）?！究键c(diǎn)】太陽能熱水器中的熱量計(jì)算．【專題】應(yīng)用題．【分析】（1）蓄電池的充電過程，消耗電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，并將化學(xué)能儲存在蓄電池內(nèi)；用電過程是把蓄電池內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；（2）知道煤的熱值q和煤完全燃燒放出的熱量（吸收的太陽能），利用Q放＝mq求需要完全燃燒煤的質(zhì)量；（3）知道路燈的電功率和用電時間，利用P=W【解答】解：（1）蓄電池充電是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來；（2）∵由題知，Q放＝mq＝2.7×107J，∴需要完全燃燒煤的質(zhì)量：m=2.7×10（3）使用太陽能路燈的有用能量：W電＝Pt＝35W×60×3600s＝7.56×106J，太陽光輻射到該太陽能電池板的能量（總能量）W總＝2.7×107J，該太陽能路燈的能量轉(zhuǎn)化效率：η=W=7.56×＝28%。故答案為：化學(xué)，0.9，28?！军c(diǎn)評】本題考查了燃料完全燃燒放出熱量的計(jì)算、消耗電能的計(jì)算、效率的計(jì)算，涉及到新開發(fā)的太陽能路燈使用時的能量轉(zhuǎn)化，靈活運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題，有意義！26．（2017?市南區(qū)校級自主招生）為了倡導(dǎo)低碳生活，太陽能熱水器被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生活。如表提供的是一裝滿初溫為10℃水的太陽能熱水器在太陽照射下的相關(guān)信息：太陽照射時間/h太陽能轉(zhuǎn)換為水的內(nèi)能的效率熱水器最大水容量/L1060%100水升高的溫度/℃水的比熱容/[J?（kg?℃）﹣1]水的密度/kg?m﹣3604.2×1031.0×103根據(jù)上表信息，求：（1）熱水器中的水吸收的熱量是多少。（2）此次熱水器接收的太陽能為多少。【考點(diǎn)】太陽能熱水器中的熱量計(jì)算．【專題】計(jì)算題；信息給予題；能源的利用與發(fā)展．【分析】（1）由表格數(shù)據(jù)可求得水的質(zhì)量，已知水升高的溫度，根據(jù)Q吸＝cm△t求出水吸收的熱量；（2）由表格數(shù)據(jù)可知太陽能轉(zhuǎn)換為水的內(nèi)能的效率，根據(jù)η=QE【解答】解：（1）由ρ=mm＝ρV＝1.0×103kg/m3×100×10﹣3m3＝100kg，根據(jù)上表信息信息可知，水溫度升高了60℃，水吸收的熱量：Q＝Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×100kg×60℃＝2.52×107J；（2）太陽能轉(zhuǎn)換為水的內(nèi)能的效率為60%，由η=QEE=Qη=2.52×107答：（1）熱水器中的水吸收的熱量是2.52×107J；（2）此次熱水器接收的太陽能約為4.2×107J?！军c(diǎn)評】本題考查了吸熱公式和效率公式的應(yīng)用，從表格中獲取有用的信息是關(guān)鍵，難易程度適中。27．（2014?寧波自主招生）科學(xué)探究小組為了估算一天時間（T）內(nèi)到達(dá)地球的太陽輻射能量的最大值，有關(guān)同學(xué)利用夏季晴天的某個正午測量了某一太陽能熱水器的工作狀況。讓陽光直射集熱器的受光平面（該面積為S），經(jīng)過時間t，有質(zhì)量為m的水，其溫度從t1上升到了t2，已知水的比熱容為c，該太陽能熱水器的效率為η。（1）據(jù)此可估算單位時間內(nèi)垂直到達(dá)地球單位面積上的太陽輻射能量E＝cm(t2（2）將地球看作半徑為R的球體，其表面積等于4πR2。根據(jù)以上情況，估計(jì)一天時間內(nèi)到達(dá)地球的太陽輻射能量的最大值等于8.64×104【考點(diǎn)】太陽能熱水器中的熱量計(jì)算．