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水能和煤是我國的兩種重要能源。這兩種能源中，屬于不可再生的能源是________；在使用中不會對大氣直接構成污染的能源是________。

水能和煤是我國的兩種重要能源。這兩種能源中，屬于不可再生的能源是     ；在使用中不會對大氣直接構成污染的能源是        。

(08溫州)近幾年，常規能源日益緊缺，溫室效應日益加劇，節能減排迫在眉睫。

  (1)節能減排從我做起

    小明所在的學校有30個班級，每個教室里有4只“220V lOOW”的電風扇。小明發現在課間操時間內(30分鐘)，部分教室里的電風扇仍然在工作。小明想，如果在課間操時間內，每個教室里的電風扇都關掉與都在工作相比較，一個月(按20天計算)整個學校能節約電能多少千瓦時？

    (2)提高效率是節能減排的有效方法  

    在辦公室里有時會看到這樣一種現象：有人需要喝開水的時候，就用電熱水壺燒開半壺水供自己飲用。小明想：同一壺水，一次性燒開和分兩次燒開，耗能一樣嗎?于是小明就用自己家里電熱水壺進行實驗(水的初始溫度相同)，獲得數據如下表。通過比較可以發現，燒開一壺水，耗能較少的是          ▲        (選填“一次性燒開”或“分兩次燒開”)。

  (3)探索開發新能源是節能減排的重要途徑

    傳統的火力發電技術發電l千瓦時約需要完全燃燒400克煤。我國國家體育場(“鳥巢”)是世界上最大的環保型體育場，它的太陽能發電系統替代了部分火力供電。該系統正常工作1小時，可發電130千瓦時，大約可以減少排放多少千克的二氧化碳?(設煤的含碳量為90％，煤燃燒的化學方程式可以表示為：C+O2====C02) 

閱讀文章并回答文后問題。

變廢為寶的生物質能

      生物質是地球上最廣泛存在的物質，它包括所有動物、植物和微生物，以及由這些有

  生命物質派生、排泄和代謝的許多有機質。各種生物質都具有一定的能量。以生物質為載

  體、由生物質產生的能量，便是生物質能。

生物質能是太陽能以化學能形式貯存在生物中的一種能量形式。它直接或間接來源于

    植物的光合作用。地球上的植物進行光合作用所消費的能量，  占太陽照射到地球總輻射量的0.2％。這個比例雖不大，但絕對值很驚人：光合作用消費的能量是目前人類能源消費總量的40倍。可見，生物質能是一個巨大的能源。

    人類以柴薪為能源，歷史長達百萬年。作為可直接利用的燃料，柴薪利用貫穿著整個人類的文明發展史。除柴薪的直接燃燒外，生物質能的轉化利用技術還有沼氣生產、酒精制取、木制石油、生物質能發電等。

    一、生物質能的來源

柴薪  至今仍是許多發展中國家的重要能源。但由于柴薪的需求導致林地日減，應適當規劃與廣泛植林。

    牲畜糞便  牲畜的糞便，經干燥可直接燃燒供應熱能。若將糞便經過厭氧處理，可產生甲烷和肥料。

    制糖作物  制糖作物可直接發酵，轉變為乙醇。

    城市垃圾  主要成分包括：紙屑（占40％）、紡織廢料（占20％）和廢棄食物（占20％）等。將城市垃圾直接燃燒可產生熱能，或是經過熱分解處理制成燃料使用。

    城市污水  一般城市污水約含有0.02％一0.03％的固體與99％以上的水分，下水道污泥有望成為厭氧消化槽的主要原料。

    水生植物  同柴薪一樣，水生植物也可轉化成燃料。

    二、生物質能的轉化利用

    生物質能的開發和利用具有巨大的潛力，主要包括兩方面：一是建立以沼氣為中心的農村新能量、物質循環系統，使秸稈中的生物能以沼氣的形式緩慢地釋放出來，解決燃料問題；二是建立能量農場、能量林場及海洋能量農場。

