Question

閱讀短文，回答問題：
如圖所示是無錫創(chuàng)業(yè)科技園道路兩邊安裝的一種“風光互補路燈”，它頭頂小風扇，肩扛太陽能電池板，風扇在風中不停的轉動，儼然一道亮麗的風景．它不需要挖路面埋管鋪設輸電線路，無風有光時，通過太陽能電池板發(fā)電，有風無光時通過風力發(fā)電機發(fā)電，二者皆備時同時發(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比，“風光互補路燈”1年大約可以節(jié)省電能3.6×10⁹J，減少碳粉塵排放300kg．請回答下列問題：
（1）對于風光互補路燈上的小風扇和太陽能電池板，下列說法正確的是
A．當無風時，小風扇和太陽能電池板既沒有動能也沒有重力勢能
B．當氣溫為0℃時，小風扇和太陽能電池板均沒有內能
C．白天太陽能電池板產生的電能轉化成化學能儲存在蓄電池里
D．夜晚無風時，儲存在蓄電池里的電能轉變?yōu)榛瘜W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?℃）、大氣壓強為標準大氣壓）
（4）這種風光互補路燈的優(yōu)點有哪些？（答一點即可）

Answer 1

分析：（1）①物體由于運動具有的能是動能，物體由于被舉高而具有的能是重力勢能；
②內能是指物體內部所有分子做無規(guī)則運動所具有的動能和分子勢能的總和，一切物體均有內能；
③風力發(fā)電機把風能轉化為電能，太陽能電池板能把太陽能轉化為電能；
（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量；
（4）這種風光互補路燈利用太陽能和風能發(fā)電，節(jié)約資源，環(huán)保，且易安裝．

解答：解：（1）A．當無風時，小風扇和太陽能電池板，由于被舉高具有重力勢能，故A不正確；
B．當氣溫為0℃時，小風扇和太陽能電池板均有內能，故B不正確；
C．白天太陽能電池板產生的電能轉化成化學能儲存在蓄電池里，故C正確；
D．夜晚無風時，儲存在蓄電池里的化學能轉變?yōu)殡娔�，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，
∵Q_放=mq，
∴一盞這樣的路燈每年可節(jié)約煤炭的質量：
m_煤炭=

Q放

q

=

3.6×109J

3×107J/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，
∵Q_吸=cm（t-t₀），
∴可加熱到沸騰水的質量：
m_水=

5.04×108J

4.2×103J/(kg?℃)×(100℃-20℃)

=1500kg；
（4）風光互補發(fā)電機，將風能和太陽能轉化為電能，所以利用的是太陽能和風能，使用這些能源的優(yōu)點是節(jié)約能源、清潔、無污染、可再生、保護環(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（答案合理即可）

點評：對于此類結合現(xiàn)代科技考查物理知識的題目，是現(xiàn)在中考的熱點，解決此類問題時要緊扣物理考點，認真分析作答．