22.3太阳能课时作业（含解析） 2024-2025学年物理人教版九年级全一册

22.3太阳能
一、单选题：本大题共5小题，共10分。
1.太阳是人类能源的宝库，下述关于太阳能的说法中错误的是( )
A. 太阳能是核反应产生的
B. 光合作用是太阳能转换为化学能
C. 煤、石油、天然气都是太阳能的产物
D. 自然界的风能、水能、潮汐能也都来自于太阳能
2.长潭高速全程安装了如图所示的“风光互补”路灯，该路灯内的蓄电池分别将风力发电机和太阳能电池板获得的电能储存起来，供夜间照明使用，下列说法正确的是( )
A. 风力发电机主要将机械能转化为电能
B. 风力发电机主要将电能转化为机械能
C. 太阳能电池板主要将太阳能转化为内能
D. 太阳能电池板主要将电能转化为风扇的机械能
3.目前，科学家正在研究太空电站，即地球同步轨道上的太阳能电站，其示意图如图所示。下列说法错误的是( )
A. 太阳能来自太阳内部的核裂变
B. 太阳能收集板将太阳能转化为电能
C. 利用微波实现“无缆传输”，微波是一种电磁波
D. 太阳能是一种清洁，无污染的可再生能源
4.太阳是人类能源的宝库．下列说法正确的是( )
A. 能量的转化和转移是有方向性、不可逆的
B. 太阳能是太阳内部氢原子核发生裂变释放的能量
C. 太阳能是未来的理想能源之一，是不可再生能源
D. 中国空间站上用到的太阳能电池板是将太阳能直接转化为化学能
5.太阳能是人类能源的宝库，下列有关太阳能的说法错误的是( )
A. 太阳能是氢聚变释放的核能
B. 我们今天开采的化石能源来自上亿年前地球接收的太阳能
C. 目前太阳能电池转化太阳能的效率非常高
D. 太阳能电池是将太阳能转化为电能
二、填空题：本大题共12小题，共24分。
6.我们生活在能量的世界中，日常生产离不开能源。太阳能是万物生长的主要能量来源，它属于______次能源。太阳能实际上是利用太阳内部发生______选填“核裂变”或“核聚变”释放的核能。
7.2019年4月10日，人类发布了首张黑洞照片，为解开星系演化之谜提供了宝贵资料。质量巨大的天体，像太阳一样，其内部一直发生着核____选填“聚变”或“裂变”反应，并____选填“吸收”或“释放”大量的能量，当天体的能量即将耗尽时，在自身_____选填“重力”或“惯性”的作用下发生塌缩，就形成了黑洞。
8.太阳能的实质：太阳能实质上是太阳释放的_____能和_____能的总和。太阳能是地球能源的宝库，地球上主要的一次能源如煤、_____、天然气等化石能源以及_____能仅举一例都是来源于太阳能。
9.人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能，下面是太阳能的来源及转化框图。请对应填出图中序号处的物理术语①_____②_____③_____④_____。
10.“神箭”已至，叩问寰宇；寻梦天宫，载人航天再创辉煌。神舟十六号载人飞船于2023年5月30日9点31分10秒点火发射，亿万观众在家观看现场直播，电视信号是通过______选填“电磁波”或“超声波”传递的。飞船进入太空后顺利打开太阳能帆板，神舟十六号载人飞船发射取得圆满成功。巨大的太阳能帆板接受太阳辐射的能量，为飞船提供充足的______能，满足飞船在太空运行的能量需求。
11.如图所示为试验中的太阳能汽车，太阳能来自太阳内部的氢原子核发生______选填“裂变”或“聚变”而释放的核能；汽车顶部的太阳能电池将太阳能转化为电能，电能是______选填“一次”或“二次”能源。
12.卡塔尔世界杯上呈现许多中国元素，其中的哈尔萨光伏电站就是中国电力建设集团承建，为世界杯所有场馆提供绿电，这些电能全部来自多哈以西约80公里荒漠中的200万块太阳能电池板。据查：1平方米的晶硅太阳能板的电功率为120瓦，每天发电时间8小时。太阳能电池板给蓄电池充电时，______能转化______能；如果的太阳能板发电一天的能量用燃烧天然气来提供，需要______天然气。天然气的热值
