22.3太阳能同步练习 2021-2022学年人教版物理九年级全一册（有解析）

22.3太阳能
基础知识
知识点1
太阳和太阳能
1.
在太阳内部，氢原子核在超高温下发生________，释放出巨大的能量。
2．太阳表面温度约为_______℃，就像一个高温气体组成的海洋，大部分太阳能以______和_______的形式向四周辐射开去。
3.
我们现在正在使用的能源中有很大一部分来自化石能源，而这些能源最根本是来自于_______能。
知识点2
太阳能的利用
4．目前，人类利用太阳能的方式有两种，一是用于__________；二是__________。
5．我国光伏产品近期遭遇欧盟“双反”调查，这是迄今为止对我国最大规模的贸易诉讼，光伏产业利用太阳能的最佳方式是光伏转换，利用光伏效应使太阳光照射到硅材料上产生电流直接发电，下列说法中正确的是
（
）
A.
光伏效应是将太阳能转化为电能
B.
太阳能是不可再生能源
C．太阳能和电能都属于一次能源
D.
化石能源和太阳能都是取之不尽用之不竭的
6．下列装置中是利用太阳能加热物体的有（
）
A.
太阳灶
B.
太阳能集热器
C.
夏天屋顶上方放的黑色储水袋
D.
人造卫星上巨大的太阳能电池板
综合能力
7．（易错题）太阳能是在太阳内部，氢原子核发生_______（填“裂变”或“聚变”）释放出的核能，电能属于_______（填“一次”或“二次”）能源。
8．（综合题）用太阳能集热器把水等物质加热，其实质是
（
）
A．把太阳能转化成核能
B.
把核能转化成内能
C．把太阳能转化成内能
D．把内能转化成核能
9．（易混题）太阳能是人类能源的宝库，下列能源中不是来源于太阳能的是
（
）
A.
地热能
B．风能
C．水能
D．生物质能
10．（应用题）图22-3-1所示为我省某高校学生设计的一款小夜灯，它的一侧是太阳能电池板，白天接受阳光照射，晚上给另一侧高效节能的LED灯板提供电能，关于小夜灯中所应用的物理知识，下列说法不正确的是
（
）
A．太阳能是可再生能源
B.
太阳能电池板将电能全部转化为内能
C．LED灯的发光物体是由半导体材料制成的
D.
LED将电能转化为光能的效率比白炽灯高
11．（物理与科技）图22-3-2所示是太阳能热电站的原理图，看图回答下列问题：
（1）反射镜的作用是_________；太阳能热电站发电受天气的影响，阴雨天时，发电的功率将减小，图中能够保证阴雨天还能发电的装置是_________。
（2）从集热器到汽轮发电机，发生的能量转化是_______，在汽轮发电机中发生的能量转化是_________。
（3）与火力发电站相比，太阳能热电站的优点是________，缺点是________。
12．（信息题）阅读下面的短文，回答文后面的问题。
光电池
光电池是一种将光能转化为电能的电池，图22-3-3甲所示的硅光电池是一种典型的光电池，它的主要部分用硅制成，这种电池性能稳定、使用寿命长，已广泛用于电子计算器、收音机、玩具等方面，在人造卫星和其他太空仪器上常用硅光电池作为电源，由于目前电池的成本高，而且能量转换效率较低，限制了它的应用范围。
（1）光电池是一种将_______能转化为________能的电池。
（2）硅光电池的优点是_______，不足之处是_______。
（3）与普通化学电池相比较，你认为光电池还有什么优点
13．（物理与科技）“神舟”五号飞船在轨道上正常运行时，飞船上的电子仪器都依靠太阳能电池供电，太阳能电池能把接收到太阳能的20%转化为电能，“神舟”五号飞船上的太阳能电池由很多片单晶硅组成，每片单晶硅电池可输出0.6
V电压和0.1
A电流，则每小时照射到一片单晶硅电池上的太阳能为______J，“神舟”五号飞船绕地球飞行14圈后返回大气层，向地面靠近，由于空气阻力的作用，飞船的机械能将______，势能将_______（两空均填“增大”、“减小”或“不变”）。
14．（物理与科技）
太阳能热管
