三、太阳能
学习目标
1、知道太阳能是地球上能源的主要来源
2、了解利用太阳能的途径
3、知道太阳能的优点
预习内容
1、地球上除 能、 能和 能以外的所有能源，都几乎来自太阳能
2、直接利用太阳能的三种方式 ( http: / / www.21cnjy.com )：一是 转换，如利用太阳能热水器把太阳能转化为能；二是 转换，例如太阳能电池；三是 转换，如通过绿色植物使太阳能转化为 能．
3、太阳把地球表面晒热，是将太阳 ( http: / / www.21cnjy.com )能转化为 能．但是由于地球表面每个部位受热的不均匀性，空气的冷热程度不一样，于是暖空气上升，冷空气下降，空气流动形成风，将太阳能转化为 能；太阳使地面上的一部分水蒸发，上升形成云，再以雨、雪等形式落下，流入江河，太阳能转化为
能；植物吸收太阳能，进行光合作用，将太阳能转化为 能存储在体内．
4、关于太阳能的说法错误的是（ ）
A．太阳能是可供人类利用的新能源，它是二次能源
B．太阳能分布广阔，获取方便，处处可以利用
C．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境带来污染
D．太阳能是一种取之不尽，用之不竭的永久性能源
5、人类利用煤、石油、天然气的能量，归根到底是间接利用了（ ）
A．海洋能 B．核能 C．太阳能 D．化学能
6、下列能源中，与太阳能没有直接或间接关系的是（ ）
A．水能和风能 B．煤和石油 C．潮汐能 D．干木柴
7、水力发电是属于利用太阳能的哪种渠道（ ）
A．直接被人类利用 B．被海洋吸收
C．植物的光合作用 D．水分升腾循环
8、太阳能提供时间长久，分布 ，获取 ，安全，清洁，不会给环境造成污染，所以是人类理想的能源．
9、在新的能源中，最大的天然能源是 ；
10、在下列太阳能的特点中，正确的是（ ）
A．太阳能分散 B．太阳能受气候、季节的影响
C．太阳能安全、清洁 D．太阳能的转换效率低三、太阳能
学习要求
1．能从能量转化、转移的角度认识太阳能的转化和利用。
2.通过实例，说出不同能源的特点。
3.调查当地使用的能源，如水能、风能、太阳能、燃料的化学能或核能等，及其对当地经济和环境的影响。
学习指导
1．太阳是离地球最近的一颗恒星，是一个不断地进行核聚变反应的巨大的炽热的球体。
2．太阳能是人类能源的宝库，地球上几乎所 ( http: / / www.21cnjy.com )有的能源都来自于太阳。它不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射能，还包括由它所引起的水能、风能、生物质能等。现在广泛开采并使用的石油、天然气和煤等化石燃料，也都是来自太阳能。除核能、地热能和潮汐能以外的所有能量，几乎都来自于太阳。
3．太阳能的间接利用：如利用化石燃料、水能 ( http: / / www.21cnjy.com )、风能、生物质能等。太阳能的直接利用有两种方式：①用集热器把水等物质加热；②用太阳能电池把太阳能转化成电能。太阳能分布广泛，获取方便，处处可以利用，无需开采、运输。而且太阳能安全、清洁，开发利用时不会污染环境。
典型范例
例1．太阳每时每刻都在释放大量的能量，这些能量来自（ ）
A．太阳内部电能转化为内能的过程 B．太阳内部大规模核裂变的过程
C．太阳内部大规模核聚变的过程 D．太阳内部可燃性物质的燃烧过程
精析：在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚 ( http: / / www.21cnjy.com )变，释放出巨大的能量，这些能量向外扩散，经过数千年的时间传递到太阳表面，太阳表面温度约6000℃，就像一个高温气体组成的海洋，大部分太阳能以光和热的形式向四周辐射。
全解：本题应选C。
点评：太阳内部时刻进行着核聚变，与氢弹原理相同，也就是说在太阳内部每时每刻都在猛烈地发生着氢爆炸。
例2.下列关于太阳能的开发与利用的说法中，错误的是（ ）
A．太阳能是可供人类利用的一种新能源，它是一次能源
B．太阳能分布广泛，获取方便，处处可以利用
C．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境造成污染
D．太阳能巨大且取之不尽，用之不竭，可以不需要开发别的新能源
精析：太阳能是一种新能源， ( http: / / www.21cnjy.com )由自然界直接提供，属于一次能源；选项B，C指出了太阳能的一些优点，说法是正确的；太阳能虽然巨大且持久，但在利用上，仍存在技术上的难题，不能满足我们的生产、生活需要。为了经济长足发展，必须努力开发新能源。
全解：本题应选D。
