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初中物理人教版九年级全一册
第二十二章 能源与可持续发展
第3节 太阳能
动植物的生长，人类的活动都无法离开太阳.这个发光发热的大火球已经存在了50亿年之久.你是否了解太阳？人类是否能够从距离地球1.5亿千米远处的太阳上，获取所需的能源？
导入新课
提出问题
阅读课本中的内容，思考下列问题
1.地球距离太阳有多远？
2.太阳有多大？
3.太阳有多热？
4.太阳的能量来源是什么？
5.太阳的年龄是多少？它还能燃烧多少年？
探索新知
太阳距地球1.5亿千米，直径大约是地球的110倍，体积是地球的130万倍，质量是地球的33万倍，核心温度高达1 500万摄氏度.
一.太阳——巨大的“核能火炉”
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.太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，比原子弹爆炸威力更大.太阳就像一个巨大的“核能火炉”.
太阳表面温度约6 000 ℃，太阳核心释放的能量向外扩散可以传送的太阳表面.太阳至今已经稳定地“燃烧”了近50亿年，而且还能继续“燃烧”50亿年.
想一想：
人类所使用的能源都是来自于太阳？
人类使用的能源中除地热能、潮汐能、核能以外的所有能源几乎都来自于太阳.如风能、水能、生物质能、化石能源等，其实都是间接地利用太阳能.太阳是人类能源的宝库.
二.太阳是人类能源的宝库
太
阳
辐
射
能
大气升温不均匀
形成风（空气动能）
使水循环
形成水流（水流能）
被绿色植物
微生物吸收
食物
煤
石油
天然气
直接利用太阳灶
使大地变热
被海水吸收
形成洋流（波浪能）
太阳辐射
地球上
各种能源
万物生长靠太阳
三.太阳能的利用
直接利用太阳能的方式：
太阳能
内能
用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质.实现了把太阳能转化为内能.
1．光热转化
转化
太阳能
化学能
太阳能电池可以将太阳能转变为电能；
在航空、航 天、交通、通信等领域中有较为广泛的应用.
2．光电转化
转化
3．光化转换
万物生长靠太阳.绿色植物利用太阳光进行光合作用促使植物生长，从而将太阳能转化为化学能.
太阳能
化学能
转化
能量易获取
减少温室气体排放节能环保
分布范围广
可持续性强
能源分散
受自然条件限制
转化效率低
成本较高
太阳能技术的
优缺点
优 点
缺 点
太阳能的介绍
太阳能的利用
转化为内能
转化为电能
转化为化学能
课堂小结
1.我们使用的化石能源主要来自（ ）
2.太阳能来自于（ ）
A.太阳本身的化学燃料的燃烧 B.裂变
C.链式反应 D.聚变
3.下列利用太阳能的是（ ）
A.微波炉 B.太阳灶 C.光电池 D.电热水器
太阳能
D
BC
课堂练习
课堂练习
4.在太阳内部，氢原子核在超高温下发生________， 释放出巨大的_________能
5.太阳能热水器是将太阳能转化为______能；太阳能硅光电池将太阳能转化为______能；在绿色植物的光合作用过程中太阳能被转化为_______能
6.讨论：
结合地理知识，讨论我国哪些地区适宜开放太阳能
聚变
核
内
电
化学
我国西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原
7.北京奥运主场馆“鸟巢”，采用绿色能源——太阳能光伏发电系统为整个场馆提供电力，是当今世界上最大的环保型体育场.白天，太阳能转化为电能，除供正常使用外，将多余的能量储存在蓄电池内供夜晚使用.这个过程中能量发生转化的情况为：
太阳能→电能→（ )→（ ）→光能
化学能
电能
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第3节 太阳能
一、教学目标
知识与技能目标
1.太阳能是人类资源宝库。
2.一些和太阳能有关的知识。
3.知道利用太阳能的方式。
过程与方法目标
1．培养学生的观察能力；
2．初步分析问题和解决问题的能力。
情感与态度目标
培养学生保护环境，合理利用资源的意识和不断创新、不断提高的精神
二、教学重难点
重点：了解太阳能的知识；
难点：了解利用太阳能的方式。
三、教学用具
彩笔，直尺，实物投影仪，太阳能电动车，太阳能热水器
四、教学过程
导入新课
( http: / / www.21cnjy.com )
动植物的生长，人类的活动都 ( http: / / www.21cnjy.com )无法离开太阳。这个发光发热的大火球已经存在了50亿年之久。你是否了解太阳？人类是否能够从距离地球1.5亿千米远处的太阳上，获取所需的能源？
提出问题
阅读课本中的内容，思考下列问题
1.地球距离太阳有多远？
2.太阳有多大？
3.太阳有多热？
4.太阳的能量来源是什么？
5.太阳的年龄是多少？它还能燃烧多少年？
探索新知
一.太阳——巨大的“核能火炉”
( http: / / www.21cnjy.com )
太阳距地球1.5亿千米，直径大约是地球的110倍，体积是地球的130万倍，质量是地球的33万倍，核心温度高达1 500万摄氏度. 21教育网
在太阳内部，氢原子核在超高温下发 ( http: / / www.21cnjy.com )生聚变，释放
出巨大的核能。太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，比原子弹爆炸威力更大。太阳就像一个巨大的“核能火炉”。21cnjy.com
太阳表面温度约6000 ℃，太阳核心释放的 ( http: / / www.21cnjy.com )能量向外扩散可以传送的太阳表面。太阳至今已经稳定地“燃烧”了近50亿年，而且还能继续“燃烧”50亿年. 21·cn·jy·com
二.太阳是人类能源的宝库
想一想：
人类所使用的能源都是来自于太阳？
人类使用的能源中除地热能、潮汐能、核能 ( http: / / www.21cnjy.com )以外的所有能源几乎都来自于太阳.如风能、水能、生物质能、化石能源等，其实都是间接地利用太阳能.太阳是人类能源的宝库.