热管又叫真空集热管，在结构上与日常所用的热水瓶相似，不过热水瓶只能用来保温，而太阳能热管能巧妙地吸收太阳能，即便在微弱的阳光下它也能达到相当高的温度，其效率比一般的太阳能集热器高得多。
热管之所以具有奇特的本领，这完全是由它的特殊结构来决定的。
热管有一个透明的玻璃管壳，里面密封着一个能盛装液体或气体的吸热管，内外两管间抽成真空，这和普通热水瓶的构造是一样的，吸热管的材料可以是金属，也可以是玻璃，其外表面涂有吸热涂层，太阳能热管不仅集热性能好，而且拆装方便，使用寿命长，因而备受青睐，它既可以单独使用，例如用在太阳灶上，以代替平板式集热器；也可根据需要采取串联或并联方式，将许多支热管装在一起来使用，如今，热管的应用很普遍，在工厂、医院、学校、居民住宅楼的房顶上，整齐地排列着一排排热管的情景已司空见惯，这些热管可长年累月提供大量的热能，热管还可以应用于海水淡化、采暖、空调、制冷等方面，甚至还可以应用于太阳能发电，总之，热管是一种应用前景极其广阔的太阳能器具。
（1）太阳能热管是将______能转变为________能的装置；
（2）热管的玻璃壳同吸热管之间抽成真空是为起到________的作用；
（3）吸热管外部的涂层有什么作用呢
（4）热管有哪些应用 举出两个例子说明。
经典考题
15．下列能源符合“低碳生活”环保理念的是
（
）
A.
太阳能
B．煤
C.
石油
D．柴薪
16．“神舟”十号飞船进入运行轨道时，打开了太阳能帆板，太阳能帆板能将_____能转化为电能；宇航员王亚平在进行空中授课时，通过______波实现天地对话。
17．如图所示是上海世博会中国馆展出的名为“叶子”的小型低碳化未来汽车，车顶部的巨型“叶子”实际上是一个高效光电转换器，它可将______能转化为电能；车轮的轮毂其实是四个风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为______能，充入自身电池储存起来，同时，它还能将光电转换中排放的高浓度二氧化碳转化为电能并供车内照明，或转化为车内的空调制冷剂，不但是“零排放”，还实现了“负排放”，与传统汽车相比，“叶子”车的优点是___________________。
（写出一点即可）
18．太阳能热水器广受人们青睐，资料表明，晴天地面附近垂直于阳光的表面接收到的太阳能量平均为，即在1s内每平方米的面积上接收到的太阳能是。
（1）某品牌太阳能热水器可以将接收到太阳能的40%用来给水加热，其集热器接收阳光垂直照射的有效面积为，现向贮水箱中注入、20℃的水，则晴天曝晒在阳光下8h，贮水箱中水的温度可升高到多少 [假定水的质量保持不变，水的比热容]
（2）请从能源利用和环境保护两方面谈谈大力开发和推广使用太阳能的意义。
19．图22-3-5是一种建立在空间的太阳能电站向地球上固定区域供电的示意图，在太阳能收集板上铺设太阳能电池，通过光电转换把太阳能转换成电能，再经微波转换器将电流转换成微波，并通过天线将电能以微波的形式向地面发送，地面接收站通过天线把微波能还原成电能。
（1）如果太阳能电池的硅片能提供的电能为，巨大的太阳能收集板的总面积为，则太阳能电站的发电能力是多少千瓦
（2）利用微波传输电能，实现了“无缆输电”，输电效率可达80%，若微波输电采用的频率是2
450
MHz，求微波的波长及地面接收站接收到的电功率是多少千瓦
20．如图所示是一种太阳能LED路灯的电路图，光控开关S白天与触点a接触，太阳能电池板为蓄电池充电；晚上与触点b接触，蓄电池给路灯供电，平均每晚路灯工作10h，太阳光照射5h能使规格是“24
V
30
W”的路灯正常工作3个晚上，求：
（2）路灯正常工作时每晚消耗的电能；
（3）若太阳能电池板的光电转换效率为18%，求电池板吸收太阳能的功率。
参考答案
1．聚变
2．6000
热
光
3．太阳
4．加热物体
将太阳能转化为电能
5．A
解析：A．光伏效应过程将太阳能转化为电能，此选项正确；B.
太阳能属于可再生能源，此选项错误；C．太阳能属于一次能源，可以直接利用，电能属于二次能源，从其他能源转化而来，此选项错误；D.
