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1. (图像分析)[菏泽模拟]ECO智能控温系统,是专为节能而设计的一种运行模式。当开启ECO模式时,空调会自动调整至一个较为节能的运行状态,通过降低压缩机运行频率、优化送风方式等手段,在保持室内舒适度的同时,有效减少能耗。如图所示的是某空调开启ECO智能控温后的示意图,下列说法不正确的是 (
A.保持室内温度30~35℃时,ECO智能控温系统不能有效减少能耗
B.保持室内温度24~26℃时,ECO智能控温系统不能有效减少能耗
C.保持室内温度24~26℃时比保持室内温度30~35℃时ECO智能控温系统可以有效减少能耗
D.保持室内温度24~26℃时,空调电功率达到最大后慢慢变小,最终达到节能的目的
B
)A.保持室内温度30~35℃时,ECO智能控温系统不能有效减少能耗
B.保持室内温度24~26℃时,ECO智能控温系统不能有效减少能耗
C.保持室内温度24~26℃时比保持室内温度30~35℃时ECO智能控温系统可以有效减少能耗
D.保持室内温度24~26℃时,空调电功率达到最大后慢慢变小,最终达到节能的目的
答案
1.B 【点拨】由图可知,在保持室内温度 30~35 ℃时,功率增大后几乎保持不变,说明 ECO 智能控温系统不能有效减少能耗,故 A 正确。保持室内温度 24~26 ℃时,功率先变大然后逐渐变小,最终达到节能目的,并非不能有效减少能耗,故 B 错误。对比图中保持室内温度 24~26 ℃时和保持室内温度 30~35 ℃时的功率变化可知,24~26 ℃时功率最终变小,能有效减少能耗,故 C 正确。保持室内温度 24~26 ℃时,空调电功率达到最大后慢慢变小,最终功率基本不变,最终达到节能的目的,故 D 正确。故选 B。
解析
【分析】
本题是结合实际应用的图像分析题，解题时需先明确图像中两条曲线的物理意义：实线代表室内温度保持30~35℃时的功率变化，虚线代表室内温度保持24~26℃时的功率变化。再逐一分析各选项，对比两条曲线的功率变化特点，判断每个选项说法的正误。
【解析】
由图像可知：
1. 选项A：保持室内温度30~35℃时，实线对应的功率增大后几乎保持不变，功率始终较高，说明ECO智能控温系统不能有效减少能耗，A说法正确；
2. 选项B：保持室内温度24~26℃时，虚线对应的功率先变大，之后逐渐变小，最终稳定在较低功率，说明该温度下ECO智能控温系统能有效减少能耗，并非不能减少，B说法错误；
3. 选项C：对比两条曲线，24~26℃时最终的稳定功率远低于30~35℃时的稳定功率，说明保持24~26℃时ECO系统更节能，C说法正确；
4. 选项D：保持24~26℃时，虚线显示功率达到最大后慢慢变小，最终稳定，从而达到节能目的，D说法正确。
综上，不正确的说法是B选项。
【答案】
B
【知识点】
电功率、图像分析、节能应用
【点评】
本题以空调ECO智能控温为背景，考查学生对功率图像的分析能力，将物理知识与生活实际结合，关键是读懂曲线的变化趋势，难度适中，属于中等难度题。
【难度系数】
0.5
本题是结合实际应用的图像分析题，解题时需先明确图像中两条曲线的物理意义：实线代表室内温度保持30~35℃时的功率变化，虚线代表室内温度保持24~26℃时的功率变化。再逐一分析各选项，对比两条曲线的功率变化特点，判断每个选项说法的正误。
【解析】
由图像可知：
1. 选项A：保持室内温度30~35℃时，实线对应的功率增大后几乎保持不变，功率始终较高，说明ECO智能控温系统不能有效减少能耗，A说法正确；
2. 选项B：保持室内温度24~26℃时，虚线对应的功率先变大，之后逐渐变小，最终稳定在较低功率，说明该温度下ECO智能控温系统能有效减少能耗，并非不能减少，B说法错误；
3. 选项C：对比两条曲线，24~26℃时最终的稳定功率远低于30~35℃时的稳定功率，说明保持24~26℃时ECO系统更节能，C说法正确；
4. 选项D：保持24~26℃时，虚线显示功率达到最大后慢慢变小，最终稳定，从而达到节能目的，D说法正确。
综上，不正确的说法是B选项。
【答案】
B
【知识点】
电功率、图像分析、节能应用
【点评】
本题以空调ECO智能控温为背景，考查学生对功率图像的分析能力，将物理知识与生活实际结合，关键是读懂曲线的变化趋势，难度适中，属于中等难度题。