    沼氣利用技術  人類發現、利用沼氣，已有悠久的歷史。1776年，意大利科學家沃爾塔發現沼澤地里腐爛的生物質發酵，從水底冒出一連串的氣泡，分析其主要成分為甲烷和二氧化碳等氣體。由于這種氣體產生于沼澤地，故俗稱“沼氣”。1781年，法國科學家穆拉發明人工沼氣發生器。200多年過去了，如今全世界約有農村家用沼氣池530萬個，中國就占了92％。農村沼氣池的主要填料是豬糞、秸稈、污泥和水等。隨著農村沼氣使用的日益推廣和大型厭氧工程技術的進步，90年代以來，世界范圍內的一些大型沼氣工程有了迅速發展。

    生物質汽化將固體生物質轉化為氣體燃料，稱為生物質汽化。其基本原理是含碳物質在不充分氧化（燃燒）的情況下，會產生出可燃的一氧化碳氣體，即煤氣。制造煤氣的設備稱為汽化爐，人們故意不給足氧氣，讓含碳物質在沒有足夠的空氣的情況下燃燒，“燜”出一氧化碳來。

    生物質液化  將固體生物質轉化為液體燃料，稱為生物質液化。它包括間接液化和直接液化兩種。間接液化是指通過微生物作用或化學合成方法生成液體燃料，如乙醇（酒精）、甲醇；直接液化則是采用機械方法，用壓榨或提取等工藝獲得可燃燒的油品，如棉籽油等植物油，經提煉成為可替代柴油的燃料。

    生物質熱分解  這是一項很有潛力的技術，用于制取人造石油。一些生物質通過熱分解，可制取生物油、生物炭和可燃燒氣體，使生物質得到充分利用。

    能源農場  即建立以獲取能源為目的的生物質生產基地，以能源農場的形式大規模培育生物質，并加工成可利用的能源；要對土地進行合理規劃，盡可能利用山地、非耕荒地和水域，選擇適合當地生長條件的生物質品種進行培育、繁殖，以獲得足夠數量的高產植物。在海洋、水域，要充分利用海藻和水生物提取能源，建立海洋能源農場或江河能源農場。同時，將基因工程等現代生物技術廣泛應用于能源農場中，以提高能源轉化率。

專家預測，到2050年，以生物質能為重要組成部分的可再生能源，將以相同或低于礦物燃料的價格，提供全球3／5的電力和2／5的直接燃料。

                                                           摘自《新科技啟蒙》

（1）生物質能是屬于一次能源還是二次能源?是屬于可再生能源還是不可再生能源？

（2）生物質能在使用時可以轉化為哪些形式的能？請舉例說明。

（3）能源危機是一個全球性的問題，對于我們個人，平時使用過哪些能源?我們在使用時要注意些什么問題?談談你的看法。

第十五屆全國初中應用物理知識競賽復賽試題

    一、(14分)王偉同學研究了均勻拉緊的琴弦發音頻率與弦長的關系，并記錄了實測的數據(如下表所示)。請你根據記錄表格中的有關數據，分析并估算出他有意留出的空格中應該填寫的數據(要求寫出估算的過程)。

二、(14分)類比水壓是形成水流的原因，李楠同學猜想，血液在血管內流動時也需要一定的壓力差來維持。假設血液勻速通過長度一定的血管時，受到的阻力f與血液的流速v成正比，即f=kv。那么，要想讓血液勻速流過，血管兩端就需要一定的壓力差。設血管截面積為S₁時，兩端所需的壓強差為△p₁；若血管截面積減少10％時，為了維持在相同的時間內流過同樣體積的血液，壓強差必須變為△p₂。請你通過計算比較△P₁、△P₂的大小，說明血管變細可能是誘發高血壓的重要因素之一。