太阳辐射 地球上 各种能源
( http: / / www.21cnjy.com )三.太阳能的利用
直接利用太阳能的方式：
1．光热转化
用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质。实现了把太阳能转化为内能.
( http: / / www.21cnjy.com )
太阳能 内能
2．光电转化
太阳能电池可以将太阳能转变为电能；
在航空、航 天、交通、通信等领域中有较为广泛的应用.
太阳能 电能
3．光化转换
万物生长靠太阳。绿色植物利用太阳光进行光合作用促使植物生长，从而将太阳能转化为化学能
太阳能 电能
太阳能技术的优缺点
优点：能量易获取 ；减少温室气体排放节能环保 ；分布范围广 ；可持续性强
缺点：能源分散； 受自然条件限制 ； 转化效率低 ；成本较高
五、课堂小结
太阳能的介绍
太阳能的利用
六、课堂练习
1.我们使用的化石能源主要来自（ 太阳能 ）
2.太阳能来自于（ D ）
A.太阳本身的化学燃料的燃烧 B.裂变
C.链式反应 D.聚变
3.下列利用太阳能的是（ BC ）
A.微波炉 B.太阳灶 C.光电池 D.电热水器
4.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
5.太阳能热水器是将太阳能转化为_ ( http: / / www.21cnjy.com )__内___能；太阳能硅光电池将太阳能转化为___电__能；在绿色植物的光合作用过程中太阳能被转化为_化学_能21世纪教育网版权所有
6.讨论：
结合地理知识，讨论我国哪些地区适宜开放太阳能
我国西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原
7.北京奥运主场馆“鸟巢”，采用 ( http: / / www.21cnjy.com )绿色能源——太阳能光伏发电系统为整个场馆提供电力，是当今世界上最大的环保型体育场。白天，太阳能转化为电能，除供正常使用外，将多余的能量储存在蓄电池内供夜晚使用。这个过程中能量发生转化的情况为：
太阳能→电能→（ 化学能 )→（ 电能 ）→光能
七、课外作业
1、课后动手动脑学物理
2、练习册第二十二章第3节
形成风（空气动能）
大气升温不均匀
形成水流（水流能）
使水循环
太
阳
辐
射
能
食物
煤
石油
天然气
被绿色植物、
微生物吸收
直接利用太阳灶
使大地变热
被海水吸收
形成洋流（波浪能）
转化
转化
转化
转化为内能
转化为电能
转化为化学能
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《太阳能》练习题
一、选择题
1．下面所说的不是太阳能的优点的是( )
A.清洁，对环境不造成污染 B.总能量大，可以取之不尽
C.分布广阔，获取方便 D.受天气影响大
2. 太阳每时每刻都在释放大量能量，这些能量来自( )
A.太阳内部电能转化为内能的过程 B.太阳内部大规模的核裂变过程
C.太阳内部大规模的核聚变过程 D.太阳内部可燃性物质的燃烧过程
3. 随着人们对原子核结构认识的不断深入，核能的开发和利用备受关注，有关核能的理解，正确的是( )21·cn·jy·com
A.核能是可再生的清洁能源 B.太刚能是由氢原子裂变放出的能量
C.能源开发就是要利用核能 D.核能是原子核发生变化时放出的能量
4．下列关于能源，下列说法正确的是( )
A.核能、电能、风能、生物质能属于可再生能
B.核电站核反应堆发生的是可以控制的核聚变
C.太阳是人类的“能源之母”，属于可再生能源
D.核电站发电的能量转化过程中：核能----内能----电能---机械能
5．下列说法中正确的是( )
A.水波、超声波、电磁波的传播速度都相同
B.声波、红光、紫外线都是电磁波
C.太阳能是一种既无污染又取之不尽的新能源
D.目前的核电站是利用天然气燃烧释放出来的能量来发电的
6. 太阳能是人类能源的宝库．下列关于太阳能的说法，不正确的是( )
A.太阳能是可再生能源 B.太阳能电池是利用半导体材料制成的
C.太阳能电池是把太阳能转化为电能 D.太阳能是内部原子核裂变产生出来的能量
7.下列关于太阳能的说法中，错误的是( )
A.太阳能十分巨大，供应时间长久
B.太阳能安全、清洁，不会造成环境污染
C.太阳能分布广阔，处处可以利用
