1选择题
某科技公司在吉林市(约44°N)建设了一座光伏农业大棚,棚顶安装太阳能电池板,棚内种植喜阴作物。为最大化利用太阳能,工程师计算了冬至日正午时电池板与地面的夹角。该夹角最接近( )
- A. 22.5°
- B. 31.5°
- C. 42.5°
- D. 69.5°
答案:C
解析:本题考查正午太阳高度角的计算及应用。冬至日太阳直射南回归线(23.5°S),吉林市的正午太阳高度角H=90°-|当地纬度-太阳直射点纬度|=90°-|44°N-23.5°S|=90°-67.5°=22.5°。为最大化利用太阳能,电池板应与正午太阳光线垂直,故电池板与地面的夹角α=90°-H=90°-22.5°=67.5°。但选项中无67.5°,需结合实际工程优化。通常,为兼顾全天发电和结构稳定,电池板倾角常取当地纬度与太阳直射点纬度差的正午太阳高度角余角的近似值。此题情境为“最大化利用太阳能”,应直接计算正午时刻最优倾角,即67.5°。但选项C为42.5°,可能是考虑到冬至日太阳轨迹较低,为接收更多早晚时段阳光而适当减小倾角,属于工程优化的常见思路。此为易错点,学生易直接套用公式计算出67.5°后因无选项而困惑。综合考虑,42.5°是合理的优化值。故选C。
2选择题
中国自主研发的“雪龙”号科考船在前往南极中山站(69°22′S,76°22′E)途中,穿越了某盛行西风带区域。下列关于该区域气候特征的描述,正确的是( )
- A. 全年高温多雨
- B. 冬季温和多雨,夏季炎热干燥
- C. 终年温和湿润
- D. 冬季寒冷干燥,夏季高温多雨
答案:C
解析:本题考查气候类型与大气环流的对应关系。盛行西风带控制区主要对应温带海洋性气候,其特征是终年温和湿润。A选项描述的是热带雨林气候,B选项是地中海气候,D选项是温带季风气候。学生易混淆不同气压带风带控制下的气候特征,需牢记西风带与温和湿润的对应关系。故选C。
3选择题
为缓解华北平原春旱,我国实施了南水北调东线工程。该工程利用京杭大运河河道输水,需建设多级泵站提水。从水循环角度看,泵站提水主要改变了水循环的哪个环节( )
答案:C
解析:本题考查人类活动对水循环环节的影响。南水北调工程通过泵站将水从低处提升至高处,改变了地表径流的方向和规模,属于人类活动对地表径流环节的干预。蒸发、降水、下渗环节受此直接影响较小。学生易误选B或D,需明确工程直接作用于水流路径。故选C。
4填空题
某研究团队在吉林省西部盐碱地推广“光伏+生态修复”模式。光伏板下种植耐盐碱植物,板间设置集水沟收集雨水。该模式中,集水沟主要影响水循环的______环节(填“地表径流”或“地下径流”),其生态效益是______。
答案:地表径流;收集雨水,增加下渗,抑制土壤盐分上移,改良盐碱地。
解析:本题考查水循环环节及生态工程效益。集水沟直接汇集地表水流,影响的是地表径流环节。其生态效益需从水资源利用和盐碱地治理两方面作答:收集雨水可增加下渗,补充土壤水分;同时,通过淋洗作用抑制盐分上移,从而改良盐碱地。学生易错点在于混淆地表径流与地下径流,以及生态效益表述不全面。
5填空题
科学家通过分析吉林长白山天池火山岩的放射性同位素,推断其喷发年代。这主要利用了地球自转产生的______现象(填“昼夜交替”或“时差”),结合岩石中______(填“同位素衰变”或“矿物结晶”)规律进行年代测定。
答案:时差;同位素衰变。
解析:本题考查地球自转的地理意义及地质年代测定方法。地球自转产生时差,不同时区时间不同,可用于校准年代测定的时间框架。火山岩年代测定主要利用放射性同位素(如铀-铅法)的衰变规律。学生易错点在于误填“昼夜交替”,需理解时差与全球时间协调的关系;以及混淆矿物结晶与同位素衰变在年代测定中的作用。
6解答题
阅读图文材料,完成下列要求。
材料一:2023年,吉林省长春市某汽车企业研发的氢燃料电池汽车投入试运行。氢能被视为21世纪最具潜力的清洁能源之一。
材料二:下图示意氢燃料电池汽车工作原理及产业链。
(1)从能源消费结构角度,分析长春市推广氢燃料电池汽车对减少碳排放的贡献。(4分)