【难度系数】
0.5
2. （项目化学习）在跨学科实践课上，某小组同学开展了“节约一度电”的项目化学习活动。下面是该小组同学实践的过程，请帮助完成下列内容。
【项目分解】
(1)收集生活中浪费电的现象。
(2)讨论该如何节约用电。
【项目实施】
(1)收集生活中浪费电的现象。
同学们了解到，家里和学校教室里的电灯不能及时关掉，是一种很普遍的浪费电的现象。另外，学校和家庭生活中用电器待机耗电问题常常被忽视，待机通常是指用遥控器关闭电器时，遥控器并不关闭电源开关或是没有拔掉电器插头，让电源指示灯一直亮着。
实践小组的同学所在城市以家庭为单位约 $7× 10^5$ 户，用电器平均每天按待机20 h计算，参考表1数据，估算每天该城市家庭用电器待机浪费电的总量约为
(2)讨论该如何节约用电。
实践小组的同学认为，节约用电应该从点滴做起，以下措施切实可行。
①随手关灯：根据公式 $W=Pt$ 可知，这样可以节约用电的理由是减少
②不让用电器处于待机状态。
③尽量使用节能灯。根据公式 $W=Pt$ 可知，这样可以节约用电的理由是
【项目拓展】
(1)阶梯电价、分时电价等计费方式也会大大增强人们节约用电的意识。为了增强大家的节约用电意识，某城市实施分时电价，具体方案如表2。
表2
小华留心观察了一下自家电能表，分别记录了她家第一天早8:00、晚21:00和第二天早8:00这三个时刻的示数，如图所示。则她家这一天应付电费
(2)发电厂输送电能若能采用超导材料电缆，可以大大降低由于电流
【项目分解】
(1)收集生活中浪费电的现象。
(2)讨论该如何节约用电。
【项目实施】
(1)收集生活中浪费电的现象。
同学们了解到，家里和学校教室里的电灯不能及时关掉，是一种很普遍的浪费电的现象。另外，学校和家庭生活中用电器待机耗电问题常常被忽视，待机通常是指用遥控器关闭电器时，遥控器并不关闭电源开关或是没有拔掉电器插头，让电源指示灯一直亮着。
实践小组的同学所在城市以家庭为单位约 $7× 10^5$ 户，用电器平均每天按待机20 h计算，参考表1数据，估算每天该城市家庭用电器待机浪费电的总量约为
$3.92×10^5$
$kW· h$。(2)讨论该如何节约用电。
实践小组的同学认为，节约用电应该从点滴做起，以下措施切实可行。
①随手关灯：根据公式 $W=Pt$ 可知，这样可以节约用电的理由是减少
通电时间
。②不让用电器处于待机状态。
③尽量使用节能灯。根据公式 $W=Pt$ 可知，这样可以节约用电的理由是
减小用电器的电功率
。实践小组同学所在的学校共有电灯300盏，都是60 W的日光灯，如果都改用20 W的节能灯，按平均每天用电4 h，则该学校更换节能灯后一天可节约用电48
$kW· h$。【项目拓展】
(1)阶梯电价、分时电价等计费方式也会大大增强人们节约用电的意识。为了增强大家的节约用电意识，某城市实施分时电价，具体方案如表2。
表2
小华留心观察了一下自家电能表，分别记录了她家第一天早8:00、晚21:00和第二天早8:00这三个时刻的示数，如图所示。则她家这一天应付电费
5.6
元。(2)发电厂输送电能若能采用超导材料电缆，可以大大降低由于电流
热效应
引起的电能损耗，由南方电网深圳供电局研制的相关材料电缆已在深圳正式投入使用，整个项目从设计制造到建设运行，全为自主创新。实现了关键技术的自主可控和关键装备100％国产化，填补了国内相关技术空白，体现了“大国制造”的工艺水准。答案
2.【项目实施$】(1)3.92×10^5 (2)①$通电时间 ③减小用电器的电功率;48 【项目拓展】(1)5.6 (2)热效应
【点拨】【项目实施】(1)一个家庭用电器待机的总功率$ P=10 W+2 W+2×3 W+10 W=28 W,7×10^5 $户的用电器平均每天按待机 20 h 计算,每天该城市家庭用电器待机浪费电的总量约为$ W = nPt = 7×10^5 ×28×10^-3 kW×20 h=3.92×10^5 kW·h$。(2)实践小组同学所在的学校共有电灯300盏,都是 60 W 的日光灯,如果都改用 20 W 的节能灯,按平均每天用电4 h,则该学校更换节能灯后一天可节约用电 ΔW=ΔPt=(60×10^-3 kW-20×10^-3 kW)×4 h×300=40×10^-3 kW×4 h×300=48 kW·h。