13.小阳学习太阳能和核能后，建立了利用核能的知识结构图，请你帮他补全空格处的内容。__、____、_____
14.阅读短文，回答问题：
光伏发电
近年来全球气温逐渐上升，在“双碳”目标的背景之下，山西大同的“大熊猫”光伏发电站再一次走进人们的视野。光伏发电的原理是什么呢？
光伏发电系统的主要部件是太阳能电池板组件、蓄电池组、充放电控制器等。太阳能电池利用半导体的光电效应原理发电，光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子，产生电能。蓄电池组是贮存太阳能电池方阵接受光照所产生的电能，并可随时向负载供电的设备。控制器是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。光伏发电系统的特点是可靠性高，使用寿命长，不污染环境，能有效减少碳排放缓解温室效应。
传统发电机的工作原理是__________，太阳能电池利用__________原理发电。
蓄电池充电时将电能转化为__________能储存起来，以便随时供电。光伏发电系统的优点是__________写出一条即可。
15.秉承可持续发展的思想，开发新能源、更好地利用已知能源是全球范围内的重要课题，开发和利用核能就是一个有效途径。核能是质量较大的原子核发生或质量较小的原子核发生聚变时释放的能量，通过可控聚变来利用核能，有望解决人类能源问题。1 g核燃料聚变时释放的能量约为，假设把的能量完全转化为电能，可供年用电量为的家庭使用__________年。太阳也是一个巨大的“核能火炉”，它向外辐射的能量是我们的能源宝库。人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能量，请你写出一种转化方式或一个相关的实例：____________________。
16.如图是根据初中物理能源的有关内容绘制的知识结构图，线条表示知识间的逻辑联系。据此完成以下小题。
化石能源和太阳能中属于可再生能源的是______。
目前核电站发电，释放核能的方式是______。
图中①为连接化石能源与太阳能之间的线条，②为连接核聚变与太阳能之间的线条，请任意选择其中一根线条说明它所表示的物理意义______。
17.在敦煌戈壁难上，有一座熔岩塔式光热电站如图所示，电站内有12万面可随太阳转动，略有弧度的定日镜能将太阳光反射到吸热塔的顶部，加热其中的熔盘。熔盘的比热容是，熔点是，将左右的熔盐存储在保温性能较好的低温储热器中，输送到接收器内，通过太阳能加热使其温度达到以上。再存储在高温的储热器中，当需要发电时，将高温熔盐送往蒸汽发生器，产生高温高压的水蒸气驱动涡轮发电机发电。

为提高日定的聚光效果，每面定日镜应设计成_____选填“平面镜”、“凹面镜”或“凸面镜”。
在电厂投产前，需要将固态的熔盐熔化后注入低温储热器中，在熔化过程中，熔盐的温度为_____ 。在蒸汽发生器中水是通过_____方式增大内能的，熔盐发电最终将太阳能转化为_____。
请计算在蒸汽发生器中若1kg的高温熔盐温度由降到时放出的热量是多少？( )
熔盐塔式光热电站与火力发电站相比，有什么优点写出一条即可_____
三、简答题：本大题共1小题，共5分。
18.2022年6月5日10时44分，我国长征2F运载火箭搭载神舟十四号载人飞船点火升空，飞控中心不断传出播报：“遥测信号正常”、“雷达跟踪信号正常”……地面雷达站密切跟踪，一段时间后，飞船准确进入预定轨道。飞船入轨后，顺利完成入轨状态设置。在17时42分，飞船与天宫空间站成功对接如图。随后，三名航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲进入天和核心舱，开启为期6个月的在轨留驻，开展物资转移、空间站建设等工作。神舟十四号载人飞船的成功发射，为我国空间站全面建成奠定了基础。
