沈　軍　徐業(yè)超

中共中央政治局常委、國務院副總理李克強２００８年１０月２０日來到北京展覽館，參觀正在這里舉辦的中國北京國際節(jié)能環(huán)保展覽會。他強調(diào)，面對當前國內(nèi)外經(jīng)濟形勢，要按照科學發(fā)展觀的要求，采取靈活審慎的宏觀經(jīng)濟政策，在保持經(jīng)濟平穩(wěn)較快增長的同時，促進結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，增強經(jīng)濟發(fā)展活力和抵御風險能力。資源環(huán)境領域蘊藏著很大的需求潛力，要把節(jié)能環(huán)保作為擴大內(nèi)需的重要方面，大力推廣應用新產(chǎn)品新技術，開拓新的市場，拉動新的需求，推動經(jīng)濟又好又快發(fā)展。環(huán)保、節(jié)能是時代的主題，環(huán)境保護與新能源的開發(fā)是人類社會可持續(xù)發(fā)展解決當前所面臨的環(huán)境危機、能源危機的根本途徑，特別是開發(fā)出能夠替代當前以石化能源為主要的全球能源供給?？砷_發(fā)和利用的新型能源主要有：風能、太陽能、地熱、潮汐能、太陽能、核能和反物質(zhì)能等等。

原創(chuàng)試題

1． 發(fā)光二極管（LED）近年來被人們譽為是本世紀的新型光源。一些電動自行車就是用幾個發(fā)光二極管并聯(lián)后作為光源使用的，其發(fā)光效率很高。它在正常工作時，正向壓降約3.2 V，電流在15 mA左右。現(xiàn)取這樣一只發(fā)光二極管（電路符號用表示），要測量它的伏安特性，提供有下列的實驗器材：電源E（電動勢為4V，內(nèi)阻不計）；滑動變阻器R0（阻值0~20 Ω）；毫安表（量程20 mA，有內(nèi)阻）；數(shù)字萬用表（電壓擋有五個量程：分別為0.2 V、2 V、20 V、200 V、2 000 V，內(nèi)阻很大）；開關一只；導線若干。

要求：（1）在圖1方框內(nèi)畫出能測定其伏安特性的電路原理圖，并在圖上注明電壓表所選量程。

（2）某實驗員通過實驗已得出了圖2所示的U-I特性曲線圖。接著，他又用該二極管、電源E和另一只固定電阻R等組成圖3所示的電路，當閉合開關S時，發(fā)現(xiàn)二極管發(fā)出微弱白光。立即用萬用表的電壓擋測得電阻R兩端的電壓為1.0 V，由此可以判定電阻R的阻值大約為_________Ω。

2． 從節(jié)能的角度考慮，為了減少“線損”，很多地方需要使用變壓器。某變電站用220 V的電壓送電，導線損失電功率是輸出功率的20％。若要使導線損失電功率是輸出功率的5％，則輸出的電壓應變?yōu)開______V。

3． 潮汐能也是一種環(huán)保型新能源。某海灣共占面積1.0×10⁵ m²，漲潮時平均水深20 m，此時關上水壩閘門，可使水位保持20 m不變。退潮時，壩外水位降至18 m（如圖4所示）。利用此水壩建一座水力發(fā)電站，重力勢能轉(zhuǎn)化為電能的效率為10％，每天有兩次漲潮，該電站每天能發(fā)出的電能是（g取10 m/s²）（）

A. 1×10⁸ J B. 2×10⁸ J C. 4×10⁸ J D. 8×10⁸ J

4. 核能是一種高效的能源，我國已具備自主開發(fā)利用核能的技術。開發(fā)利用核能，首要問題要解決核輻射。

（1）在核電站中，為了防止放射性物質(zhì)泄漏，核反應堆有三道防護屏障：燃料包殼、壓力殼和安全殼（見圖5）。結(jié)合圖6可知，安全殼應當選用的材料是_____________。

（2）圖7是用來監(jiān)測工作人員受到輻射情況的胸章，通過照相底片被射線感光的區(qū)域，可以判斷工作人員受到何種輻射。當胸章上1 mm鋁片和3 mm鋁片下的照相底片被感光，而鉛片下的照相底片未被感光時，結(jié)合圖6分析工作人員一定受到了________射線的輻射；當所有照相底片被感光時，工作人員一定受到了________射線的輻射。

5． 某地區(qū)風力發(fā)電網(wǎng)每臺風力發(fā)電機4張葉片總共的有效迎風面積為S、空氣密度為ρ、平均風速為v。設風力發(fā)電機的效率（風的動能轉(zhuǎn)化為電能的百分比）為η，求每臺風力發(fā)電機的平均功率P。

6. 由于去冬今春缺雨少雪，我國北方旱情十分嚴重。如圖8所示為推行節(jié)水灌溉工程的一種轉(zhuǎn)動噴水嘴，噴水嘴距地面為h，其噴灌半徑可達10h，每分鐘噴出水的質(zhì)量為m，所用的水從地下H深的井里抽取。設水以相同的速率噴出，水泵的效率為η，不計空氣阻力。試求：

（1）噴水龍頭噴出水的初速度；

（2）水泵每分鐘對水所做的功；

（3）帶動水泵的電動機的最小輸出功率。

7． 節(jié)能降耗、有效地提高能量利用率是人類所面臨的一項重要任務。圖9是某輕軌車站的設計方案，與站臺連接的軌道有一個小的坡度。請你從提高能量利用效率的角度，分析這種設計的優(yōu)點。