【项目拓展】(1)由图示电能表可知,第一天早 8:00、晚 21:00 和第二天早 8:00 这三个时刻的示数分别为 2 455.2 kW·h、2 463.2 kW·h、2 467.2 kW·h,则高峰期消耗的电能为2 463.2 kW·h-2 455.2 kW·h=8 kW·h,低谷期消耗的电能为2 467.2 kW·h-2 463.2 kW·h=4 kW·h,应付电费为 0.55 元/(kW·h)×8 kW·h+0.30 元/(kW·h)×4 kW·h=5.6 元。(2)超导体的电阻为0,根据焦耳定律Q=I²Rt 知,产生的热量为0,即发电厂输送电能若能采用超导材料电缆,可以大大降低由于电流热效应引起的电能损耗。
【点拨】【项目实施】(1)一个家庭用电器待机的总功率$ P=10 W+2 W+2×3 W+10 W=28 W,7×10^5 $户的用电器平均每天按待机 20 h 计算,每天该城市家庭用电器待机浪费电的总量约为$ W = nPt = 7×10^5 ×28×10^-3 kW×20 h=3.92×10^5 kW·h$。(2)实践小组同学所在的学校共有电灯300盏,都是 60 W 的日光灯,如果都改用 20 W 的节能灯,按平均每天用电4 h,则该学校更换节能灯后一天可节约用电 ΔW=ΔPt=(60×10^-3 kW-20×10^-3 kW)×4 h×300=40×10^-3 kW×4 h×300=48 kW·h。【项目拓展】(1)由图示电能表可知,第一天早 8:00、晚 21:00 和第二天早 8:00 这三个时刻的示数分别为 2 455.2 kW·h、2 463.2 kW·h、2 467.2 kW·h,则高峰期消耗的电能为2 463.2 kW·h-2 455.2 kW·h=8 kW·h,低谷期消耗的电能为2 467.2 kW·h-2 463.2 kW·h=4 kW·h,应付电费为 0.55 元/(kW·h)×8 kW·h+0.30 元/(kW·h)×4 kW·h=5.6 元。(2)超导体的电阻为0,根据焦耳定律Q=I²Rt 知,产生的热量为0,即发电厂输送电能若能采用超导材料电缆,可以大大降低由于电流热效应引起的电能损耗。
解析
【分析】
本题为跨学科实践类题目，需结合电能公式$W=Pt$、电能表读数规则、焦耳定律等知识解决问题：
1. 计算待机浪费电能时，先求单个家庭待机总功率，再结合总户数、待机时间，注意功率单位换算（瓦转千瓦）；
2. 分析节约用电措施时，紧扣$W=Pt$公式，明确通电时间、电功率对电能的影响；计算学校节约电能时，先算单盏灯功率差，再乘以灯的数量和用电时间；
3. 分时电价电费计算需读取不同时段电能表示数，分别算出高峰期、低谷期用电量，再结合对应电价求和；
4. 超导材料的电能损耗需利用焦耳定律$Q=I^2Rt$分析，电阻为0时热效应损耗可忽略。
【解析】
项目实施
(1) 单个家庭用电器待机总功率：$P = 10\ \mathrm{W} + 2\ \mathrm{W} + 2×3\ \mathrm{W} + 10\ \mathrm{W} = 28\ \mathrm{W} = 0.028\ \mathrm{kW}$；
总浪费电能：$W = nPt = 7×10^5 × 0.028\ \mathrm{kW} × 20\ \mathrm{h} = 3.92×10^5\ \mathrm{kW·h}$。
(2) ① 根据$W=Pt$，随手关灯可减少通电时间，从而节约电能；
③ 使用节能灯可减小用电器的电功率；
学校每盏灯节约的功率：$\Delta P = 60\ \mathrm{W} - 20\ \mathrm{W} = 40\ \mathrm{W} = 0.04\ \mathrm{kW}$；
一天节约电能：$\Delta W = \Delta P · t · N = 0.04\ \mathrm{kW} × 4\ \mathrm{h} × 300 = 48\ \mathrm{kW·h}$。
项目拓展
(1) 电能表读数：第一天早8:00示数为$2455.2\ \mathrm{kW·h}$，晚21:00为$2463.2\ \mathrm{kW·h}$，第二天早8:00为$2467.2\ \mathrm{kW·h}$；