点评：目前在利用太阳能方面存在着以下困难：①分散，不便于集中；②功率变化较大，不稳定；③利用时，转化效率较低。
活动与探究
太阳能热水器可直接利用吸收来的太阳光的 ( http: / / www.21cnjy.com )热量来加热，它具有环保、节能的优点。对市场调查后不难发现，各种品牌的太阳能热水器的表面都是黑色的，难道物体吸热的本领与颜色有关？对此，我们可以猜想：颜色越深，物体吸热的本领就越强。
（1）为了验证此猜想，现设计了如下实验步骤，请你补充完整。
①选用四个 的容器，分别涂上黑、红、黄、白不同颜色；
②在容器中加入温度和体积均相同的水，并同时放到阳光下照射，每隔15min，测量一次各容器中水的温度值；
③将测量的结果记录在事先准备好的表格中，进行分析论证。
（2）若上述猜想得到了证实，请分析企鹅背部的黑色羽毛对它生存有利的一面。
（3）海南岛的地理纬度较低，阳光充足，但在海口市却很少见到有用太阳能热水器的用户，其原因可能是什么？（写出2条即可）
思考与练习
一、填空题
1．太阳能具有以下几个特点：太阳能 ( http: / / www.21cnjy.com )十分 ；太阳能提供时间长久；太阳能分布 ；获取 ；太阳能 、 ，不会给环境带来污染，这些特点促使人们对直接利用太阳能日益感兴趣，但是充分利用太阳能也有一定困难，因为太阳能虽然巨大，但它太 ；太阳能射到某地的功率 。
2．为了使2008年的北京奥运会真 ( http: / / www.21cnjy.com )正成为绿色奥运会，北京将充分利用 能和 能等新能源，为奥运会部分场馆的照明和空调提供动力。
二、计算题：
3．太阳能热水器有经济、安全、卫生、环保、节 ( http: / / www.21cnjy.com )能等优点，如图18-3所示为一种太阳能热水器，该热水器上的有效采光面积为3m2，能在8h内将225L水的温度升高40℃，设热水器每平方米面积每秒钟接收太阳辐射能为1.4×103J。
求：该太阳能热水器所接收的太阳能为多少？水升温吸收的热量为多少？[计算结果保留两位有效数字，水的比热容为c＝4．2×103J/（kg·℃）
相关链接
塑料日光温室
塑料日光温室（简称塑料大棚 ( http: / / www.21cnjy.com )）已在广大农村地区普遍推广使用，大棚蔬菜生产成为了宁夏农村脱贫致富的一个支柱产业。不同的蔬菜以及同种蔬菜的不同生长期对温度、光照、湿度等有不同的要求，如韭菜生长的适宜温度范围为12℃~29℃。塑料大棚可在人工控制下，对大棚内的温度、光照、湿度气体等因素进行调节，形成适宜于蔬菜作物生长的小气候、小环境。对大棚内有关因素的调控是否适当，直接影响大棚蔬菜的产量和质量，关系到农户的经济效益。
教后感：
图18-3
消声器三、太阳能
学习目标
知识与技能
(1)初步认识太阳的结构，知道太阳能是人类能源的宝库．
(2)知道利用太阳能的四个主要渠道和直接利用太阳能的二种主要方式．
过程与方法
(1)通过阅读，了解太阳的构造．
(2)通过收集资料、合作交流，了解太阳能及其转化．
情感态度与价值观
(1)能保持对大自然的好奇，初步领略自然现象的美妙与和谐，对大自然有亲近、热爱、和谐相处的情感．
(2)具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活巾的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识．
学习重点难点
重点：太阳能的利用及其转化．
难点：对地球上来自于太阳的能量的判断和理解．
预习内容
1．太阳能十分一，提供时间长久，分布 ( http: / / www.21cnjy.com ) ，获取 ，安全，清洁，不会给环境造成污染，所以是人类理想的能源．
2．地球上除 能、 能和 能以外的所有能源，都几乎来自太阳能。
3．直接利用太阳能的三种方式：一是 ( http: / / www.21cnjy.com ) 转换，如利用太阳能热水器把太阳能转化为能；二是 转换，例如太阳能电池；三是 转换，如通过绿色植物使太阳能转化为 能．
4．太阳时刻向外散发着光和热，这些能量全部来自太阳内部发生的 ．
5．在新的能源中，最为瞩目的 ( http: / / www.21cnjy.com )是 ；最大的天然能源是 ；人类利用 . . 等能源，归根到底都是间接利用
6．太阳把地球表面晒热，是将太阳能转化 ( http: / / www.21cnjy.com )为 能．但是由于地球表面每个部位受热的不均匀性，空气的冷热程度不一样，于是暖空气上升，冷空气下降，空气流动形成风，将太阳能转化为 能；太阳使地面上的一部分水蒸发，上升形成云，再以雨、雪等形式落下，流入江河，太阳能转化为
能；植物吸收太阳能，进行光合作用，将太阳能转化为 能存储在体内．
