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2023-2024人教版9年物理全册同步学讲练测学案（全国通用）
第二十二章 能源可持续发展 专题22.3 太阳能
1.知道太阳能的由来及特点。
2.大致了解太阳能的利用方式及其新进展。
阅读本节课教材，参考教材完成教师给出的知识点问题的填空：
知识点1. 太阳能
1.在太阳的内部，氢原子核在超高温度条件下发生聚变，释放出巨大的核能。
2.大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射除去。
3.绿色植物的光合作用将太阳能转化为生物体的化学能。
4.我们今天使用的煤、石油、天然气等化石燃料，实际上是来自上亿年前地球所接收的太阳能。
知识点2. 太阳能的利用
1. 利用集热器加热物质；
2. 用太阳能电池把太阳能转化为电能。
3．太阳能的利用：化石能源、水能、风能都来源于太阳能．太阳能是一种清洁又安全的能源，目前人类利用太阳能源的方式有两种：一是采用光热转换，如用集热器加热水，二是光电转换，如太阳能电池．
知识点3. 太阳能的优缺点
1.优点：清洁、安全、无污染、环保、方便、经济、不受地域限制，取之不尽、用之不竭，节省地球资源等。
2.缺点：受到天气的限制。
知识点1. 太阳能
【例题1】（2023广东省）题图是飞船与空间站完成对接时的情景，以空间站为参照物，飞船是______的；空间站利用太阳能电池板获得能量，太阳能来自于太阳内部的核______变；空间站的图像信号是通过_______波传回地面的。
【答案】 静止 聚 电磁
【解析】飞船与空间站完成对接时，以空间站为参照物，飞船与空间站的距离没有发生变化，此时飞船是静止的。
空间站利用太阳能电池板获得能量，太阳能是太阳内部氢原子在超高温下发生聚变而放出的能量。
由于太空中没有空气，声音无法传播，所以宇航员进入空间站后是利用电磁波将空间站的图像信号传回地面的。
知识点2. 太阳能利用
【例题2】（2023广东省广州市）某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，对下图方框中能量形式判断正确的是（ ）
A. 甲是“电能” B. 乙是“太阳能” C. 丙是“电能” D. 丁是“机械能”
【答案】C
【解析】由题意可知整个过程是太阳能通过太阳能电池将太阳能转化为电能，电能通过蓄电池将电能转化为化学能储存在蓄电池中，晚上蓄电池对外放电，将化学能转化为电能供应路灯工作，路灯工作时将电能转化为光能，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
【演练1】（2022湖北武汉）下列关于太阳能的说法正确的是（ ）
A. 太阳能属于二次能源
B. 太阳能属于不可再生能源
C. 太阳是一个巨大的“核能火炉”
D. 太阳能电池直接将太阳能转化为化学能
【答案】C
【解析】A．太阳能属于一次能源，故A错误；
B．太阳能属于可再生能源，故B错误；
C．太阳内部发生的是核聚变，可以提供大量的能量，太阳是一个巨大的“核能火炉”，故C正确；
D．太阳能电池直接将太阳能转化为电能，故D错误。故选C。
【演练2】我市积极利用区域优势，大力发展风力发电，在城步南山、新邵龙山、邵东黄帝岭、洞口苏宝顶等地方建立了风力发电站。下列能源中与风能同属于可再生能源的是（ ）
A. 煤炭 B. 石油 C. 太阳能 D. 天然气
【答案】C
【解析】ABD．煤炭、石油和天然气都是经过地质年代形成的，在短期内不能得到补充，是所以是不可再生能源，故ABD不符合题意；
C．太阳能在自然界中能源源不断的获得，是可再生能源，故D符合题意。故选D。
本节需要重点记忆以下基础知识
1．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生热核反应，释放出巨大的核能．大部分太阳能以光和热的形式向四周辐射开去．
2．太阳能的利用：化石能源、水能、风能都来源于太阳能．太阳能是一种清洁又安全的能源，目前人类利用太阳能源的方式有两种：一是采用光热转换，如用集热器加热水，二是光电转换，如太阳能电池．
（满分100分，答题时间45分钟，根据下面给出的试题答案与解析自测自评）
一、选择题（本大题4小题，每小题8分，共32分）
1. （2023广西）如图，我国空间站正在航行。下列关于空间站的说法正确的是（ ）
A. 质量为零 B. 全部由超导体材料构成
C. 通过超声波与地面联系 D. 消耗的电能主要由太阳能电池板提供
【答案】D
【解析】A．质量表示物体含有物质的多少，所以无论空间站处于什么位置质量都不为零，故A错误；
B．空间站的外壳材料是耐高温、耐腐蚀、密度小的钛；选用铝合金作为结构材料，都不是超导材料，故B错误；
C．超声波不能在真空传播，空间站在太空运行，利用电磁波传递信息与地面联系，故C错误；
D．空间站储存能源以太阳能电池为主，也会有燃料电池供电，主要还是靠太阳翼源源不断的将太阳能转化为电能储存到太阳能电池板，所以消耗的电能主要由太阳能电池板提供，故D正确。
