Question

9．人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出．如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题．6月5日是世界环境日，2010年我国的主题是“低碳减排，绿色生活”．目前，我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力．

（1）太阳能路灯已成为许多城镇、乡村的一道靓丽的风景线（如图1所示）．太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体态硅制成的，它能直接把太阳能转化成电能，其主要材料是C．
A．磁性材料    B．纳米材料    C．半导体    D．超导体
（2）我国太阳能热水器已走进了千家万户，太阳能热水器是采用光热转换的方式利用太阳能的，将太阳能转化为内能．
（3）为进一步利用太阳能，人们正在研发太阳能汽车．Quaranta是当前问世的外表最圆润也最富动感的太阳能汽车之一（如图2所示）．其车身轻便灵活，电池完全由太阳能供能--通过安装在车顶和前端的电池板收集太阳能．某辆太阳能汽车接收太阳光能的面板面积S=8m²，太阳照射时产生U=120V的电压，并对整车提供最大为10A的电流，机车最大可获得800W的机械功率．设太阳光照射到地面上1平方米面积上的辐射功率P₀=1.0×10³W．该车加速性能优越，从静止开始加速100m的路程最短仅需5s．
①车载导航系统是利用电磁波来传递信息．
②Quaranta车身的材料具有强度高且轻便的特点，则如表所列的材料中，最为理想的是碳纤维．

材料 技术指标	锰钢	铝合金	钛合金	碳纤维
性能（强度）	强	较弱	较强	强
密度/kg•m-3	7.9×103	3.0×103	4.5×103	1.6×103

③Quaranta从静止加速100m路程的过程中可以达到的最大平均速度为20m/s．
④太阳能电池将太阳能转化为电能的最大效率为15%．

Answer 1

分析 （1）根据材料的分类（导体、半导体、绝缘体）和太阳能电池板的材料进行解答；
（2）太阳能热水器将太阳能转化为内能，用来加热水；
（3）①声音和电磁波都能传递信息；
②根据表格和要求选择三轮车的材料；
③已知路程和时间，利用v=$\frac{s}{t}$计算平均速度；
④根据电池组的功率和辐射总功率计算效率．

解答 解：（1）太阳能电池板是由晶体态硅制成的，硅属于半导体；故选C．
（2）太阳能热水器将太阳能转化为内能，使水的温度升高；
（3）①车载导航系统是利用电磁波传递信息的；
②制造强度高并且轻便的太阳能汽车时，由表格可知应选碳纤维材料；
③从静止加速100m路程的过程中可以达到的最大平均速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{100m}{5s}$=20m/s；
④太阳能电池的功率：P=UI=120V×10A=1200W，
辐射功率：P_总=P₀S=1.0×10³W/m²×8m²=8.0×10³W，
太阳能电池将太阳能转化为电能的最大效率：η=$\frac{P}{{P}_{总}}$=$\frac{1200W}{8.0×1{0}^{3}W}$×100%=15%．
故答案为：（1）C；（2）内；（3）①电磁波；②碳纤维；③20；④15%．

点评 本题考查了速度的计算、热量的计算、密度计算，还涉及到了太阳能的优点、材料的分类和环境保护等，知识点较多，综合性强，难度较大．