7．关于太阳能的说法错误的是（ ）
A．太阳能是可供人类利用的新能源，它是二次能源
B．太阳能分布广阔，获取方便，处处可以利用
C．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境带来污染
D．太阳能是一种取之不尽，用之不竭的永久性能源
8．在下列太阳能的特点中，不属于使用难的是（ ）
A．太阳能分散 B．太阳能受气候、季节的影响
C．太阳能安全、清洁 D．太阳能的转换效率低
9．人类利用煤、石油、天然气的能量，归根到底是间接利用了（ ）
A．海洋能 B．核能 C．太阳能 D．化学能
10．下列能源中，与太阳能没有直接或间接关系的是（ ）
A．水能和风能 B．煤和石油 C．潮汐能 D．干木柴
11．水力发电是属于利用太阳能的哪种渠道（ ）
A．直接被人类利用 B．被海洋吸收
C．植物的光合作用 D．水分升腾循环
12．为什么说太阳能是人类的“能源之母”
13．简易太阳能热水器受光面积为1．2 ( http: / / www.21cnjy.com )m2，内装80kg水，太阳每分钟辐射到1m2面积上的热量是7．56×104J，如果60％的热量被水吸收，问：
(1)太阳能热水器内壁为什么涂成黑色
(2)20℃的水晒3h后水温达到多少摄氏度
(3)煤气的热值是4．2×107J／kg，若煤气灶的效率为40％，使同样的水升高相同的温度，需燃多少煤气
14．在学习太阳能的利用时，小明同学想通 ( http: / / www.21cnjy.com )过实验探究：黑色物体与白色物体对太阳辐射的吸收本领哪个大 他提出的猜想是：黑色物体的太阳辐射能的吸收能力比白色物体强
(1)请你列举生活中的一个实例来支持(或反对)他的观点．
(2)请你设计一个实验方案，来证明(或否定)他的猜想，要求写出实验器材和实验步骤
15．太阳能是人类能源的宝库，太阳能集热器是 ( http: / / www.21cnjy.com )直接利用太阳能的一种装置，它可以利用太阳能把水加热．太阳能集热器主要由集热板和贮水器两部分组成，如图所示
(1)贮水器总比集热板的位置高，请你猜想这样做的原因
(2)请设计一个实验证明你的猜想．
( http: / / www.21cnjy.com )
16．阅读短文，回答短文后的问题
储存太阳能的池塘
19世纪末，在罗马尼亚特兰西瓦地区， ( http: / / www.21cnjy.com )一名医生发现了一个奇怪的小湖．这个小湖一到冬天，湖面就结成冰，而湖底深处的温度却高达60℃．这种湖的怪现象引起了许多科学家的好奇，他们取来湖水化验，发现这是一个咸水湖，而且不同深度的水含盐量不一样，即湖底的水中含盐量较高，密度大，而湖面则含盐量低，接近淡水．原来，淡水湖在白天经太阳晒后，夜晚会将积蓄的热量散发掉，即表面的湖水先冷却，密度就增大而下沉，下面的水温高，相对来说密度小，热水就上浮，并把热量散发掉，这样循环的结果，湖水上下温度就逐渐趋同，而咸水湖则不同，表面的水即使温度下降也不下沉，因为下层湖水的含盐量高，密度大，不会向上浮，这样，湖底的热量就带不到湖面，因此，咸水湖被太阳晒久了，就将太阳能储存起来，湖底的温度会越来越高．
(1)比较并简述咸水湖和淡水湖吸收太阳能后，上、下层水温分布的特点．
(2)如果你想自制一个储存太阳能的水池，且希望尽可能储存太阳能，从上述事例你会得到什么启发
17．阅读短文，并回答问题
“孤帆一片日边来”，唐朝大诗人李白的这 ( http: / / www.21cnjy.com )句诗似乎是为今天的太阳帆吟诵的．现代科学发现，光对被照射物体确实具有力的作用，科学家正力图用这一原理制造“太阳帆”，用它为太空飞船提供动力，以实现星际旅行．吹动太阳帆的“风”，不再是吹动普通风帆的气流，而是太阳光形成的“光子流”．研究表明，在地球附近，一个正对着太阳的面积为1．0×106m。的平整光亮表面，受到的太阳光的压力约为9N．由于光的压强非常小，即使太阳帆的面积非常大，飞船受到它的压力也是非常小的．但只要时间足够长，安装面积为1．0×104m2的太阳帆的飞船，也可能在1个月后速度超过2倍声速，1年后可获得脱离太阳系的速度!在远离地球的太空，宇宙飞船中电气设备所需的电能较难补充，若将薄膜状的太阳能电池敷设在飞船巨大的太阳帆上，就能为飞船提供足够的电能．
(1)你认为这种“光子流”的速度应为 km／s．
(2)太阳光对这个平面的压强为 Pa．
(3)关于光的压力对太空中飞船的作用，下列说法中正确的是（ ）
A．只有飞船的质量很小时，光的压力才能推动它
B．光的压力可以使飞船加速前进
C．光的压力最多可使飞船做匀速运动
D．太空中光的压力可能被空气阻力所抵消
(4)太阳帆上加装太阳能电池后，太阳能将转化成 能和 能．