故选D。
2.许多城市都在推广利用太阳能，城市交通指示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能，下列关于太阳能的说法不正确的是（ ）
A．太阳是一个巨大的“核能火炉” B．太阳能为二次能源
C．太阳能属于可再生能源 D．太阳能清洁，无污染
【答案】B
【解析】地球接受的辐射能来自太阳中的核聚变反应，因此太阳是一个巨大的“核能火炉”, A正确；太阳能可以从自然界直接获取为一次能源,B不正确；太阳能属于可再生能源，并且清洁无污染,C、D正确,选B。
3．太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，说法正确的是（ ）
A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
【答案】A
【解析】A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，说法正确；
B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能，说法错误；
C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能，说法错误；
D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能，说法错误。
4.如图所示是试验中的无人驾驶太阳能汽车，下列有关说法不正确的是（ ）
A．太阳能是一种不可再生能源
B．太阳能电池将太阳能直接转化为电能
C．测试人员可以通过电磁波远程操控汽车
D．太阳能汽车在快速行驶时对地面的压力比静止时小
【答案】A
【解析】（1）像风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；
（2）太阳能电池把太阳能转化为电能；
（3）远程操控是靠发射电磁波来实传递信息的；
（4）车子静止在水平面上，车子对路面的压力等于重力，当流线型的车子快速行驶时，产生升力，车子对地面压力减小．
A.太阳能能够源源不断的从自然界得到的能源，是可再生能源，故A错误；
B.太阳能电池将太阳能转化为电能，故B正确；
C.试验中测试人员是通过电磁波远程操控太阳能汽车的，故C正确；
D.太阳能汽车外型是流线型，当汽车高速行驶时，相同时间内，空气经过上方的路程比下方路程长，流速大，根据“流速越大压强越小”原理可知，流过汽车的空气产生向上的压强差，所以汽车行驶时对地面压力比静止时小，故D正确．
二、填空题（本大题5小题，11个空，每空4分，共44分）
1. 2021年10月20日，中国“人造太阳”一大型核实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，创造了世界新纪录，在上亿摄氏度的高温状态下，物质呈现等离子态，它们可以被磁场约束。“人造太阳”是氢原子核在超高温条件下发生_____（选填：“裂变”或“聚变”）释放出巨大的核能。太阳能安全、清洁，它属于______（选填：“可”或“不可”）再生能源。
【答案】 聚变 可
【解析】氢原子核由质子和中子构成，“人造太阳”利用氢原子核在超高温下发生聚变，获得巨大核能；太阳能可以源源不断的获得，取之不尽用之不竭，属于可再生能源。
2.海南有丰富的太阳能资源，太阳能热水器使用广泛。太阳能是_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。太阳能热水器在加热水时，把太阳能转化为______。
【答案】可再生 内能
【解析】太阳能具有取之不尽，用之不竭的特点，所以属于可再生能源；太阳能热水器在加热水时，涉及的能量转化是：太阳能转化为内能。
3. （2023重庆A）新能源太阳灶是一种烧水做饭器具，太阳灶烧水时将太阳能转化为水的______能；将2kg的水从20℃加热到70℃，水吸收的热量为______J。[c水=4.2×103J/（kg﹒℃）]
【答案】 内 4.2×105
【解析】太阳灶利用太阳能把水加热，太阳能转化为水的内能。
水吸收的热量为
Q吸=c水m（t-t0）= 4.2×103J/（kg﹒℃）×2kg×（70℃-20℃）=4.2×105J
4．细心的小东发现，安阳的有些路口安装了带有太阳能电池板的警示灯，如图所示，白天，太阳能电池板将太阳能转化成 ，并储存起来；用 材料制作的LED灯日夜发光提醒着人们注意交通安全．
【答案】电能；半导体．
【解析】①太阳能电池板将太阳能转化为电能；②新型LED节能灯采用半导体材料制成．
白天，太阳能电池板将太阳能转化成电能，并储存起来；
由半导体材料制成的LED交通信号灯日夜发光提醒着人们注意交通安全．
5．利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电。安阳市启动了“光伏工程”示范项目，在某中学的教学楼顶安装了总功率为20kW的光伏发电系统。则光伏发电系统发电时， 能转化为电能。一天的有效光照时间按8h计算，该光伏发电系统一天共发电______千瓦时。请写出一条光伏发电的优点：__________。