请回答下列问题：
这里的“遥测信号”、“雷达跟踪信号”是通过什么传递信息？
飞船与天宫空间站对接，需知道天宫空间站运动的速度。若天宫空间站在内运行的路程是420km，则它的平均速度是多少？
航天员在天宫空间站转移实验设备，若某设备在地面的质量是60kg，它在天宫空间站中受到的重力是多少？天宫空间站所在位置g取
太阳能电池板能为天宫空间站提供电能。若太阳能电池板的电功率为P，将光能转化为电能的效率为，接收太阳光的面积为S。由此推测在时间t内，太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳能E为多少？、、S、t均为已知量
四、计算题：本大题共1小题，共8分。
19.为牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器、太阳能路灯等节能环保设备。根据你所学知识完成下列问题。
太阳能是在太阳内部氢原子核发生______选填“聚变”或“裂变”时释放的能量；太阳能属于______能源选填“可再生”、“不可再生”。
某团队现在正在设想研发内置太阳能电池板的新型屋顶瓦片，实现更好的节能。这种瓦片是通过______选填“光电转化”、“光热转化”、“光化转化”方式直接利用太阳能的。
太阳能热水器利用真空热水管给水加热，如图某太阳能热水器接收太阳能的面积为，每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为，该热水器仅能把接受太阳能的转化为水的内能，若光照6h可以使热水器内初温为，质量为100kg的水温度升高到多少？
五、综合题：本大题共1小题，共10分。
20.阅读短文，回答问题。
科学研究的“太空实验室”
中国空间站缩写CSS，又称天宫空间站，是中华人民共和国建造的国家级太空实验室。1992年9月21日，中国载人航天工程正式立项实施；2022年12月31日，国家主席习近平在新年贺词中郑重宣布，“中国空间站全面建成”。
经过遴选，空间站上搭载安装有包括生物学、材料科学、基础物理、流体等类别相关的科学研究实验设施。空间站需要大规模的供电能力，需安装几对数十米长的太阳帆板，来维持长期运行。在空间站任务中，航天员必须完成大量的空间科学实验、技术试验等工作。
在中国空间站历次“天宫课堂”中，航天员在微重力环境下，曾做了浮力消失的实验、水球光学实验、太空抛物实验、液桥演示实验等许多项目。
请回答下列问题：
如图1所示，在太空授课中航天员用小棒将乒乓球缓慢推入水中，撤回小棒后，由于球处于______环境中，所受浮力“消失”，观察到球相对于水的运动状态是______的。
王亚平老师在天宫实验室里，用两片塑料板让水建成了“液桥”，如图2所示。水能成桥是因为______。
A.分子引力
B.分子斥力
C.磁场力
D.浮力
中国空间站使用的电能，主要来自于______。
如果在未来，允许中学生去天宫做物理实验。小强采用电热丝加热质量相等、初温相同的煤油，验证影响电功大小的因素，用温度计测量煤油的温度，可通过煤油______来比较电流做功的大小。实验中采用了控制变量法和______选填“理想实验法”“转换法”或“类比法”。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、太阳能是核反应产生的，故A正确；
B、光合作用是太阳能转换为化学能，故B正确；
C、煤、石油、天然气都是太阳能的产物，故C正确；
D、风能，水能都是因为地球吸收了太阳的能量形成的；潮汐能不是，是由地球和天体运动以及它们之间的相互作用而引起的，故D错误。
故选：D。
太阳能是内部原子核聚变产生出来的能量，是清洁、安全、无污染的能源，能够源源不断的从自然界得到。地球上很多能源都间接来自太阳能，如现在人类使用的主要能源煤、石油、天然气等都是由太阳能转化而来的。
