Question

10．如圖所示為我市迎賓路小學(xué)校門(mén)口安裝的一種“風(fēng)光互補(bǔ)路燈”，它頭頂小風(fēng)扇，肩扛
太陽(yáng)能電池板，風(fēng)扇在風(fēng)中不停的轉(zhuǎn)動(dòng)，儼然一道亮麗的風(fēng)景．它不需要挖路面埋管鋪
設(shè)輸電線路，無(wú)風(fēng)有光時(shí)，通過(guò)太陽(yáng)能電池板發(fā)電，有風(fēng)無(wú)光時(shí)通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，二者皆備時(shí)同時(shí)發(fā)電，并可日夜為蓄電池充電．以一桿傳統(tǒng)的路燈和該新穎路燈對(duì)比，“風(fēng)光互補(bǔ)路燈”1年大約可以節(jié)省電能3.6×10⁹J，減少碳粉塵排放300kg．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）對(duì)于風(fēng)光互補(bǔ)路燈上的小風(fēng)扇和太陽(yáng)能電池板，下列說(shuō)法正確的是C
A．當(dāng)無(wú)風(fēng)時(shí)，小風(fēng)扇和太陽(yáng)能電池板既沒(méi)有動(dòng)能也沒(méi)有重力勢(shì)能
B．當(dāng)氣溫為0℃時(shí)，小風(fēng)扇和太陽(yáng)能電池板均沒(méi)有內(nèi)能
C．白天太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存在蓄電池里
D．夜晚無(wú)風(fēng)時(shí)，儲(chǔ)存在蓄電池里的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能
（2）若煤炭的熱值為3×10⁷J/kg，一盞這樣的路燈每年可節(jié)約煤炭多少千克？
（3）若每年節(jié)約的能量有14%被水吸收，可將多少千克的水由20℃加熱到沸騰？
（水的比熱容為4.2×10³J/（kg．℃）、大氣壓強(qiáng)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）
（4）這種風(fēng)光互補(bǔ)路燈的優(yōu)點(diǎn)有哪些？（答一點(diǎn)即可）

Answer 1

分析 （1）①物體由于運(yùn)動(dòng)具有的能是動(dòng)能，物體由于被舉高而具有的能是重力勢(shì)能；
②內(nèi)能是指物體內(nèi)部所有分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，一切物體均有內(nèi)能；
③風(fēng)力發(fā)電機(jī)把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，太陽(yáng)能電池板能把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能；
（2）已知節(jié)省的電能和煤炭的熱值，根據(jù)Q=mq求出一盞這樣的路燈每年可節(jié)約煤炭的質(zhì)量；
（3）根據(jù)題意求出水吸收的熱量，再根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出可加熱到沸騰水的質(zhì)量；
（4）這種風(fēng)光互補(bǔ)路燈利用太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電，節(jié)約資源，環(huán)保，且易安裝．

解答 解：（1）A．當(dāng)無(wú)風(fēng)時(shí)，小風(fēng)扇和太陽(yáng)能電池板，由于被舉高具有重力勢(shì)能，故A不正確；
B．當(dāng)氣溫為0℃時(shí)，小風(fēng)扇和太陽(yáng)能電池板均有內(nèi)能，故B不正確；
C．白天太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存在蓄電池里，故C正確；
D．夜晚無(wú)風(fēng)時(shí)，儲(chǔ)存在蓄電池里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽�故D不正確；
（2）根據(jù)題意可知，煤炭放出的熱量Q_放=3.6×10⁹J，
由Q_放=mq得一盞這樣的路燈每年可節(jié)約煤炭的質(zhì)量：
m_煤炭=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{3.6×1{0}^{9}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=120kg；
（3）根據(jù)題意可知，水吸收的熱量：
Q_吸=3.6×10⁹J×14%=5.04×10⁸J，
因?yàn)镼_吸=cm（t-t₀），
所以可加熱到沸騰水的質(zhì)量：
m_水=$\frac{{Q}_{吸}}{c（t-{t}_{0}）}$=$\frac{5.04×1{0}^{8}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（100℃-20℃）}$=1500kg；
（4）風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電機(jī)，將風(fēng)能和太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，所以利用的是太陽(yáng)能和風(fēng)能，使用這些能源的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約能源、清潔、無(wú)污染、可再生、保護(hù)環(huán)境，且易安裝等．
答：（1）C；
（2）一盞這樣的路燈每年可節(jié)約煤炭120kg；
（3）可將1500kg的水由20℃加熱到沸騰；
（4）節(jié)能、環(huán)保，便于施工．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于此類結(jié)合現(xiàn)代科技考查物理知識(shí)的題目，是現(xiàn)在中考的熱點(diǎn)，解決此類問(wèn)題時(shí)要緊扣物理考點(diǎn)，認(rèn)真分析作答．