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[原创]2011年《随堂优化训练》物理_人教版_九年级(全一册)_第十七章_能源与可持续发展_全章热点考向专题

发布时间:2013-11-04 12:33:29  

全章热点考向专题

专题一 能源的利用与环境保护
[例 1]人类生存需要清洁的空气,下列情况不会造成环境污 染的是( D ) A.燃放烟花 C.煤炭燃烧 B.汽车尾气 D.光合作用

思路点拨:烟花在燃放时产生 SO2 等有害气体,而在汽车 尾气中存在 CO 和氮氧化物等有害气体,煤炭燃料会产生 CO 和

可吸入颗粒物.

专题二 太阳能与热学、电学的综合计算问题
节能、环保和可持续发展是当代社会的三大主题.太阳能 的利用与热学、电学综合类的计算题,往往是中考压轴试题, 此类试题的一般特点是:常以节能电器、太阳能为话题,考查 热学、电学重要知识点的综合应用.

[例 2]太阳能是一种理想的绿色能源,李刚家最近安装了一台

太阳能、电能两用热水器,如图 17-1 所示,请回答下列问题:

图 17-1 (1)设水箱可装水 80 kg,在一般的光照条件下,一满箱 20 ℃ 的水到傍晚时,水温可达到 55 ℃,则水吸收的热量是多少?相 当于多少立方米的煤气完全燃烧放出的热量?[c 水=4.2×103 J/(kg· ℃);煤气的热值约 4×107 J/m3]

(2)在阴雨连绵的天气里,水箱中的水需要用电加热器来加热,
若该电加热器的规格为“220 V 1.8 kW”,要使一满箱水同样从 20 ℃升高到 55 ℃,电加热器至少需要正常工作多长时间?

思路点拨:第一问中直接用公式 Q 吸=cmΔt 和 Q 放=Vq, 可以计算出水吸收的热量和相当于多少煤气完全燃烧放出的热 量;第二问中电流做功等于水吸收的热量,运用公式 t=Q/P,

可以计算出电加热器正常工作的时间.

(1)水吸收的热量:

Q 吸=cmΔt
=4.2×103 J/(kg· ℃)×80 kg×(55 ℃-20 ℃) =1.176×107 J 由于煤气完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量,所以煤 Q 放 Q 吸 1.176×107 J 3 气的体积:V= = = 3 =0.294 m q q 4×107 J/m (2)电加热器正常工作的时间:
7 W Q吸 1.176×10 J t= P = P = 1 800 W =6 533.3 s.



案: (1)1.176×107 J

0.294 m3 (2)6 533.3 s

1.(原创)“低碳出行,健康生活”的世界环境大主题已经 慢慢地被人们所接受.亚运期间广州各城区建设了多条“绿 道”,市民可以在这些“绿道”上骑自行车穿梭于各个城区之 间.以下关于“绿道”的说法不正确的是( C A.“绿道”有助于缓解交通压力 B.骑自行车出行可以锻炼身体,环保健康 C.骑自行车所消耗人体的热量会排放到空气中,污染环境 D.骑自行车中的能量转化是生物质能转化为机械能 )

2.(改编)6 月 5 日是世界环境日,我国的主题是“低碳减排,

绿色生活”.人类对能源的需求越来越大,世界能源危机日益突出,
如何合理利用和开发能源,提高能源的利用率,实现低碳减排,已 成为世界各国

共同关注的问题.

(1)图 17-2 甲为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图,由
图可知,自 1950 年以来,人类能源消耗的情况是( )

图 17-2

A.显著增长 C.稳中有降

B.平稳增长 D.显著减少

(2) 在 众 多 的 未 来 能 源 中 , 风 能 、 太 阳 能 、 水 能 都 同 属 于 ______________(选填“可再生”或“不可再生”)能源,它们的开发 和利用可以减少大量化石燃料的生产和消费,导致严重的环境污染和 生态破坏.

(3)为实现减排目标,国家大力推广风力发电.我省沿海地区风力
发电项目已全面启动,沿海壮观的风电厂走廊即将形成(如图乙).假 如 1.2×106 kW 的风电厂项目全面建成之后,所有机组发电 1 h,可提 供多少 kW· 的电能?这些电能相当于多少千克煤炭完全燃烧所释放 h 出来的能量?(煤的热值为 3.0×107 J/kg, 1 kW· h=3.6×106 J)

(4)充分利用太阳能,符合节能减排的理念.太阳能热水器 (如图丙)已走进了千家万户,小名家的太阳能热水器接受太阳能 的总有效面积为 2 m2,热水器每平方米的面积上 1 h 得到的太

阳辐射能平均为 2.52×106 J,热水器仅能把接收的太阳能的 50%
转化为水的内能,若光照 3 h 可以使热水器内初温为 20℃、质

量为 100 kg 的水温度升高多少摄氏度?已知水的比热容 是
4.2×103 J/(kg· ℃).

解:(1)A (2)可再生

(3)W=Pt=1.2×106 kW×1 h
=1.2×106 kW· h =4.32×1012 J Q=W=4.32×1012 J m=Q/q=4.32×1012/(3.0×107)=1.44×105 kg

(4)Q1=2.52×106 J×2×3=1.512×107 J
Q2=50%Q1=1.512×107 J×50%=7.56×106 J

Q2 Δt= =7.56×106 J/[4.2×103 J/(kg· ℃)×100 kg] cm
=18 ℃.

3.(改编)为了响应“节能减排”的号召,小周家买了一台 容积为 100 L 的太阳能热水器.请你与小周一起,对太阳能热 水器进行研究与计算. (1) 太阳能是__________ 能源( 填“可再生”或“不可再

生”).太阳的巨大能量来自于太阳内部的__________反应.
(2)小周早晨把热水器加满水,温度传感器显示水温为 18 ℃, 下午放学时看到显示的水温为 78 ℃,则热水器中的水吸收 了多少热量?与使用电热水器相比,相当于节约了多少度电? [不计电热水器的热量损失,c 水=4.2×103 J/(kg· ℃)]

(3)该热水器的说明书中介绍,真空管热水器可以把 90%的
太阳能转化为水的的内能,真有这么高的效率吗?小周查阅资 料知道,他们所在地区单位受光面积上接收太阳能的功率为 P, 小周还需要测量哪些物理量,并运用本题计算出的热量 Q,就 可估测出这台热水器的光热转化效率?写出效率η的表达式.

(用代表物理量的字母表示,不需要计算具体数据)

图 17-3

解:(1)可再生 核聚变(热核)

(2)水的总质量:
m=ρV=1×103 kg/m3

×100×10-3 m3=100 kg 水吸收的热量:

Q=c 水 m(t2-t1)
=4.2×103 J/(kg· ℃)×100 kg×(78-18)℃ =2.52×107 J 相当于节约电能:2.52×107 J=7 kW· h=7 度 (3)测出太阳能热水器的有效受光面积 S 和两次水温记录之间

的光照时间 t.
Q 光热转化效率:η= PtS ×100%.


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