    三、(16分)下表是某鍋爐廠生產的CWNG系列三種鍋爐的主要技術參數。

CWNG系列三種鍋主要技術參數

    已知水的比熱容為4.2×10³J／（kg·℃），假設三種鍋爐的燃煤效率相同，且煤均可達到完全燃燒。請根據上表回答以下問題：

    1．根據表格中的已知數據，請在表格中的四個(    )內填上合適的數據。

    2．按表格中的出水溫度和回水溫度，計算CWNGl．05—80／60AH型鍋爐每小時給住宅內釋放的熱量是多少。

3．根據表格中已知數據計算燃燒的熱值為多少。

四、(16分)李明得到一個國外生產的電熱暖手器，銘牌上表示額定值的字樣中，能看清楚的只有"24W"這幾個字。為了能正確使用該電器，他把一只標有"600Ω，0.4A'’的定值電阻與電熱暖手器和開關串聯起來，連接到家庭照明電路中，然后進行如下實驗觀察：將開關接通后，電能表轉盤轉動137圈恰好用了100s；斷開開關后，電能表轉盤在1 min內恰好轉了80圈；觀察電能表上標有3000r(kW·h)的字樣；他在做實驗的時間內，家中其他用電器的使用情況沒有變化。請根據以上數據，計算電熱暖手器的額定電壓是多少?你在計算過程中忽略了什么因素的影響?由此導致的計算結果是偏大還是偏小?

    五、(20分)一所農村中學常常因為不能及時給水塔注水而停水，科技小組的同學知道后，利用下圖所示的器材設計了一個自動注水模擬裝置。A為浮子(浮子及其連桿總重約15N)，在浮子連桿的上端有一可移動金屬觸頭B(其受重力可忽略不計)，它可以分別將其上、下的兩個固定觸點連通。C為水塔上的圓桶形蓄水池；M為配有電動機的水泵(電泵)；D₁、D₂為彈簧，E₁、E₂為銜鐵，F₁、F₂為電磁鐵線圈；K₁為最高水位限位開關。K₂為最低水位限位開關，K₃、K₄、K₅均為由電磁鐵銜鐵帶動的觸頭開關。電磁鐵F₁通電時，K₄接通，斷電時，K₃接通。電磁鐵F₂斷電時，K₅接通。S₁、S₂為開關。

    1．請你按照下圖所示的器材，連接一個可以實現自動注水的模擬電路，并說明自動注水的過程。

    2．要實現自動注水的要求，浮子的最小體積約為多大?(g=10N／kg)

    3．若設計要求每次自動注水需在10min內完成，需要知道或測量哪些物理量才能得到相匹配電泵的最小額定功率?請你用字母表示這些物理量，推導出電泵最小額定功率的表達式。在你的計算過程中，如果運用了近似條件，請說明。

    六、(20分)在當今世界，研制各種機器都必需考慮節約能源和治理廢氣污染這一重要課題。在內燃機中，廢氣帶走了很多能量，如果能將這些能量再利用起來，會使內燃機的效率提高許多。某工廠科研人員研制生產的四沖程汽車專用柴油發動機，就采用了很多新技術。其中最重要的一項叫“增壓”技術，它是利用“廢氣渦輪增壓器”使排氣沖程中排出的高溫、高壓的廢氣去沖擊“廢氣渦輪”高速旋轉，它同時又帶動同軸的進氣系統中的“進氣渦輪”也高速旋轉，從而增加吸氣沖程的進氣量并增大進氣氣壓，使做功沖程中柴油燃燒的更充分，燃氣壓強更大，同時也減少了廢氣中的有害物質，達到提高柴油發動機效率和減少廢氣污染的目的。這種柴油發動機有6個氣缸，氣缸直徑為ll0mm，活塞行程為135mm，當轉速為2300r／min時，發動機功率為220kW，最低油耗可達240g／(kW·h)，柴油的熱值為4.3×10⁷J／kg。請回答下列問題：

    1．該柴油發動機的效率最高可達多少?

    2．在做功沖程中氣缸內的平均壓強是多少?

    3．如果將我國這種機型的汽車柴油發動機都安裝“增壓器”后，能使它們的平均效率由原來約31％提高到近35％，安裝前按每年消耗3億噸柴油估算，這項技術每年能為我國節約多少噸柴油?

    4．如果目前我國柴油的平均價格為3750元／噸，根據上面的估算結果，計算使用“增壓”技術后僅節約柴油一項可使我國每年節約多少資金。由此你有哪些認識?