地球上化石能源的总量是有限的，总有一天会开发殆尽，太阳能至少在太阳存在的时间内是取之不尽用之不竭的，此选项错误，故选A。
6．ABC
解析：人造卫星上巨大的太阳能电池板，是把太阳能转化为电能。
7．聚变
二次
解析：太阳能是在太阳内部，氢原子核发生聚变释放出的核能，这一过程每时每刻在太阳的内部都在进行着，因此，其能量相当巨大；电能无法从自然界直接获取和利用，因此属于二次能源。
8．C
解析：太阳能以光辐射的形式传到地球上，把水晒热是太阳能转化为内能。
9．A
解析：地热能来源于地球内部，所以不属于来自太阳能的范畴，而风能、水能都是因为地球吸收了太阳的能量形成的，生物质能是通过光合作用转换的，也来自于太阳能，故选A。
10．B
解析：A.
太阳能取之不尽、用之不竭，所以太阳能是可再生能源，该选项说法正确；B.
太阳能电池板将电能全部转化为化学能，该选项说法错误；C.
二极管是由硅和锗等材料制成，而硅和锗是半导体材料，因此LED灯的发光物体是由半导体材料制成的，该选项说法正确；D.
白炽灯工作时将大部分电能转化为内能，而LED灯发光时几乎不发热，因此LED将电能转化为光能的效率比白炽灯高，该选项说法正确，故选B。
11．(1)使平行的太阳光集中照射到集热器上
储热器
(2)内能→机械能
机械能→电能
(3)清洁、无污染、能源持久
效率低、功率不稳定
解析：(1)太阳照到地球上的光是平行光，因而光能不集中，升温不快，用反射镜可以使分散的太阳光会集照到集热器上。(2)集热器产生高温高压的水蒸气冲击汽轮发电机转动，产生电能。(3)太阳能是一种既无污染，又取之不尽的能源，但太阳能热电站的效率低、功率不稳定，又受天气等因素的影响，解答本题要会根据原理图弄清能的转化过程，同时会从环境保护和太阳能的特点等角度分析利用太阳能发电与利用火力发电相比的优缺点。
12．(1)光
电
(2)性能稳定、使用寿命长
成本高、能量转换效率低
(3)光电池不会因废弃而污染环境。
13．1080
减小
减小
解析：单晶硅电池输出电功率，每小时输出的电能，吸收的太阳能。
14．(1)太阳
内
(2)隔热
(3)涂层能吸收光能，并随时将光能转变为内能。
(4)可用于提供热水、采暖、海水淡化等。
15．A
解析：太阳能取之不尽用之不竭，使用时不会产生二氧化碳等造成温室效应的气体，符合“低碳生活”环保理念，故选A。
16．太阳
电磁
解析：太阳能帆板能将太阳能转化为电能；宇航员王亚平在进行空中授课时，通过电磁波实现天地对话。
17．光(或太阳)
电
节能环保(或降低温室效应等)
解析：光电转换器是将太阳能转化为电能的装置，风力发电机是将风能转化为电能，从题中信息来看，这种未来汽车只用太阳能和风能这两种无污染的能源，相对于燃油汽车来说可减小污染，节能环保，降低温室效应。
18．(1)热水器上接收到的太阳能，
水吸收的热量。
水升高到的温度
(2)太阳能取之不尽、用之不竭，从能源利用的角度看，大力开发太阳能，可以减少煤、石油、天然气等不可再生能源的消耗，有利于社会的可持续发展；从环境保护的角度看，大力开发太阳能，可以减少二氧化碳气体的排放，减少二氧化硫、烟尘等有害物质对环境的破坏。
19．(1)。
（2），
20.
(1)设路灯的电阻为R，
，
所以
(2)路灯正常工作1晚消耗的电能
(3)路灯正常工作3晚消耗的电能
设电池板吸收太阳能的功率为，则，
所以
解析：由额定功率与额定电压求电阻可利用公式，得；路灯正常工作时消耗的电能为；根据题意可知，太阳光照射5h能使路灯正常工作3个晚上，且太阳能电池板的光电转换效率为18%，所以先求出太阳能电池板照射5h转化成的电能，此电能为太阳能电池板接收太阳能的18%，从而可求出太阳能电池板在5h内接收的能量，再根据公式求出功率即可。
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