【專題】比熱容、熱機(jī)、熱值；應(yīng)用能力．【分析】地球受太陽直射的面積并不是受照射的球面，而是以地球半徑為半徑的圓面（不考慮地球?yàn)榉钦蝮w和由于大氣折射造成的影響）。一天內(nèi)到達(dá)地球的太陽輻射能量的最大值為單位時間內(nèi)垂直到達(dá)地球單位面積上的太陽輻射能量乘以光照面積和照射時間?！窘獯稹拷猓海?）水吸收的熱量為：Q吸＝cm（t2﹣t1），太陽能熱水器吸收的熱量為：E總=Q單位時間內(nèi)垂直到達(dá)地球單位面積上的太陽輻射能量為：E=E（2）照射時間為一天，t1＝3600s×24＝8.64×104s，光照面積為以地球半徑為半徑的圓面，即πR2，一天時間內(nèi)到達(dá)地球的太陽輻射能量的最大值為：E大＝E×t1×πR2=cm(t2-t1)Stη×8.64故答案為：（1）cm(t2-t1【點(diǎn)評】此題主要考查了熱量的計(jì)算、熱機(jī)的效率，解題關(guān)鍵是清楚地球受太陽直射的面積并不是受照射的球面，而是以地球半徑為半徑的圓面。28．如圖所示是利用太陽能加熱水的簡易裝置。水箱的四壁和底部均用絕熱材料制成，箱頂裝有吸熱板，其面積為1m2，水箱內(nèi)裝有質(zhì)量為50kg的水。地球表面接受的太陽輻射熱為1.0×103J/（s?m2），若水箱里的水能吸收太陽輻射熱的30%，那么經(jīng)過4h后，箱內(nèi)水溫升高多少℃？至少可以節(jié)約天然氣的體積是多少？[水的比熱容4.2×103J/（kg．℃）天然氣熱值q＝8.4×107J/m3）]?！究键c(diǎn)】太陽能熱水器中的熱量計(jì)算．【專題】應(yīng)用題；能源的利用與發(fā)展．【分析】先求出4h簡易太陽曬水箱吸收的太陽輻射熱，又知道水箱里的水能吸收太陽輻射熱的30%，知道水的質(zhì)量和比熱容，利用Q吸＝cm△t求水的溫度升高值；根據(jù)Q＝Vq求出天然氣的體積?！窘獯稹拷猓阂阎厍虮砻娼邮艿奶栞椛錈釣?.0×103J/（s?m2），1m2吸熱板4h接受的熱量為：Q＝1.0×103J/（s?m2）×1m2×4×3600s＝1.44×107J；由題意可知，水箱里的水吸收的熱量為：Q吸＝Qη＝1.44×107J×30%＝4.32×106J；因?yàn)镼吸＝cm△t，所以水箱中水升高的溫度為：△t=Q吸若用天然氣對水加熱，天然氣完全燃燒至少放出的熱量：Q放＝Q吸，由Q放＝Vq可得，至少節(jié)約天然氣的體積為：V=Q放q答：水箱中水升高的溫度為20.6℃；節(jié)約天然氣的體積為0.05m3?！军c(diǎn)評】吸收熱量的計(jì)算屬于基礎(chǔ)知識，但結(jié)合晴天時垂直于陽光的表面接收到的熱輻射和太陽能熱水器的效率計(jì)算所需時間，增加了理解的難度，要細(xì)心解答。29．（2017?寧波自主招生）（1）目前風(fēng)力取代燃油與煤礦等常規(guī)能源作為發(fā)電的能源已經(jīng)成為共識。下圖是位于寧波白巖山的風(fēng)力發(fā)電場景。一般認(rèn)為風(fēng)越強(qiáng)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)中風(fēng)車的葉片轉(zhuǎn)動得越快，產(chǎn)生的電能越多。但是在真實(shí)的環(huán)境中，它的運(yùn)作有如下特點(diǎn)：當(dāng)風(fēng)速達(dá)到V1的時候，葉片開始轉(zhuǎn)動；當(dāng)風(fēng)速是V2的時候，所產(chǎn)生的電能達(dá)到最大值W；基于安全考慮，當(dāng)風(fēng)速大于V2的時候，葉片的轉(zhuǎn)動不會加快，當(dāng)風(fēng)速增大到V3的時候，葉片會停止轉(zhuǎn)動。在下列風(fēng)速與電能的關(guān)系圖中，能滿足上述運(yùn)作特點(diǎn)的是。（2）如圖①所示，太陽能熱水器主要由兩部分構(gòu)成：一部分是有多根玻璃吸熱管組成的集熱器，每根吸熱管由雙層玻璃管組成；另一部分是保溫儲水箱，下部與玻璃吸熱管相通。