【答案】太阳，160，清洁无污染。
【解析】（1）光伏发电系统发电时太阳能转化为电能；
（2）发电W=Pt=20kW×8h=160kW h；
（3）光伏发电的优点：清洁无污染；可再生；节约化石能源。
三、综合题（本题有3小题，共计24分）
1. （10分）如图所示，中国“祝融号火星车质量为240kg。太阳能板将太阳能转化为电能，为火星车上的科学设备供电，车顶部安装有集热器，其窗口覆盖了一层透光率很高的膜，阳光可以透进来，保证红外线能量只进不出、在膜下面，是一种叫正十一烷的材料，白天它被阳光照射吸热熔化，到了夜晚温度降低，它逐渐凝固，把储存的能量再释放出来，“祝融号”火星车是六轮驱动，且每个车轮都能转向，爬坡时走“之”字形路线。（火星表面g取4N/kg）
（1）阳光中的红外线具有显著的_______效应；火星车爬坡时走“之”字形路线可以省_______（选填“力”或“功”）
（2）火星车在火星表面所受的重力大小为多少？
（3）在下列方框中填上装置或能量名称，完成火星车利用太阳能的路径图_________，_________
【答案】（1）热 力 （2） 960N （3）太阳能板 内能
【解析】（1）红外辐射被物体吸收后转化为内能，使物体的温度升高，是由于红外线具有热效应。
任何机械都不省功，火星车爬坡时走“之”字形路线，相当于利用了斜面，斜面可以省力。
（2）由重力公式可得
G=mg=240kg×4N/kg=960N
（3）太阳光照射在太阳能板上，利用光电效应，将太阳能转化为电能。
集热器保证了热量不会散失，从而使温度升高，内能增大。
2. （6分）有人说，我们现在开采的煤、石油等化石能源，实际上都是来源于上亿年前太阳上的核能。请你说明这句话的道理。
【答案】见解析。
【解析】煤、石油等能源是远古时期陆地和海洋中的植物，通过光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能。今天，我们开采化石燃料来获取能量，实际是在开采上亿年前地球所接收的太阳能。而太阳能是在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。
3.（8分）阅读短文，回答问题：
为了满足人们对能源不断增长的需要，科学家们设想在空间建立太阳能电站来利用太阳能．这种空间太阳能电站建在地球同步轨道上，其工作过程如图所示．在太阳能收集板上铺设太阳能电池，通过它把太阳能转化成电能，再通过天线将电能以微波的形式发送至地面接收站．
已知太阳能收集板长10km、宽5km，太阳光在它的表面处每平方米的功率为1.4×103W，太阳能电池的光电转化效率为10%，微波的频率为2.5×109Hz，空间太阳能电站向地面的输电效率可达80%．
（1）太阳发出具大能量来源于太阳内部的氢原子核发生的___（选填“核聚变”或“核裂变”）．
（2）太阳能电站相对于地面接收站是______（选填“运动”或“静止”）的，空间太阳能电站工作时，地面接收站的接收功率是_______W．
（3）试计算在输电过程中所使用的微波的波长．
【答案】（1）核聚变（2）静止，6×109W（3）0.12m
【解析】（1）太阳能内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变而释放出核能．
（2）太阳能电站建在地球同步轨道上，太阳能电站的转动和地球的转动是同步的，地球怎么转电站也怎么转，所以它相对地球的位置没有发生变化，处于相对静止．
太阳能电池板面积S=5×103 m×104 m=5×107m2，
太阳能电站的发电能力E=PS=1.4×103W/m2×5×107 m2×10%=7×109W
地面接收站接收到的电能是W=Eη=7×109W×80%=5.6×10 9W．
（3）光在空气中速度为C=3×108m/s，频率f=2.5×109Hz，
则波长λ=0.12m．
屠呦呦
2015年，中国药学家屠呦呦 ( https: / / baike. / item / %E5%B1%A0%E5%91%A6%E5%91%A6 / 5567206 fromModule=lemma_inlink" \t "https: / / baike. / item / %E8%AF%BA%E8%B4%9D%E5%B0%94%E5%A5%96 / _blank )与爱尔兰医学家威廉·坎贝尔 ( https: / / baike. / item / %E5%A8%81%E5%BB%89%C2%B7%E5%9D%8E%E8%B4%9D%E5%B0%94 / 11057544 fromModule=lemma_inlink" \t "https: / / baike. / item / %E8%AF%BA%E8%B4%9D%E5%B0%94%E5%A5%96 / _blank )、日本科学家大村智 ( https: / / baike. / item / %E5%A4%A7%E6%9D%91%E6%99%BA / 9527860 fromModule=lemma_inlink" \t "https: / / baike. / item / %E8%AF%BA%E8%B4%9D%E5%B0%94%E5%A5%96 / _blank )分享诺贝尔生理学或医学奖，屠呦呦成为第一位获得该奖的中国本土科学家。
