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关注中考试题 感受低碳生活 江苏省苏州工业园区第十中学 陈 刚 2010年5月1日，为期184天的上海世博会在黄浦江畔拉开帷幕。“城市，让生活更美好”体现了人类对美好生活的向往和创造。在全球变暖、气候恶化、人类生存环境越来越糟糕的今天，节能减排已经成为人类的共识和迫切任务，“低碳”成为最时尚的生活方式，“绿色”成为高频词汇。传播低碳的理念，展示低碳的生活方式，推动低碳技术的创新使用，也成了今年各地中考物理试题的新趋势。 1．（2010·金华）我们倡导“低碳生活”，“低碳生活”是一种低能量、低消耗的生活方式，就是指生活中所耗用能量要减少，从而降低碳特别是二氧化碳的排放。下列不属于“低碳生活”方式的是 A． 提倡乘坐公共交通工具、骑自行车或步行的方式出行 B．购物时自带环保袋，减少使用塑料袋 C．多用电邮、QQ等即时通讯工具，少用传真打印机 D．用餐时尽量使用一次性筷子和餐盒 分析：从字面上理解，“低碳”意指较低（更低）的温室气体（二氧化碳）排放，在气候压力日趋加大的今天，发展低碳经济、开展低碳城市建设、全面实现低碳生活逐渐成为社会各界共识。因此“低碳”更应被理解为是一种发展理念与生活态度，一种愿意与自然更为和谐发展的理念和态度。选项A、B、C都能减小对能源、材料的消耗，所以是符合“低碳”理念的，而选项D中的一次性筷子和餐盒需要消耗大量的资源，因此不属于“低碳生活”的方式。故应选D。 2．（2010·盐城）2010年上海世博会采用高效彩色太阳能电池板、锂离子电池等技术，真正达到碳的“零排放”，太阳能属于 能源（选填“可再生”或“不可再生”）。 分析：照射到地球上的太阳能，源自太阳内部的氢核聚变，它取之不遏，用之不尽，是可再生的清洁能源。 3．（2010·綦江）上海世博会是第一个正式提出“低碳”理念的世博会，世博园区内大规模实施了太阳能、新能源汽车、智能电网等示范应用。其中新能源汽车中有一种是纯电动汽车，它在运行过程中把电能转化为 能。 分析：电动机是利用电流对磁场的作用原理工作的，它工作时将电能转化为车子的动能。故应填入“动”。 4．（2010·福州）如图1所示，是上海世博会中国馆展出名为“叶子”的小型低碳化未来汽车。车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将_________能转化为电能；车轮的轮毂其实是四个风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为 能，充入自身电池储存起来。同时，它还能将光电转换中排放的高浓度二氧化碳转化为电能并供车内照明，或转化为车内的空调制冷剂，不但是“零排放”，还实现了“负排放”。与传统汽车相比，叶子车的优点是 。（写出一点即可）  分析：光电转换器是将光能转化为电能的装置。风力发电机是将风能（机械能）转化为电能的装置。根据题意可知，该装置能将高浓度的二氧化碳再次利用，不仅减少了二氧化碳的排除，还实现了“负排放”，因此与传统汽车相比，叶子车的优点是利用了再生的太阳能和风能等新能源，减少了二氧化碳的排放，是一种绿色的交通工具。 5．（2010·南京）“低碳”是指较低的温室气体（二氧化碳为主）排放。核电站在运行过程中无温室气体排放，不会造成空气污染。我省田湾核电站是利用_________能来发电的，现每年需要50t的核燃料，而同等规模火电站每年需要6×104t的煤炭。6×104t的煤炭完全燃烧放出的热量是 J（煤炭的热值为2．9×107J/kg） 分析：核电站是利用可控的核裂变来发电的，它是将核能最终转化为电能。质量m=6×104t=6×107kg的煤炭完全燃烧放出的热量为Q放=mq=6×107J/kg×2．9×107J/kg=1．74×1015J。故应分别填入“核”和“1．74×1015”。 6．（2010·绍兴）减少排放，是世博会“低碳”理念的基本要求。如图2甲是测量空气中一氧化碳含量变化的电路图，氧化锡传感器的电阻随一氧化碳含量的变化而变化，观察电压表示数就能判断一氧化碳的含量是否超过要求。