本题主要考查学生对广义的太阳能的了解和掌握，太阳能在生活中的广泛应用有利于我们节约能源，保护环境。同时，通过此题告诉我们，学好物理就要多留心生活，多观察事物。
2.【答案】A
【解析】解：AB、风力发电机在发电时，消耗风能，即机械能，产生电能，故是将机械能转化为电能的过程，故A正确；
CD、据题可知，太阳能电池板是消耗太阳能，产生电能，在把电能转化为灯泡的光能，故CD都是错误的；
故选
能准确的判断出该过程中消耗了哪种形式的能，进而产生了哪种形式的能是解决该题的关键．
能准确的判断出题目中各个情景的能量转化是解决该题的关键．
3.【答案】A
【解析】解：A、太阳能的能量来自于太阳内部的核聚变，故A错误；
B、太阳能收集板将太阳能转化为电能，故B正确；
C、微波是电磁波的一种，利用微波实现“无缆传输”，故C正确；
D、太阳能是一种清洁、无污染的可再生资源，故D正确。
故选：A。
太阳能的能量来自于太阳内部的核聚变；
太阳能收集板将太阳能转化为电能；
微波是电磁波的一种；
太阳能是一种清洁、无污染的可再生资源。
本题考查与太阳能有关的知识，涉及的知识面广泛，但是难度不大。
4.【答案】A
【解析】解：A、能量的转化和转移是有方向性、不可逆的，故A正确；
B、太阳能是太阳内部氢原子核发生聚变释放的能量，故B错误；
C、太阳能是未来的理想能源之一，可以源源不断得到，是可再生能源，故C错误；
D、中国空间站上用到的太阳能电池板是将太阳能直接转化为电能，故D错误。
故选：A。
能量的转化和转移具有方向性；
太阳内部每时每刻都在发生核聚变；
太阳能可以源源不断得到，属可再生能源；
太阳能电池板是将太阳能直接转化为电能。
本题考查了对太阳能的了解，对能量转化和转移方向性的认识，属基础题。
5.【答案】C
【解析】解：A、太阳能是氢聚变释放的核能，故A正确；
B、我们今天开采的化石能源来自于上亿年前地球接收的太阳能，故B正确；
C、目前太阳能电池转化太阳能的效率较低，故C错误；
D、太阳能电池是将太阳能转化为电能，故D正确。
故选：C。
太阳是一个巨大的核能火炉，每时每刻都在发生聚变反应，向周围释放出惊人的核能。
化石能源来自于上亿年前地球接收的太阳能。
目前太阳能的光电转换效率比较低。
太阳能电池是将太阳能转化为电能。
本题主要考查的是太阳能的利用；知道太阳能是通过核聚变得到的核能；目前利用太阳能的光电转换效率不高。
6.【答案】一 核聚变
【解析】解：太阳能是万物生长的主要能量来源，它属于一次能源；
由较轻的原子核聚合成较重的原子核时，会释放出巨大的能量，这是太阳内部每时每刻进行的核聚变反应，太阳能实际上是利用太阳内部发生核聚变释放的核能。
故答案为：一；核聚变。
可以从自然界直接获取的能源叫一次能源，不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源；
太阳的能量来自于它内部发生的核聚变。
本题考查了学生对核能的利用以及能源的分类情况的了解，属于基础知识的考查，比较简单。
7.【答案】 聚变 释放 重力
【解析】【知识点】聚变及其应用、太阳能的来源
【详解】太阳内部不断发生着核聚变，巨大的天体，像太阳一样，所以其内部也不断发生着核聚变，发生核聚变时，两个轻原子核聚变为一个重原子核，同时释放出能量。
当天体的能量即将耗尽，由于天体自身重力很大，在自身重力作用下会发生塌缩。
8.【答案】 热 光 石油 风
【解析】【知识点】太阳能的来源
【详解】太阳内部时刻进行着核聚变，并释放出光和热，所以我们所说的太阳能实质上是太阳释放的热能和光能的总和。
太阳是地球的能量来源，地球上的水流能、风能都来源于太阳；地球上的煤炭、石油、天然气等化石能源也是远古以来存储下来的太阳能。
9.【答案】 聚变 光热转换 太阳能电池 化学能
【解析】【知识点】太阳能的来源、太阳能的利用
【详解】①太阳能来自与原子核的核聚变。
②太阳能热水器可以通过光热转换把太阳能转化为水的内能。
