初中物理能源与可持续发展计算题

6月5日是“六·五”世界环境日。联合国环境署确定2007年世界环境日主题是“冰川消融后果堪忧”。而且2007-2008被确定为“国际极地年”，全球科学家共同策划和联合开展的一次大型国际极地科学考察活动，被称为是国际南北极科学考察活动的奥林匹克盛会。极地是全球气候变化的晴雨表，极地研究对于我们更好的理解我们赖以生存的地球至关重要。
（1）请你谈谈人类的哪些活动会导致全球气候变暖？（举出二例）
（2）中国环保总局确定2007年世界环境日中国主题是：“污染减排与环境友好型社会”。我国正积极推进能源结构调整，大力发展可再生能源。你认为我国可大力发展可再生能源有哪些？（举出二例）

2021年5月，我国自主设计的"祝融号"火星车成功着陆火星，如图所示，实现了我国航天史上的新突破，已知同一物体在火星上的重力是地球上的 $\frac{3}{8}$ 。（地球表面 $g$ 取 $10N/\mathit{kg})$

（1）火星车依靠太阳能工作，太阳能 　　（选填"属于"或"不属于" $)$ 可再生能源，车的质量为 $240\mathit{kg}$ ，它从地球上到火星上质量 　　（选填"变大""变小"或"不变" $)$ 。

（2）火星车在火星表面静止时，若所有轮子和水平表面的总接触面积为 $300c{m}^2$ ，则车对火星表面的压强是多少帕？

太阳能清洁无污染，是人类能源的宝库．目前利用太阳能的方式主要有三种：光热转换，如太阳能热水器；光电转换，如太阳能电池；光化转换，如植物的光合作用．问：
（1）太阳能是　  　能源（选填“一次”或“两次”）；
（2）某太阳能热水器中装有质量为50kg的水，在阳光照射下，水吸收9.45×10⁶J热量，温度升高到70℃，水的初温是多少℃？[C_水=4.2×10³J/（kg•℃）]．

“六一”儿童节，小洁一家人去公园游玩，乘坐了一种新型电动船。该船和人的总质量为280kg。
求：（1）船的总重力；
（2）船静止在水面上受到的浮力

在我国广东省南澳岛上，有一座南澳风电场，利用当地丰富的风力资源发电.目前它的总装机容量达1.68 MW.如果一年累计满负荷发电时间为200天，那么它一年至少可节约常规能源——无烟煤多少千克？（q煤=3.4×107 J/kg）

能源是当今世界最关注的问题之一，世界上的煤、石油和天然气等能源在不久的将来将被消耗殆尽。现在都在大力开发和推广清洁的能源。风力发电已经被广泛运用。如图是某风力发电场的外景。

（1）、在煤、石油、风能、天然气中属于可再生能源的是                。
（2）、图乙中的          图是发电机的原理图。
（3）当风速为10m/s时，一台风机1min内可获得的动能是2.4×10⁶J，若其中的20%转化为电能，这台风机的发电功率。
（4）这台风机工作1h所发电能相当于完全燃烧多少kg标准煤（煤的热值为3.0×l0⁷J／kg）
（5）通过本题的讨论，请你举一例，说明能量转化与转移有一定的方向性。

2014年强台风“凤凰”带来的强暴雨给我们的学习和生活带来了严重影响。台风带来的洪涝，给某些社区居民的出行带来了困难，居民们需借助皮划艇进出社区。某皮划艇质量为50千克，总体积为0.8米³，若用此皮划艇运载8人，试通过计算说明是否安全？（设人的平均质量为50千克）

一个质量为0.8kg，边长为0.1m的正方体物块，放置在水平地面上，g取10N/kg。
（1）求物块重力的大小；
（2）求物块对地面的压强；
（3）若将物块放入水中，求物块静止时排开水的体积。

6分）破冰船是赴极地考察的重要工具。我国“雪龙”号破冰船满载时的总质量是2×10⁴t，求：
（1）破冰船在海上满载航行时，受到的浮力是多大？
（2）某次破冰时，破冰船与冰面的接触面积是10m²，冰面受到压力为破冰船满载时总重力的0.1倍，破冰船对冰面的压强是多大？

用同种金属制成质量相等的实心金属球和金属盒各一个，把球放在封闭的盒内，它们恰好悬浮在水中，若把球与盒用细线相连，在水中静止时仍有的体积露出水面，此时绳的拉力为20N．求：
（1）金属的密度；
（2）空心金属盒的体积；
（3）剪断绳子，静止时金属盒露出水面的体积是多少？

当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了，如图所示。已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将 $8^{°}\text{C}$、 $100L$水加热到 ${38}^{°}\text{C}$．请解答： $[$水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，水的密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3]$

（1）太阳能属于　　能源？（选填“一次”或“二次” $)$

（2）热水器中水的质量是多少？

（3）在此过程中，水吸收了多少热量？

（4）若此期间太阳辐射到热水器的热量为 $4.2\times {10}^{7}J$，则该热水器的效率是多少？

某地区利用当地丰富的太阳能资源发电，供生产生活使用。

（1）太阳能发电有很多优点，但也存在一些不足，请写出一个不足之处。

（2）小明家将太阳能转化的电能储存到电源中，给热水壶和电暖气供电。开关 $S$控制电路中所有用电器，开关 $S_1$控制热水壶的加热电阻 $R_1$、 $($“ $220V484W$” $)$，开关 $S_2$控制电暖气的加热电阻 $R_2($“ $220V2420W$” $)$。闭合所有开关， $R_l$、 $R_2$同时工作， $R_1$每分钟放出 $2.4\times {10}^{4}J$的热量，求 $R_2$的实际功率。 $(R_1$和 $R_2$的阻值不随温度变化）

（3）已知在一段时间内，垂直于太阳光的 $1m^2$面积上每1秒接收的太阳能为 $500J$；如图所示，太阳光与水平面夹角为 $60°$，面积为 $4m^2$时的太阳能电池板竖直放置。太阳能电池板将太阳能直接转化为电能的效率为 $20\%$．求1分钟内通过该太阳能电池板获得的电能。

将边长是10cm的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大水槽内．待木块静止时，从水槽中溢出了600g水，g取10N／kg，求：
（1）木块受到的浮力；
（2）木块的密度；
（3）木块下表面受到的水的压强。

密度是0.6×10³kg/m³的木块，体积是2×10^-3m³，把它放入水中处于平衡状态（g取10N/kg）。求：
(1)木块的质量；
(2)木块受到的浮力。

拉萨素有“日光城”之称，太阳灶得到广泛使用，如图所示。周末，扎西在家用太阳灶烧水，水壶里装有 $5\mathit{kg}$的水，经过一段时间后，水温从 ${10}^{°}\text{C}$升高到 ${90}^{°}\text{C}$，假设这段时间太阳灶共吸收了 $4.2\times {10}^{6}J$的热量。 $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

（1）太阳能属于　　能源（选填“可再生”或“不可再生” $)$；

（2）求水吸收的热量；

（3）求太阳灶的效率。