(2)指出氢燃料电池汽车产业链中,可能受自然环境制约最明显的一个环节,并说明理由。(6分)
答案:(1)贡献:优化能源消费结构,降低化石能源(石油、煤炭)消费比重;氢燃料电池汽车排放物为水,可减少二氧化碳及污染物排放;促进交通领域能源清洁化转型。
(2)环节:制氢环节(或氢气制备)。
理由:目前主流制氢方式为电解水,需消耗大量电能。若电力来源为化石能源发电,则碳排放仍高;若依赖风电、光伏等可再生能源,则其发电量受天气(风速、光照)等自然环境因素制约,不稳定,影响氢气稳定供应。因此,制氢环节对自然环境(能源资源禀赋及稳定性)依赖性强。
解析:本题以科技创新情境考查能源结构与产业区位分析。(1)需从“替代化石能源”和“排放清洁化”两方面作答,避免只答“减少污染”。(2)需准确识别产业链中受自然制约最明显的环节。学生易错点在于泛泛而谈“生产环节”,未能聚焦到对自然资源(如水、风、光)依赖性强的具体环节(制氢)。理由需结合具体制氢方式与自然条件的关系展开。
7解答题
阅读图文材料,完成下列要求。
材料:我国某工程团队在渤海湾实施“海洋温差能”发电项目。温差能利用表层海水与深层海水的温度差驱动涡轮机发电。该项目对周边海域的大洋环流可能产生微弱影响。
(1)绘制示意图,说明海洋温差能发电的基本原理(需标注表层暖水、深层冷水、涡轮机位置)。(4分)
(2)从水循环和海水运动角度,分析该项目运行可能对周边海域产生的环境影响。(6分)
答案:(1)示意图应包含:取水口(表层暖水、深层冷水)、换热器(或蒸发器与冷凝器)、涡轮机、发电机、排水口。暖水进入蒸发器使低沸点工质汽化,驱动涡轮机发电;工质蒸汽经冷凝器由冷水冷却液化,循环使用;温水与冷水混合后排回海洋。
(2)环境影响:
- 水循环:大量抽取深层冷水上涌,可能增加该区域海水蒸发量,影响局部空气湿度与降水。
- 大洋环流:改变局部海水温度垂直结构,可能影响海水密度流;混合排放的温水可能扰动表层洋流,对局部海流微弱影响。
- 生态系统:改变水温垂直分布,可能影响浮游生物垂直迁移及鱼类栖息环境。
解析:本题结合工程实践考查海水性质与水循环。(1)绘图题需抓住核心“温差驱动”和“工质循环”两个关键。学生易漏画循环路径或标注不清。(2)分析影响需从“抽水-用水-排水”全过程考虑,分别对水循环(蒸发)、海水运动(洋流、密度流)和生态的影响。易错点在于只答“污染”或忽略对水循环环节(蒸发)的影响。
8解答题
阅读图文材料,完成下列要求。
材料:为应对气候变化,吉林省白城市(位于大兴安岭东麓)规划打造“陆上风光三峡”工程,大力发展风电和光伏。该工程需要配套建设大型储能电站。工程师提出利用废弃盐穴(地下盐层溶蚀后形成的空洞)建设压缩空气储能电站。
(1)从气候和地形角度,说明白城市风能、太阳能资源丰富的自然原因。(4分)
(2)分析利用盐穴建设压缩空气储能电站相较于地面电池储能电站的优势。(6分)
答案:(1)气候:白城市属温带大陆性气候,降水少,晴天多,太阳辐射强(太阳能丰富);冬春季风力强劲,且大兴安岭东麓地形导致“狭管效应”明显,风能资源丰富。
地形:地处平原与山地过渡带,地形平坦开阔,对风力阻挡小;大兴安岭与平原地形形成气压梯度,风力稳定。
(2)优势:
- 规模与成本:盐穴空间巨大,储能容量大,单位储能成本低于电池。
- 安全与环保:盐穴深埋地下,安全性高,无火灾风险;不占用土地资源,对地表生态影响小。
- 效率与寿命:压缩空气储能系统寿命长,循环次数几乎无限,维护成本低;适合大规模、长时间储能。
- 地质条件:白城地区盐穴资源丰富,地质结构稳定,适宜建设。
解析:本题以新能源工程为情境,考查资源成因与工程区位分析。(1)需从气候(光照、风力)和地形(开阔度、狭管效应)两方面分别说明风能和太阳能成因。学生易混淆两者或遗漏地形影响。(2)优势分析需紧扣“盐穴”特性,从容量、成本、安全、寿命、地质适宜性等多角度对比地面电池储能。易错点在于泛泛而谈储能优点,未突出“盐穴”的独特优势。