③光电转换是通过太阳能电池把太阳能转化为电能。
④植物通过光合作用把太阳能转化为化学能。
10.【答案】电磁波 电
【解析】解：电磁波可以传递信息，并且电磁波可以在真空中传播，所以电视信号是通过电磁波传递信息；
太阳能电池板可以把太阳能转化成电能；
故答案为：电磁波；电。
广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的；
太阳能电池板是把太阳能转化成电能的装置。
本题考查了能量的转化、电磁波的应用，难度不大。
11.【答案】聚变 二次
【解析】解：在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能；
汽车顶部的太阳能电池将太阳能转化为电能，电能是二次能源。
故答案为：聚变；二次。
太阳内部进行着核聚变，由氢原子核聚变成氦原子核，释放出核能；
从自然界直接获得不需要加工处理的能源是一次能源；不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源。
本题考查了太阳能的利用和进行的核反应的类型以及能源的分类，属于对基础知识的考查。
12.【答案】电 化学
【解析】解：太阳能电池板给蓄电池充电时电能转化为化学能。
1平方米的晶硅太阳能板的电功率为120瓦，每天发电时间8小时，的太阳能板发电一天的能量为：。
如果的太阳能板发电一天的能量用燃烧天然气来提供，需要天然气的体积为：。
故答案为：电；化学；。
太阳能电池板给蓄电池充电时电能转化为化学能。
根据计算电能。
根据热值公式计算天然气的体积。
本题考查了太阳能的利用，关键是会利用热量公式和电能的公式进行计算。
13.【答案】 电 内 裂
【解析】【知识点】核能及其原理、太阳能的利用
【详解】太阳能电池通过光电转换装置，将太阳能转化为电能；太阳能热水器通过光热转换设备，将太阳能转化为内能；核电站的主要设备是核反应堆，在核反应堆中利用可控的链式反应发生核裂变，人类获得核能。
14.【答案】电磁感应 光电效应 化学 不污染环境
【解析】【知识点】发电机的构造和工作原理、能量的转化、太阳能的利用
【详解】传统发动机工作时将机械能转化为电能，发电机是根据电磁感应的原理制成的。
由材料可知，太阳能电池利用半导体的光电效应原理发电，光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子，产生电能。
蓄电池充电时，消耗电能，产生化学能，将电能转化为化学能。
由材料可知，光伏发电系统的特点是可靠性高，使用寿命长，不污染环境，能有效减少碳排放缓解温室效应。
15.【答案】裂变；100；太阳能集热器把水加热
【解析】解：核能是质量较大的原子核发生裂变或质量较小的原子核发生聚变时释放的能量；
把的能量完全转化为电能，可供年用电量为的家庭使用的时间：；
人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量，例如用太阳能集热器把水加热。
故答案为：裂变；100；太阳能集热器把水加热。
获得核能的两种途径：核裂变和核聚变；
知道总电量和年用电量，可计算出使用的时间；
人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量。
本题考查了核能的利用、太阳能的利用等，属于基础性题目。
16.【答案】太阳能 核裂变 ①化石能源间接的来源于太阳能②太阳能是来自太阳内部核聚变产生的能量
【解析】解：化石能源不可在短时间内形成属于不可再生能源，太阳能从自然界里源源不断的得到补充属于可再生能源；
目前核电站都是利用重核裂变释放的核能发电的；
①化石能源间接的来源于太阳能；②太阳能是来自太阳内部核聚变产生的能量。
故答案为：太阳能；核裂变；①化石能源间接的来源于太阳能②太阳能是来自太阳内部核聚变产生的能量。
