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(1) 解:$Q_{吸}=cm\Delta t=4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}×10\ \mathrm{kg}×(40℃-20℃)=8.4×10^{5}\ \mathrm{J}$
(2) 解:输出$1\ \mathrm{kW·h}$的功时,消耗柴油的质量$m=0.27\ \mathrm{kg}$
$Q_{放}=mq=0.27\ \mathrm{kg}×3.3×10^{7}\ \mathrm{J/kg}=8.91×10^{6}\ \mathrm{J}$
$1\ \mathrm{kW·h}=3.6×10^{6}\ \mathrm{J}$
$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%=\frac{3.6×10^{6}\ \mathrm{J}}{8.91×10^{6}\ \mathrm{J}}×100\%\approx40\%$
【分析】
这道题考查节能减排与环境保护的常识,解题思路是结合每个选项的行为对环境、能源的影响逐一分析判断:首先明确废旧电池含有毒物质,随意丢弃会污染环境;电器长时间待机会浪费电能;高能耗高污染工厂会加剧能源消耗和环境污染;废水直排会破坏水体生态。通过对每个选项的合理性辨析,选出符合节能减排、保护环境的做法。
【解析】
对各选项逐一分析:
A. 废旧电池含有汞、镉等有毒重金属,随意丢入垃圾桶会污染土壤和地下水,危害生态环境,该做法不合理;
B. 电视机长时间处于待机状态时,仍会持续消耗电能,造成能源浪费,不符合节能减排要求,该做法不合理;
C. 关停高能耗、高污染的工厂,可有效减少能源消耗,降低污染物排放,有利于保护环境和节约能源,该做法合理;
D. 将废水直接排放到江河中,会导致水体污染,破坏水生生态系统,该做法不合理。
因此,合理的做法是选项C。
【答案】
C
【知识点】
环境保护常识、节能减排措施
【点评】
本题紧密联系日常生活实际,考查学生对环保节能行为的判断能力,引导学生树立绿色环保的生活理念,属于基础常识类题目,易于理解和判断。
【难度系数】
0.8
【分析】
解题思路:首先,我们需要逐一回忆每种能源在开发、使用过程中的特点,再对应表格中的四类环境问题,判断该能源是否会引发对应的环境问题,具体思考步骤如下:
1. 先明确每类环境问题的核心成因:空气污染多由燃料燃烧排放有害气体/粉尘导致;废物指能源使用后产生的固体或有害废弃物;有害辐射是放射性物质带来的专属影响;水土流失和沙漠化多由地表植被被破坏引发。
2. 再逐个分析每种能源的特性:
石油和天然气:燃烧排放有害气体,会产生少量废渣,无辐射,不直接破坏植被;
煤:燃烧释放大量污染物,产生大量煤渣,无辐射,不直接破坏植被;
水力发电:无燃烧过程,无工业废物,无辐射,但大坝建设可能破坏流域植被;
核能:无大气污染,产生放射性核废料,有辐射,不破坏植被;
柴薪:燃烧产生烟雾,无有害工业废物,无辐射,大量砍伐会严重破坏植被。
3. 最后根据上述分析,在表格对应位置标记√或×。
【解析】
1. 空气污染:
石油和天然气:燃烧产生一氧化碳、氮氧化物等有害气体,会造成空气污染,标记√;
煤:燃烧释放烟尘、二氧化硫等污染物,严重污染空气,标记√;
水力发电:利用水能转化为电能,无燃烧过程,不产生空气污染物,标记×;
核能:正常运行时不向大气排放污染物,标记×;
柴薪:燃烧产生烟雾、粉尘,会造成空气污染,标记√。
2. 废物:
石油和天然气:燃烧及加工过程会产生废渣等废物,标记√;
煤:燃烧后产生大量煤渣等固体废物,标记√;
水力发电:无工业废物排放,标记×;
核能:产生具有放射性的核废料,标记√;
柴薪:燃烧后的灰烬可作肥料循环利用,不属于有害废物,标记×。
3. 有害辐射:
石油和天然气、煤、水力发电、柴薪:均不涉及放射性物质,不会产生有害辐射,标记×;
核能:核反应堆运行和核废料会释放有害辐射,标记√。
4. 水土流失和沙漠化:
石油和天然气、煤、核能:开发或使用过程不会直接破坏地表植被,标记×;
水力发电:修建大坝可能破坏流域内植被,引发局部水土流失,标记√;
柴薪:大量砍伐树木作为柴薪,破坏植被,会导致水土流失和沙漠化,标记√。
【答案】
|产生的环境问题|石油和天然气|煤|水力发电|核能|柴薪|
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
|空气污染|√|√|×|×|√|
|废物|√|√|×|√|×|
|有害辐射|×|×|×|√|×|
|水土流失和沙漠化|×|×|√|×|√|
【知识点】
1. 能源的环境影响
2. 环境污染与生态破坏
3. 常规能源的利弊分析
【点评】
本题紧密结合生活实际与课本知识,考查不同能源对环境的多维度影响,要求学生能将能源的使用特点与环境问题的成因对应起来,注重知识的迁移与应用,帮助学生树立环保与合理利用能源的意识。
【难度系数】
0.6
【分析】
第(1)问:要计算水吸收的热量,可利用物体吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,已知水的比热容、质量和温度变化量,直接代入公式即可求解。
第(2)问:计算柴油机效率,首先根据燃油消耗率的定义,求出输出$1\ \mathrm{kW·h}$能量时,消耗柴油完全燃烧放出的热量;再将$1\ \mathrm{kW·h}$的功换算为焦耳,最后代入效率公式$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%$计算效率,注意单位要统一。
【解析】
(1)计算水吸收的热量:
已知水的比热容$c=4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$,质量$m=10\ \mathrm{kg}$,温度变化量$\Delta t=40℃-20℃=20℃$,根据吸热公式:
$\begin{aligned}Q_{吸}&=cm\Delta t\\&=4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}×10\ \mathrm{kg}×20℃\\&=8.4×10^{5}\ \mathrm{J}\end{aligned}$
(2)计算柴油机的效率:
根据燃油消耗率的定义,输出$1\ \mathrm{kW·h}$的功时,消耗柴油的质量$m_{油}=0.27\ \mathrm{kg}$。
先计算柴油完全燃烧放出的热量:
$\begin{aligned}Q_{放}&=m_{油}q\\&=0.27\ \mathrm{kg}×3.3×10^{7}\ \mathrm{J/kg}\\&=8.91×10^{6}\ \mathrm{J}\end{aligned}$
功的单位换算:$1\ \mathrm{kW·h}=3.6×10^{6}\ \mathrm{J}$
根据效率公式:
$\begin{aligned}\eta&=\frac{W}{Q_{放}}×100\%\\&=\frac{3.6×10^{6}\ \mathrm{J}}{8.91×10^{6}\ \mathrm{J}}×100\%\\&\approx40\%\end{aligned}$
【答案】
(1)水吸收的热量为$\boldsymbol{8.4×10^{5}\ \mathrm{J}}$;
(2)柴油机正常工作时的效率约为$\boldsymbol{40\%}$。
【知识点】
吸热公式应用,热机效率计算,热值计算
【点评】
本题结合柴油机技术参数,考查吸热公式与热机效率的计算,关键是理解燃油消耗率的含义,同时要注意单位的统一与换算,将实际问题与物理公式结合分析。
【难度系数】
0.6