学习目标
自学知识点梳理
考点例题精讲
对点演练
解题方法归纳
课时减负课外小测验
科学精神与担当
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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2023-2024人教版9年物理全册同步学讲练测学案（全国通用）
第二十二章 能源可持续发展 专题22.3 太阳能
1.知道太阳能的由来及特点。
2.大致了解太阳能的利用方式及其新进展。
阅读本节课教材，参考教材完成教师给出的知识点问题的填空：
知识点1. 太阳能
1.在太阳的内部，氢原子核在超高温度条件下发生_____，释放出巨大的核能。
2.大部分太阳能以_____和_____的形式向四周辐射除去。
3.绿色植物的光合作用将太阳能转化为生物体的_____能。
4.我们今天使用的煤、石油、天然气等化石燃料，实际上是来自上亿年前地球所接收的_____能。
知识点2. 太阳能的利用
1. 利用_____加热物质；
2. 用_____把太阳能转化为电能。
3．太阳能的利用：化石能源、水能、风能都来源于太阳能．太阳能是一种_____又安全的能源，目前人类利用太阳能源的方式有两种：一是采用_____，如用集热器加热水，二是_____，如太阳能电池．
知识点3. 太阳能的优缺点
1.优点：_____、_____、_____、_____、_____、_____、不受地域限制，取之不尽、用之不竭，节省地球资源等。
2.缺点：受到_____的限制。
知识点1. 太阳能
【例题1】（2023广东省）题图是飞船与空间站完成对接时的情景，以空间站为参照物，飞船是______的；空间站利用太阳能电池板获得能量，太阳能来自于太阳内部的核______变；空间站的图像信号是通过_______波传回地面的。
知识点2. 太阳能利用
【例题2】（2023广东省广州市）某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，对下图方框中能量形式判断正确的是（ ）
A. 甲是“电能” B. 乙是“太阳能” C. 丙是“电能” D. 丁是“机械能”
【演练1】（2022湖北武汉）下列关于太阳能的说法正确的是（ ）
A. 太阳能属于二次能源
B. 太阳能属于不可再生能源
C. 太阳是一个巨大的“核能火炉”
D. 太阳能电池直接将太阳能转化为化学能
【演练2】我市积极利用区域优势，大力发展风力发电，在城步南山、新邵龙山、邵东黄帝岭、洞口苏宝顶等地方建立了风力发电站。下列能源中与风能同属于可再生能源的是（ ）
A. 煤炭 B. 石油 C. 太阳能 D. 天然气
本节需要重点记忆以下基础知识
1．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生热核反应，释放出巨大的核能．大部分太阳能以光和热的形式向四周辐射开去．
2．太阳能的利用：化石能源、水能、风能都来源于太阳能．太阳能是一种清洁又安全的能源，目前人类利用太阳能源的方式有两种：一是采用光热转换，如用集热器加热水，二是光电转换，如太阳能电池．
（满分100分，答题时间45分钟，根据下面给出的试题答案与解析自测自评）
一、选择题（本大题4小题，每小题8分，共32分）
1. （2023广西）如图，我国空间站正在航行。下列关于空间站的说法正确的是（ ）
A. 质量为零 B. 全部由超导体材料构成
C. 通过超声波与地面联系 D. 消耗的电能主要由太阳能电池板提供
2.许多城市都在推广利用太阳能，城市交通指示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能，下列关于太阳能的说法不正确的是（ ）
A．太阳是一个巨大的“核能火炉” B．太阳能为二次能源
C．太阳能属于可再生能源 D．太阳能清洁，无污染
3．太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，说法正确的是（ ）
A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
4.如图所示是试验中的无人驾驶太阳能汽车，下列有关说法不正确的是（ ）
A．太阳能是一种不可再生能源
B．太阳能电池将太阳能直接转化为电能
C．测试人员可以通过电磁波远程操控汽车
D．太阳能汽车在快速行驶时对地面的压力比静止时小
二、填空题（本大题5小题，11个空，每空4分，共44分）
