Question

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）	强	较弱	较强	强
密度（kg·m^-3）	7.910^3	3.010^3	4.510^3	1.610^3

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？

Answer

（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

【解析】

试题分析：：（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总-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．

考点：热量的计算。欧姆定律、电功率