如圖②所示是玻璃吸熱管的工作原理圖，其內(nèi)表面涂了一層吸熱材料。當(dāng)太陽光入射到吸熱層上時，能把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。向光一側(cè)的水被加熱后密度變小而向上運(yùn)動；背光一側(cè)的水由于溫度低密度大而向下運(yùn)動，形成冷熱水循環(huán)，使整箱水溫度升高。請回答以下問題：①玻璃吸熱管的內(nèi)表面涂了一層吸熱材料，它的顏色應(yīng)為黑色（填“黑色”或“白色”）。②玻璃吸熱管具有吸熱、保溫作用。③某品牌太陽能熱水器集熱面積為S＝2m2，它能將照射到吸熱管上的太陽能的50%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，某地區(qū)太陽能輻射到地面每平方米的平均功率P＝1.4×103W。請計(jì)算：該地區(qū)將100kg初溫為20℃的水加熱到60℃需多少時間？[已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）]【考點(diǎn)】太陽能熱水器中的熱量計(jì)算．【專題】比熱容、熱機(jī)、熱值；分析、綜合能力．【分析】（1）根據(jù)真實(shí)環(huán)境中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的四個運(yùn)作條件進(jìn)行分析；（2）①黑色物體吸收各種色光，玻璃吸熱管的內(nèi)表面涂了一層黑色的吸熱材料，吸收太陽輻射熱，傳遞給水，水吸熱溫度升高；②玻璃是熱的不良導(dǎo)體，起到保溫的作用；③知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q吸＝cm△t求水吸收的熱量；根據(jù)題意可求每秒水吸收的熱量，又知道水吸收的熱量，求需要的加熱時間?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)真實(shí)環(huán)境中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的四個運(yùn)作條件：①當(dāng)風(fēng)速達(dá)到v1的時候，葉片開始轉(zhuǎn)動；②當(dāng)風(fēng)速是v2的時候，所產(chǎn)生的電力（W）會達(dá)到最大；③基于安全的理由，當(dāng)風(fēng)速大過v2的時候，葉片的轉(zhuǎn)動速度不會增加；④當(dāng)風(fēng)速達(dá)到v3的時候，葉片會停止轉(zhuǎn)動；可知B圖正確；（2）①黑色物體吸收各種色光，即吸收太陽光能力強(qiáng)，能更有效的利用太陽能，故玻璃吸熱管內(nèi)表面涂成黑色；②玻璃吸熱管的內(nèi)表面涂了一層黑色的吸熱材料，能夠吸收太陽輻射熱，而玻璃是熱的不良導(dǎo)體，起到保溫的作用，故玻璃吸熱管具有吸熱、保溫的作用；③水吸收的熱量：Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（60℃﹣20℃）＝1.68×107J熱水器每秒水吸收的熱量：Q吸′＝Pst×40%＝1.4×103W/（s?m2）×2m2×1s×50%＝1.4×103J，則加熱時間：t=1.68×107J故答案為：（1）B；（2）①黑色；②吸熱；保溫；③將100kg初溫為20℃的水加熱到60℃需3.3h。【點(diǎn)評】本題考查了學(xué)生對物體的顏色、熱量的計(jì)算和能量的轉(zhuǎn)化的運(yùn)用，要學(xué)會審題，從復(fù)雜的題干中搜集有用信息。計(jì)算時注意溫度升高了（△t）、升高（△t）和升高到（末溫）的區(qū)別。30．（2012?成都校級自主招生）經(jīng)驗(yàn)表明，自制家用太陽能熱水器的效率，在夏天時可達(dá)所接收的天陽能總量的50%；已知在地球表面，晴天時對垂直于陽光的表面接收到的熱輻射為8×104J/（min?m2），太陽能熱水器的水箱內(nèi)裝水60kg，玻璃蓋面積為0.84m2，并隨時調(diào)整水箱位置使陽光總能垂直射入玻璃蓋，計(jì)算：（1）曬水4h后水溫升高多少？