高峰期用电量：$W_{\mathrm{峰}} = 2463.2 - 2455.2 = 8\ \mathrm{kW·h}$；
低谷期用电量：$W_{\mathrm{谷}} = 2467.2 - 2463.2 = 4\ \mathrm{kW·h}$；
总电费：$0.55\ \mathrm{元/(kW·h)} ×8\ \mathrm{kW·h} + 0.30\ \mathrm{元/(kW·h)} ×4\ \mathrm{kW·h} =5.6\ \mathrm{元}$。
(2) 根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，超导材料电阻为0，可降低电流热效应引起的电能损耗。
【答案】
$3.92×10^5$；①通电时间；③减小用电器的电功率；$48$；$5.6$；热效应
【知识点】
电能的计算、电功率的应用、焦耳定律
【点评】
本题结合生活实际考查电能相关知识，注重理论联系实际，既考查公式应用能力，又培养节约用电的意识，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
本题为跨学科实践类题目，需结合电能公式$W=Pt$、电能表读数规则、焦耳定律等知识解决问题：
1. 计算待机浪费电能时，先求单个家庭待机总功率，再结合总户数、待机时间，注意功率单位换算（瓦转千瓦）；
2. 分析节约用电措施时，紧扣$W=Pt$公式，明确通电时间、电功率对电能的影响；计算学校节约电能时，先算单盏灯功率差，再乘以灯的数量和用电时间；
3. 分时电价电费计算需读取不同时段电能表示数，分别算出高峰期、低谷期用电量，再结合对应电价求和；
4. 超导材料的电能损耗需利用焦耳定律$Q=I^2Rt$分析，电阻为0时热效应损耗可忽略。
【解析】
项目实施
(1) 单个家庭用电器待机总功率：$P = 10\ \mathrm{W} + 2\ \mathrm{W} + 2×3\ \mathrm{W} + 10\ \mathrm{W} = 28\ \mathrm{W} = 0.028\ \mathrm{kW}$；
总浪费电能：$W = nPt = 7×10^5 × 0.028\ \mathrm{kW} × 20\ \mathrm{h} = 3.92×10^5\ \mathrm{kW·h}$。
(2) ① 根据$W=Pt$，随手关灯可减少通电时间，从而节约电能；
③ 使用节能灯可减小用电器的电功率；
学校每盏灯节约的功率：$\Delta P = 60\ \mathrm{W} - 20\ \mathrm{W} = 40\ \mathrm{W} = 0.04\ \mathrm{kW}$；
一天节约电能：$\Delta W = \Delta P · t · N = 0.04\ \mathrm{kW} × 4\ \mathrm{h} × 300 = 48\ \mathrm{kW·h}$。
项目拓展
(1) 电能表读数：第一天早8:00示数为$2455.2\ \mathrm{kW·h}$，晚21:00为$2463.2\ \mathrm{kW·h}$，第二天早8:00为$2467.2\ \mathrm{kW·h}$；
高峰期用电量：$W_{\mathrm{峰}} = 2463.2 - 2455.2 = 8\ \mathrm{kW·h}$；
低谷期用电量：$W_{\mathrm{谷}} = 2467.2 - 2463.2 = 4\ \mathrm{kW·h}$；
总电费：$0.55\ \mathrm{元/(kW·h)} ×8\ \mathrm{kW·h} + 0.30\ \mathrm{元/(kW·h)} ×4\ \mathrm{kW·h} =5.6\ \mathrm{元}$。
(2) 根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，超导材料电阻为0，可降低电流热效应引起的电能损耗。
【答案】
$3.92×10^5$；①通电时间；③减小用电器的电功率；$48$；$5.6$；热效应
【知识点】
电能的计算、电功率的应用、焦耳定律
【点评】
本题结合生活实际考查电能相关知识，注重理论联系实际，既考查公式应用能力，又培养节约用电的意识，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
