Question

阅读下面的材料，解答问题

山东菏泽向“大气污染宣战”

某环保局研究表明：“PM2.5来源中，机动车的排放占33.1%，排第一位，燃煤污染排放占第二位”。“减少污染排放，还我一片蓝天”成为每一个公民的责任。下面是菏泽有关部门针对“节能减排”采取的部分措施

第一项措施（4分）

“免费公共自行车”成为菏泽市区一道亮丽的风景线。如图9所示，公共自行车的结构和普通自行车相同，只是零件都是特制的（车轮胎是实心的），在其它自行车上无法使用。在公共自行车的设计中，很多地方用到物理知识或原理，请写出自行车的两个部件并说明对应的物理知识（或原理）

（1）

（2）

第二项措施（8分）

引进太阳能路灯，分布在部分绿地和大街两旁。如图10所示

(1)路灯用新型环保（无汞） LED节能灯，又称冷光灯，将电能直接转化为光能，从能的转化角度分析 LED灯较白炽灯节能的原理。

(2)根据上面“路灯系统说明”计算：

太阳能路灯说明 （RE—TZ13） 1、电池系统电压：12V 4、环境温度：－20℃~ +70℃ 2、电池的工作功率：40W 5、连续阴3~5天 3、太阳能光电板的转换效率：16% 6、照明时间：12小时雨

1) 太阳能电池正常工作时的电流是多少？

2）电池充满电后可以工作12小时，这期间消耗多少电能？[来源:学科网ZXXK]

3）太阳能光电板的转换效率：16%，表示的意义是 第三项措施（7分）

首批50辆LNG（液化天然气）新能源公交车已经投入运营，如图11所示。为了方便市民出行，市区公交车全面安装“北斗导航系统”，市民可以通过手机（导航系统接收器）查询公交车的动态位置。

(1) “北斗卫星”向手机传送信息，传播媒介是：（　　）

A．可见光 B．电磁波

C．红外线 D．声波

天然气汽车和汽油车相比较

(2) 据有关资料显示：尾气中的有害气体排放明显减少：90%CO、24%CO2 、90%SO2 、39%NO、无粉尘排放，因此天燃气被称为绿色能源。其它性能指标的比较：

	热机效率	热值	价格
天然气发动机	η2 = 45%	q2 = 2.3×107J/m3	4.5元/m3
汽油发动机	η1 = 30%	q1 = 4.6×107J/kg	9.0元/kg

根据下表提供的信息，通过计算说明：

（1）天然气车燃烧1m³天然气所做的有用功是多少？做同样多的有用功，汽油车需要燃烧多少千克汽油？

（2）若某公交汽车每天消耗100m³的天然气，与用汽油相比，它每天节约的运行成本是多少？

Answer 1

第一项措施（4分）：

二组答案，组2分。

每组答案中的“应用”和“物理犒知识或原理”各1分

（开放性试题，其它合理答案均给满分）

参考答案：

（1）车座：减少压强

  （2）车把、车踏上的花纹：增大摩擦

  （3）尾灯：光的反射

  （4）车轴的滚珠：减少摩擦

  （5）车闸：杠杆原理；增大压力增大摩擦力

第二项措施（10分）

（1）参考答案：

白炽灯发光时，电能转化为内能，内能一部分转化为光能，一部分散失。由于灯丝温度很高，损失的内能较多。---------------------------------------------------------------1分

LED灯发光时，电能直接转化为光能，没有内能损失。------------------------1分

所以，LED灯比白炽灯节能

(2)（6分）根据上面“路灯系统说明”计算：

1) （2分，公式和答案各占1分）太阳能电池正常工作时的电流是多少？

由P=UI得

  --------------------------------------------------------------2分

2） （2分，公式和答案各占1分），电池充满电后可以工作12小时，这期间消耗多少电能？

    ---------------------------------------2分

3）转化的电能点太阳能光电板接受的太阳能的16%（或比值16：100）

第三项措施（7分）：

（1）B    ------------------------------------------------------------------------------2分

（2）

    1）评分标准：

      1、计算出1m³天然气做的有用功得2分，其中公式和结果各占1分

参考答案：

由得，1m³天然气燃烧，通过发动机能做的有用功

   2、计算出燃烧汽油的质量得2分，其中公式和结果各占1分

参考答案：

设燃烧m kg的汽油，通过发动机所做的有用功与W_有1相同，则：[来源:学科网]

解得，需要的汽油：-----------------------------------------------2分

2）燃烧1m³天然气可节约的资金为0. 75×9元- 4.5元=2.25元

天然气汽车每天节约的运行成本是2.25×100 =225元---------------------------1分