Question

9．人類對能源的需求越來越大，世界能源危機日益突出．如何充分利用和開發新能源，實現低碳減排，已成為世界各國共同關注的問題．6月5日是世界環境日，2010年我國的主題是“低碳減排，綠色生活”．目前，我國在開發、利用太陽能方面發展最快、最具潛力．

（1）太陽能路燈已成為許多城鎮、鄉村的一道靚麗的風景線（如圖1所示）．太陽能路燈的太陽能電池板一般是由晶體態硅制成的，它能直接把太陽能轉化成電能，其主要材料是C．
A．磁性材料    B．納米材料    C．半導體    D．超導體
（2）我國太陽能熱水器已走進了千家萬戶，太陽能熱水器是采用光熱轉換的方式利用太陽能的，將太陽能轉化為內能．
（3）為進一步利用太陽能，人們正在研發太陽能汽車．Quaranta是當前問世的外表最圓潤也最富動感的太陽能汽車之一（如圖2所示）．其車身輕便靈活，電池完全由太陽能供能--通過安裝在車頂和前端的電池板收集太陽能．某輛太陽能汽車接收太陽光能的面板面積S=8m²，太陽照射時產生U=120V的電壓，并對整車提供最大為10A的電流，機車最大可獲得800W的機械功率．設太陽光照射到地面上1平方米面積上的輻射功率P₀=1.0×10³W．該車加速性能優越，從靜止開始加速100m的路程最短僅需5s．
①車載導航系統是利用電磁波來傳遞信息．
②Quaranta車身的材料具有強度高且輕便的特點，則如表所列的材料中，最為理想的是碳纖維．

材料 技術指標	錳鋼	鋁合金	鈦合金	碳纖維
性能（強度）	強	較弱	較強	強
密度/kg•m-3	7.9×103	3.0×103	4.5×103	1.6×103

③Quaranta從靜止加速100m路程的過程中可以達到的最大平均速度為20m/s．
④太陽能電池將太陽能轉化為電能的最大效率為15%．

Answer 1

分析 （1）根據材料的分類（導體、半導體、絕緣體）和太陽能電池板的材料進行解答；
（2）太陽能熱水器將太陽能轉化為內能，用來加熱水；
（3）①聲音和電磁波都能傳遞信息；
②根據表格和要求選擇三輪車的材料；
③已知路程和時間，利用v=$\frac{s}{t}$計算平均速度；
④根據電池組的功率和輻射總功率計算效率．

解答 解：（1）太陽能電池板是由晶體態硅制成的，硅屬于半導體；故選C．
（2）太陽能熱水器將太陽能轉化為內能，使水的溫度升高；
（3）①車載導航系統是利用電磁波傳遞信息的；
②制造強度高并且輕便的太陽能汽車時，由表格可知應選碳纖維材料；
③從靜止加速100m路程的過程中可以達到的最大平均速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{100m}{5s}$=20m/s；
④太陽能電池的功率：P=UI=120V×10A=1200W，
輻射功率：P_總=P₀S=1.0×10³W/m²×8m²=8.0×10³W，
太陽能電池將太陽能轉化為電能的最大效率：η=$\frac{P}{{P}_{總}}$=$\frac{1200W}{8.0×1{0}^{3}W}$×100%=15%．
故答案為：（1）C；（2）內；（3）①電磁波；②碳纖維；③20；④15%．

點評 本題考查了速度的計算、熱量的計算、密度計算，還涉及到了太陽能的優點、材料的分類和環境保護等，知識點較多，綜合性強，難度較大．