某氧化锡传感器的技术资料显示，其电阻的倒数（1/R）与一氧化碳含量的关系如图2乙所示，则图2甲中电压表示数U与一氧化碳含量之间的关系符合图3的是_______。   分析：根据图2乙可知氧化锡传感器电阻的倒数（1/R）与一氧化碳的含量成正比，即氧化锡传感器的电阻值R跟一氧化碳的含量成反比。由图3甲可知，R跟R0串联，电压表测R0两端的电压，设电源电压为U，则电压表示数、即R0两端电压的表达式为U0=IR0=  ，根据表达式可知，U、R0都是定值，R随一氧化碳的含量成反比，因此随着一氧化碳含量增加，R值成反比例地减小，所以（R+R0）也减小，因此的值将增大，故选项②和③是错误的。由于表达式的物理量不是单纯的变量R，而是变量R与定值R0的和，所以 的值跟一氧化碳的含量不成正比，即选项①也是错误的，所以图3中只有选项④是正确的。7．（2010·苏州）上海世博会的主题是“城市，让生活更美好”。为了倡导低碳生活，太阳能热水器被广泛应用于现代生活。 下表提供的是一装满水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息：
注：1L=10－3m3 请根据上表信息，通过计算回答问题。 （1）热水器中水的质量为 kg； （2）热水器中的水需吸收的热量为 J； （3）热水器平均1h所接收的太阳能约为 J。 分析：（1）根据表格提供的信息可知，热水器最大水容量为V=100L=0．1m3，则热水器中水的质量为m=  V=1．0×103kg/m3×0．1m3=100kg。（2）热水器中水吸收的热量为Q吸=cm△t=4．2×103J/kg·℃×100kg×60℃=2．52×107J。（3）由于太阳能转换为水的内能的效率为 ，因此在10h内水所接收的太阳能为W= = =5．04×107J，则每小时所接收的太阳能为W′= ，故应分别填入“100”、“2．52×107J”和“5．04×106J”。8．（2010·湖州）低碳生活是指生活作息时所消耗的能源要尽量减少，从而减少二氧化碳的排放量。“低碳生活”已逐渐被人们接受并付诸行动，节能减排已成共识。 （1）下列不符合“低碳生活”标准的是 。 A．少乘电梯、多走楼梯 B．多用洗衣机洗衣服，少用手洗 C．安装使用太阳能热水器 D．看完电视关掉电源，不让其处于待机状态 （2）研究表明，利用垃圾作为燃料建立发电厂，每燃烧1吨生活垃圾可以发电225千瓦时。这样既处理了垃圾，又起到了节能减排的效果。位于我市和孚镇的垃圾发电厂有2台功率均为7．5×103千瓦的发电机组。若这些机组平均每天工作12小时，则一天可以处理多少吨生活垃圾？ 分析：（1）少乘电梯、多走楼梯，安装使用太阳能热水器，看完电视关掉电源等都能减少能源的消耗，从而减少二氧化碳的排放量，所以选项A．B和C符合“低碳生活”。而如果在生活中多用洗衣机洗衣服，增加了对能源的的消耗，所以不符合“低碳生活”，因此选项D不对，故应选D。（2）2台功率为P=7．5×103kW的发电机组，工作t=12h产生的电能为W=Pt=7．5×103kW×12h=9×104kWh。由于每燃烧1吨的生活垃圾可以发电W′=225kWh，因此该发电厂一天可以处理垃圾的质量为m=  （吨）。9．（2010·潍坊）2010年，环渤海经济开发区经济建设上升为国家战略高度，我们潍坊为响应国家号召，发展低碳经济，在沿海地区建造了风力发电厂，下表给出了不同风速下每台风力发电机的功率。（结果保留两位小数）
（1）若在某时间内的风速为6m／s，一台发电机工作1小时，产生的电能可供小明家的空调（220V 5A）、电热锅（220V 40Ω）同时工作多少小时？ （2）若潍坊沿海年平均风速为8m／s，50台这样的风力发电机工作一天，获得的电能相当于完全燃烧多少吨煤？（煤的热值为3×107J／kg） 分析：（1）根据表格可知，当风速为6m/s时，一台风力发电机的电功率为P=16kW，则1小时产生的电能为W=Pt=16kW×1h=16kWh。根据空调器的铭牌“220V 5A”可知，该空调器的额定电压U1=220V，额定电流为I1=5A，则额定电功率为P1=U1I1=220×5A=1100W；根据电热锅的铭牌“220V 40Ω”可知，该电热锅的额定电压为U2=220V，电阻为R2=40Ω，额定电功率为P2=  = =1210W。