能源源不断从自然界获得的能源是可再生能源，不能源源不断从自然界获得的能源是不可再生能源；
核裂变和核聚变都能释放能量，核裂变是可控的，核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的；
地球上很多能源都是间接来自太阳能；太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。
本题考查了能源的分类和核聚变、核裂变以及太阳能的了解与掌握，是一道基础题目。
17.【答案】 凹面镜 131 热传递 电能 清洁
【解析】【知识点】探究固体熔化时温度的变化规律、热传递改变物体的内能、计算物体温度变化时的吸放热、太阳能的利用
【详解】因为凹面镜具有会聚作用，所以为提高定日镜的聚光效果，每面定日镜应设计成凹面镜。
根据材料内容熔盐的熔点是，由此可知熔盐熔化过程的温度是。
在蒸汽发生器中，水是通过吸收热量，即热传递的方式改变了内能。
熔盐发电是通过熔盐吸收太阳能转化为机械能，驱动涡轮发电机发电，即最终将太阳能转化为电能。
放出的热量
熔盐塔式光热电站与火力发电站相比的优点：清洁、节能、可持续、减少碳排放。
18.【答案】电磁波；；；
【解析】【知识点】计算物体运动的速度、重力的计算与估算、电磁波的应用、太阳能的利用
【详解】电磁波可以在真空中传播，所以“遥测信号”、“雷达跟踪信号”是通过电磁波传递信息的。
根据速度公式得
所以，天宫空间站的平均速度是。
根据得
则设备在空间站中受到的重力为522N；
由题意可得
解得 ，即太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳能为 。
19.【答案】聚变 可再生 光电转化
【解析】解：在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能；太阳能是一种新型的可再生能源，越来越被广泛利用；
太阳能电池板的新型屋顶瓦片是通过光电转化方式直接利用太阳能的。
由题意可得，热水器中水吸收的热量：
；
因为，
所以水升高的温度：。
水最后的温度：。
故答案为：聚变；可再生；光电转化；水温度升高到。
太阳内部进行着核聚变，由氢原子核聚变成氦原子核，释放出核能；在自然界短时间就能得到补充的是可再生能源，常见的可再生能源有：风能、太阳能、水能等；
太阳能电池板的新型屋顶瓦片是通过光电转化方式直接利用太阳能的；
先利用已知条件计算出热水器中水吸收的热量，再根据吸热公式计算水升高的温度，知道初温求末温。
本题考查太阳能的转化及计算，太阳能的转化是解题的重点，要仔细审题。
20.【答案】失重 静止 A 太阳能 温度变化量 转换法
【解析】解：
太空环境为失重环境；在太空环境中，由于不受重力，放开物体后，物体在不受其他外力时将保持静止状态，故观察到球相对于水的运动状态是静止的；
由于分子间存在引力，从而实现水能成桥，水不会断开；
空间站需要大规模的供电能力，需安装几对数十米长的太阳帆板，来维持长期运行，太空中的电能，主要靠太阳帆板收集的太阳能转化为电能；
电流做功的大小无法直接测量，而是利用煤油温度变化量来表示，这是转换法。
故答案为：失重；静止；；太阳能；温度变化量；转换法。
太空环境为失重环境，即在太空环境中物体所受重力可忽略不计；在太空环境中，由于不受重力，放开物体后，物体在不受其他外力时将保持静止状态；
水分子间存在引力，从而实现水能成桥，水不会断开；
空间站需要大规模的供电能力，需安装几对数十米长的太阳帆板，来维持长期运行，太空中的电能，主要靠太阳帆板收集的太阳能转化为电能；
电流做功的大小无法直接测量，而是利用煤油温度变化量来表示，这是转换法。
本题考察了学生对太空环境的了解，对分子间作用力和转换法的掌握情况，较为综合。
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