（2）若要用干木材將同樣多的水升高相同的問題，至少需要干木材多少千克？（不考慮熱損失，干木材的熱值q＝1.2×107J/kg）【考點(diǎn)】太陽能熱水器中的熱量計(jì)算．【專題】能源的利用與發(fā)展．【分析】（1）先算出太陽能熱水器4h接收的太陽輻射能，再根據(jù)熱量公式和效率公式就可求出這臺熱水器4h能將質(zhì)量為50kg的水升高多少度；（2）利用Q＝mq求出需要的木材質(zhì)量?！窘獯稹拷猓海?）太陽能熱水器4h接收的太陽輻射能為：Q＝8×104J/（min?m2）×0.84m2×4×60min＝1.6128×107J，由η=QQ吸＝Qη＝1.6128×107J×50%＝8.064×106J；由于Q吸＝cm△t，則水箱中60kg水的溫度能升高的溫度：△t=Q吸（2）根據(jù)Q＝mq得需要的木材質(zhì)量為：m=Q答：（1）曬4h后水的溫度能升高32℃；（2）至少需要干木材0.672kg。【點(diǎn)評】本題主要考查了太陽能中熱量的計(jì)算及其對太陽能源的認(rèn)識。31．（2011?武侯區(qū)校級自主招生）用一個底面積是500cm2、高不小于2cm的圓柱形容器，內(nèi)裝水1kg，可用來估測射到地面上的太陽能。在日光垂直照射5min后，水溫升高了2.5℃．試估算在日光直射下地球表面每平方米每秒鐘獲得的熱量。（忽略容器吸收的和散失到周圍的熱量）【考點(diǎn)】太陽能熱水器中的熱量計(jì)算．【專題】計(jì)算題．【分析】已知水的比熱c、水的質(zhì)量m和水升高的溫度△t．根據(jù)公式Q吸＝cm△t可以計(jì)算出水吸收的熱量。然后用水吸收的熱量比上容器的底面積S和照射時間t可以計(jì)算出每平方米每秒鐘獲得的太陽光的熱量Q＝Q吸/St?！窘獯稹拷猓喝萜骼锼盏臒崃繛椋篞吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×2.5℃＝1.05×104J容器的面積S＝500cm2＝5×10﹣2m2，照射時間t＝5min＝300s在日光直射下地球表面每平方米每秒鐘獲得的熱量為Q=Q吸St=1.05×104J5×10-2答：在日光直射下地球表面每平方米每秒鐘獲得的熱量為7×102J/m2?s?！军c(diǎn)評】此題考查的知識點(diǎn)有兩個：一是水吸收熱量的計(jì)算Q吸＝cm△t；二是計(jì)算過程中的單位換算要十分注意。32．（2008?南充自主招生）下表是某電輔式太陽能熱水器的部分參數(shù)。保溫桶容積（L）150采光面積（m2）2.5水溫（℃）夏天45﹣90冬天40﹣60電熱管220V，2000W夏天用溫度為20℃的水將保溫桶充滿，假設(shè)熱水器接受到的太陽能有50%被水吸收，在最好的日光照射下，C水＝4.2×103J/（kg?℃），試求：（1）當(dāng)水溫恰好達(dá)到最高時，需要多少太陽能？（2）若夜間無陽光照射時，用電熱管加熱，達(dá)到同樣的要求，在電熱管不計(jì)熱量損失的情況下，需要加熱多長時間？【考點(diǎn)】密度公式的應(yīng)用；電功計(jì)算公式的應(yīng)用；太陽能熱水器中的熱量計(jì)算．【專題】計(jì)算題；功和能綜合題．【分析】（1）根據(jù)ρ=mV求出水的質(zhì)量，根據(jù)Q＝cm（t﹣t（2）根據(jù)W＝Q＝Pt求出加熱時間?！窘獯稹拷猓海?）∵ρ=∴水的質(zhì)量：m＝ρV＝1×103kg/m3×150×10﹣3m3＝150kg，水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×150kg×（90℃﹣20℃）＝4.41×107J，需要的太陽能：Q=Q吸50%=4.41×10（2）∵W＝Q吸＝Pt∴加熱的時間：t=WP=Q吸P答：（1）需要的太陽能為8.82×107J；（2）需要加熱的時間為2.205×104s?！军c(diǎn)評】此題主要考查的是學(xué)生對質(zhì)量、熱量、功率計(jì)算公式的理解和掌握，能夠從表中找出有用的數(shù)據(jù)是解決此題的關(guān)鍵。