当空调器和电热锅同时正常工作时，总功率为P总=P1+P2=1100W+1210W=2310W=2．31kW。则它们可以同时工作的时间为 。（2）当风速为8m/s时，一台风力发电机的功率为P′=38kW，则50台这样的风力发电机工作一天产生的电能为W′=P′t′=38kW×24h×50=4．56×104kWh=1．6416×1011J,则相当于燃烧煤的质量为m= =5．47×103kg。10．（2010·义乌）当今世界各国都在“低碳”领域投人大量的人力和财力，来推广和发展这一21世纪的朝阳产业。2010年2月26日，全省首个单体大容量太阳能光伏发电系统在义乌市国际商贸城四区并网发电（如图4甲）。该项目的启动，显示了义乌“敢为人先”的眼光和勇气。如图4乙是太阳能光伏发电系统工作示意图：   甲 乙 图4 （1）太阳能收集板的能量转化情况是 ； （2）商贸城部分区块的商位和通道亮起了利用太阳能光伏发电系统供电的“低碳灯”，根据跟踪记录，2月28日晴天，国际商贸城太阳能光伏发电系统共发电 5100 千瓦时，则可供多少盏额定功率为100瓦的“低碳灯”正常工作一小时？ 分析：（1）太阳能收集板是将太阳能转化为电能装置，故应填入“太阳能转化为电能”。（2）根据题意可知，这天该系统产生的电能为W=5100kWh，每盏灯正常工作1h消耗的电能为W′=Pt=100W×1h=0．1kWh，则可供的“低碳灯”的盏数为n=  盏。11．（2010·衢州）在渔船上安装“风光互补发电”装置，利用太阳能电池板和风力发电机发电，以节省燃油，在舟山渔区成为现实。舟山市将在1000艘渔船上安装“风光互补发电”装置。“风光互补发电”装置由风力发电机、太阳能电池板、充电器、蓄电池等组成，太阳能电池板、风力发电机的设计寿命为20年，蓄电池约4年更换一次，项目价格如下表：
（1）“风光互补发电”装置中的风力发电机是根据 的原理来工作的； （2）“风光互补发电”装置的发电功率为500瓦，正常工作1小时可产生多少电能？如图是不同发电方式的CO2排放量，若在1000艘渔船上安装这套“风光互补发电”装置，则与燃油发电相比，一天（正常发电8小时）至少减少CO2排放多少千克？ （3）某同学想在自己家的屋顶上安装这套“风光互补发电”装置，若该装置平均每天正常工作8小时，目前电费价格约为0．54元／千瓦时，请你帮他通过计算决定是否安装这套装置。 分析：（1）发电机是将其它形式的能转化为电能的装置，它是根据法拉第发现的电磁感应现象的原理工作的。故应填入“电磁感应现象”。（2）根据题意可知，该装置的发电功率为P=500W=0．5kW，则在t1=1h的时间内产生的电能为W1=Pt1=0．5kW×1h=0．5kWh，则1000套这样的装置正常发电t2=8h产生的电能,为W2=Pt2×1000=0．5kW×8h×1000=4×103kWh。由图5可知每产生1kWh的电能，太阳能发电比燃油发电减少二氧化碳的排放量为m1=0．42kg-0．16kg=0．26kg，风能发电机比燃油发电减少二氧化碳的排放量为m2=0．42kg-0．03kg =0．39kg。因此，利用这种装置每天至少可减少二氧化碳的排放量为m总=m1×4×103=0．36kg×4×103=1．04×103kg。（3）该装置每天工作8h产生的电能为W′=Pt2=0．5kW×8h=4kWh，则每天节省的费用为4kWh×0．54元/kWh=2．16元，则每年节省的费用为2．16元×365=788．4元，20年节省的费用为788．4元×20=15768元。由表格可知，当初安装这套装置需要的总费用为5000元+4000元+1000元+2000元=14000元>788．4元。由于在使用的过程中，蓄电池的使用寿命为4年，其他装置的设计寿命为20年，因此在20年内需要n=  =5台蓄电池，则20年内总的投入为5000元+4000元+1000元+2000元×5+2000元=22000元>15768元。因此无论从短期一年来看还是从长期20年来看，安装这套装置比直接使用家庭照明用电的费用要高，从个人经济的角度来看安装这套装置是不省费用的，因此单纯从个人经济角度看，不应安装这套装置。
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