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有关能量流动的计算问题

(2012-05-28 13:13:10)
标签:

能量传递效率

教育

分类: 试题研究和分析

 2008年山东高考题:为缓解人口增长带来的世界性粮食紧张状况,人类可以适当改变膳食结构。若将(草食)动物性与植物性实物的比例由1比1调整为1比4,地球可供养的人口数量是原来的              倍?(能量传递效率按10%计算,结果精确到小数点后两位数字)
    答案:1.96
    分析:(草食)动物性与植物性食物指食物的两种来源,括号中的说明表示此处动物属第二营养级,这样就可以两条食物链计算,即:植物→(草食)动物→人;植物→人。   
设现在人口数量需要能量为a,则需植物为:0.5a/0.1x0.1+0.5a/0.1=55a。 将(草食)动物性与植物性食物的比例由11调整为14,则现在地球人口需植物为:0.2a/ 0.0.1+0.8a/0.1=28a。 调整食物结构后,地球可供养的人口数量是原来的  55a /28a=1.96倍。 最近在教学中也碰到了以下有关的计算题,现总结分析如下
 试题一:假设下图所示食物网中水稻固定的大阳能为N,能量传递效率为10%,且均匀传递,则人类获得的能量  

有关能量流动的计算问题

A.等于101N    B.等于102N   C.少于101N  D.多于101N 答案:C 分析:水稻固定的大阳能为N,能量传递效率为10%。如果都是人类直接吃了,那是等于101N,但有些部分是其它动物吃了,人类再吃他们的产品,人类对这部分能量而言是二级消费者了,所以人类并没有全吃了水稻。比如:稻壳被鸭子吃了,鸭子被人吃了,那这部分稻子的能量人类利用的就是10%×10%了。再如稻草被牛吃了,牛奶被人喝了,那也是人类利用了稻草能量的10%×10%。所以人类不是一级,也不是二级,而是由一级(大米)部分,有二级部分,介于10%N和1%N之间的,故选C 试题二:在下图食物网中a表示动物性食物所占比例,若要使鸟体重增加x通常(去掉了原题至少)需要生产者量为y,那么xy的关系可表示为  
有关能量流动的计算问题

         A.y=90ax+10x   B.y=25ax+5x  C.y=20ax+5x  D.y=100ax+10x 


    答案:A
    分析:a表示动物性食物所占的比例,则1-a表示植物性食物所占的比例,通常需要生产者的量,能量流动效率应该取10%,据此可以列式:y=ax÷10%÷10%+1ax÷10%=90ax+10x,选A

    试题三:甲、乙、丙,构成的食物关系如图。其中,甲能量中比例为x的部分直接提供给丙,则要使丙能量增加AKJ通常(去掉了原题至少)需要消耗甲的能量为________KJ(用所给字母表示)

                              有关能量流动的计算问题 

    答案:100A/19x   

    分析:甲能量中比例为x的部分直接提供给丙,甲能量中比例为1-x的部分通过乙提供给丙。能量流动效率应该取10%,设甲的总能量为W,据此可以列式:W×10%+W×1010%﹦A,算出W,得到答案
    总结分析: 试题二和试题三的计算方法一样,但计算式不一样,这和二者的已知不一样有关,很多学生没发现。
    本人认为,试题二和试题三都有值得商榷的问题,首先,浙科版指的能量传递效率只有10%,即十分之一法则,所以我去掉至少二个字,改为通常。按人教版用20%计算,试题二应该选C,试题三应该是100A/14x)。其次,能量传递效率的计算公式是:下一营养级同化量/这一营养级同化量,10%是按照营养级来考虑的,鸟和丙在食物网中占二个营养级,和能量传递效率的含义不符,所以题目应该指明食物链中传递效率为10%

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