33．小明家最近安裝了一臺太陽能熱水器，容積為80L，裝滿水。[c水＝4.2×103J/（kg?℃），q煤氣＝4.2×107J/kg]（1）熱水器中水的質(zhì)量是多少？（2）水溫升高50℃需吸收多少熱量？（3）產(chǎn)生這些熱量完全燃燒多少煤氣？【考點(diǎn)】太陽能熱水器中的熱量計(jì)算．【專題】計(jì)算題；比熱容、熱機(jī)、熱值；密度及其應(yīng)用．【分析】（1）由題意知水的體積，利用密度公式ρ=m（2）已知水的質(zhì)量、比熱容、溫度的變化量求熱量，利用熱量公式Q＝cm△t計(jì)算熱量。然后根據(jù)吸熱等于放熱，利用熱量公式Q＝qm計(jì)算出煤氣的質(zhì)量?！窘獯稹拷猓海?）∵ρ=m∴水的質(zhì)量：m水＝ρV＝1.0×103kg/m3×80×10﹣3m3＝80kg；（2）水吸收的熱量：Q＝cm水△t＝4.2×103J/（kg?℃）×80kg×50℃＝1.68×107J；（3）∵Q＝qm，∴需要完全燃燒的煤氣：m煤=Qq答：（1）熱水器中水的質(zhì)量是80kg；（2）水溫升高50℃需吸收1.68×107J熱量；（3）產(chǎn)生這些熱量需完全燃燒0.4kg的煤氣。【點(diǎn)評】本題考查了密度公式和熱量公式的運(yùn)用和計(jì)算能力，計(jì)算過程要注意單位換算，80L＝80×10﹣3m3。一十二．太陽能的其他相關(guān)計(jì)算（共8小題）34．如圖所示為“風(fēng)光互補(bǔ)路燈”系統(tǒng)，它在有陽光時通過太陽能電池板發(fā)電，有風(fēng)時通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，并將電能輸至蓄電池儲存起來，供路燈照明使用，下表為某型號風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)配置方案：風(fēng)力發(fā)電機(jī)太陽能電池組件其它元件最小啟動風(fēng)速1.0m/s太陽能電池輸出功率36W蓄電池500Ah12V最小充電風(fēng)速2.0m/s最大限制風(fēng)速12．m/s太陽能轉(zhuǎn)化效率15%大功率LED路燈800W12V最大輸出功率400W如果當(dāng)?shù)卮怪庇谔柟獾钠矫娴玫降奶栞椛渥畲髲?qiáng)度約為240W/m2，要使太陽能電池的最大輸出功率達(dá)到36w，太陽能電池板的面積至少要1m2，當(dāng)風(fēng)速為6m/s時，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率將變?yōu)?0w，在僅靠風(fēng)力發(fā)電的情況下，將蓄電池的電能由20%充至90%所需時間為84h?！究键c(diǎn)】太陽能的其他相關(guān)計(jì)算．【專題】能源的利用與發(fā)展．【分析】（1）根據(jù)太陽能轉(zhuǎn)化效率求太陽能電池板的面積；（2）根據(jù)題意求出蓄電池容量，再根據(jù)P=W【解答】解：（1）太陽能轉(zhuǎn)化效率為15%，所以36W＝240W/m2×15%×S，解得太陽能電池板的面積：S=36W240W/m（2）由蓄電池容量知：W＝UIt＝12V×500A×3600s×（90%﹣20%）＝1.512×107J，∵P=W∴所需時間：t=WP=1.512×107J50W故答案為：1；84?！军c(diǎn)評】此題主要考查的是學(xué)生對電功、電功率計(jì)算公式的理解和掌握，能夠從表中獲取有用的信息是解決此題的關(guān)鍵，基礎(chǔ)性題目。35．因?yàn)榄h(huán)境污染，北極的冰山上常年沉積著灰塵，使冰山表面吸收了更多太陽光，加速了冰山的熔化。假設(shè)覆蓋著灰塵的冰山上表面每單位時間單位面積所吸收的太陽光為98瓦（此數(shù)據(jù)已將太陽光白天和黑夜的不同日照量平均計(jì)算在內(nèi)）。若有厚度為30米的冰山，如圖所示，則僅靠陽光的暴曬，在0℃的海水中，需要約1062天才能將此冰山熔化。（冰的熔化熱為3.33×105J/kg）【考點(diǎn)】太陽能的其他