1. 2021年10月20日，中国“人造太阳”一大型核实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，创造了世界新纪录，在上亿摄氏度的高温状态下，物质呈现等离子态，它们可以被磁场约束。“人造太阳”是氢原子核在超高温条件下发生_____（选填：“裂变”或“聚变”）释放出巨大的核能。太阳能安全、清洁，它属于______（选填：“可”或“不可”）再生能源。
2.海南有丰富的太阳能资源，太阳能热水器使用广泛。太阳能是_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。太阳能热水器在加热水时，把太阳能转化为______。
3. （2023重庆A）新能源太阳灶是一种烧水做饭器具，太阳灶烧水时将太阳能转化为水的______能；将2kg的水从20℃加热到70℃，水吸收的热量为______J。[c水=4.2×103J/（kg﹒℃）]
4．细心的小东发现，安阳的有些路口安装了带有太阳能电池板的警示灯，如图所示，白天，太阳能电池板将太阳能转化成 ，并储存起来；用 材料制作的LED灯日夜发光提醒着人们注意交通安全．
5．利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电。安阳市启动了“光伏工程”示范项目，在某中学的教学楼顶安装了总功率为20kW的光伏发电系统。则光伏发电系统发电时， 能转化为电能。一天的有效光照时间按8h计算，该光伏发电系统一天共发电______千瓦时。请写出一条光伏发电的优点：__________。
三、综合题（本题有3小题，共计24分）
1. （10分）如图所示，中国“祝融号火星车质量为240kg。太阳能板将太阳能转化为电能，为火星车上的科学设备供电，车顶部安装有集热器，其窗口覆盖了一层透光率很高的膜，阳光可以透进来，保证红外线能量只进不出、在膜下面，是一种叫正十一烷的材料，白天它被阳光照射吸热熔化，到了夜晚温度降低，它逐渐凝固，把储存的能量再释放出来，“祝融号”火星车是六轮驱动，且每个车轮都能转向，爬坡时走“之”字形路线。（火星表面g取4N/kg）
（1）阳光中的红外线具有显著的_______效应；火星车爬坡时走“之”字形路线可以省_______（选填“力”或“功”）
（2）火星车在火星表面所受的重力大小为多少？
（3）在下列方框中填上装置或能量名称，完成火星车利用太阳能的路径图_________，_________
2. （6分）有人说，我们现在开采的煤、石油等化石能源，实际上都是来源于上亿年前太阳上的核能。请你说明这句话的道理。
3.（8分）阅读短文，回答问题：
为了满足人们对能源不断增长的需要，科学家们设想在空间建立太阳能电站来利用太阳能．这种空间太阳能电站建在地球同步轨道上，其工作过程如图所示．在太阳能收集板上铺设太阳能电池，通过它把太阳能转化成电能，再通过天线将电能以微波的形式发送至地面接收站．
已知太阳能收集板长10km、宽5km，太阳光在它的表面处每平方米的功率为1.4×103W，太阳能电池的光电转化效率为10%，微波的频率为2.5×109Hz，空间太阳能电站向地面的输电效率可达80%．
（1）太阳发出具大能量来源于太阳内部的氢原子核发生的___（选填“核聚变”或“核裂变”）．
（2）太阳能电站相对于地面接收站是______（选填“运动”或“静止”）的，空间太阳能电站工作时，地面接收站的接收功率是_______W．
（3）试计算在输电过程中所使用的微波的波长．
屠呦呦
2015年，中国药学家屠呦呦 ( https: / / baike. / item / %E5%B1%A0%E5%91%A6%E5%91%A6 / 5567206 fromModule=lemma_inlink" \t "https: / / baike. / item / %E8%AF%BA%E8%B4%9D%E5%B0%94%E5%A5%96 / _blank )与爱尔兰医学家威廉·坎贝尔 ( https: / / baike. / item / %E5%A8%81%E5%BB%89%C2%B7%E5%9D%8E%E8%B4%9D%E5%B0%94 / 11057544 fromModule=lemma_inlink" \t "https: / / baike. / item / %E8%AF%BA%E8%B4%9D%E5%B0%94%E5%A5%96 / _blank )、日本科学家大村智 ( https: / / baike. / item / %E5%A4%A7%E6%9D%91%E6%99%BA / 9527860 fromModule=lemma_inlink" \t "https: / / baike. / item / %E8%AF%BA%E8%B4%9D%E5%B0%94%E5%A5%96 / _blank )分享诺贝尔生理学或医学奖，屠呦呦成为第一位获得该奖的中国本土科学家。
学习目标
自学知识点梳理
考点例题精讲
对点演练
解题方法归纳
课时减负课外小测验
科学精神与担当
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