D.太阳能到达地面的功率稳定，不会受气候和季节的影响
8. 太在倡导“节能环保”“低碳经济”的今天，人类应该特别重视下列哪种能源的利用：
( )
A.太阳能 B.煤炭 C.石油 D.天然气
二、填空、解答题
9. 能源问题是现代社会发展的三大基本问 ( http: / / www.21cnjy.com )题之一，能源家族中：①煤炭、②核能、③石油、④天燃气、⑤水能、⑥风能、⑦潮汐能等，属于不可再生能源的是_____；与太阳能无关的是_____．(填序号)21教育网
10．太阳能路灯，灯杆顶端是太阳能电池板， ( http: / / www.21cnjy.com )它能将太阳能转化为电能，并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚路灯照明．太阳能是在太阳内部氢原子核发生_____(裂变/聚变)时释放出的核能．蓄电池充电时将电能转化为_____能．www.21-cn-jy.com
11．人们常说，太阳是人类的“能源之母”． ( http: / / www.21cnjy.com )从广义的角度看，太阳能不仅包括直接投射到地球表面上的热能和光能，而且还包括由它引起产生的水能、风能和化学能等．在石油、天然气、煤、地热能中，不是来自太阳的能源是_____．【来源：21·世纪·教育·网】
12、某同学家原来是使用的 ( http: / / www.21cnjy.com )燃气热水器(每天至少用65℃的热水100kg)，通过物理学科的学习后，他建议家里换成了太阳能热水器．这台热水器6月份平均每天可将100kg水从15℃升高到65℃．
(1)若燃气热水器所燃烧的液化石油气的热值为8.0×107J/kg，改用太阳能热水器后，6月份平均每天可节约液化石油气多少千克？[液化石油气燃烧放热的70%被水吸收，C水=4.2×103J/]
(2)通过以上计算，我们可以看出使用太阳能热水器比使用燃气热水器烧水要节能，除此之外，还有哪些优点？(至少写出两点)
(3)正是由于人们不注意环境的保护，现在的对流层中CO2的含量增加明显，引起了全球平均气温上升，即“温室效应”．请你举例谈谈温室效应可能导致哪些变化？结合实际谈一谈如何控制温室效应．www-2-1-cnjy-com
参考答案
1. 答案 D
【解析】A、太阳能环保、清洁，对环境不 ( http: / / www.21cnjy.com )造成污染，A不符合题意；B、太阳能的能量大，是可再生能源，所以B不符合题意；C、太阳能分布广阔，获取方便，属于其优点，C不符合题意；D、太阳能受天气影响大，是它的缺点，所以D符合题意．
故选D． 21*cnjy*com
【分析】太阳能是一种新型能源，具有清洁、环保、能量大、获取方便等优点．
2. 答案 C
【解析】太阳的能量来自于内部的核聚变反应．
故选C．
【分析】核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核时，产生能量，太阳内部每时每刻发生着核聚变．
3. 答案 D
【解析】A、核能源于核矿石内的能量 ( http: / / www.21cnjy.com )，核矿石属于矿产资源，而矿产资源属于非可再生资源，所以它是不可再生能源，该选项错误；B、太阳能是在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出的巨大核能，该选项错误；C、能源的开发是开发利用新能源如风能、太阳能等无污染的清洁能源，该选项错误；D、核能是原子核聚变或裂变产生的能量，该选项正确．故选D．2·1·c·n·j·y
【分析】（1）原子核在发生改变的过 ( http: / / www.21cnjy.com )程中有时会释放出巨大的能量，这种能量叫核能，又叫原子能；（2）核电站就是利用原子核的裂变的链式反应产生的能量发电，它的核心是反应堆，反应堆里放出的核能转化成高温蒸汽的内能，在通过汽轮发电机转化为内能。（3）太阳能就是太阳内部氢核聚变产生的能量；（4）开发和利用新能源指的是无污染的清洁能源。21·世纪*教育网
4．答案 C
【解析】A、核能属于不可再生能源．不符合题意 ( http: / / www.21cnjy.com )．B、核电站是利用可控的链式反应工作的，这是利用核裂变．不符合题意．C、太阳是人类的“能源之母”，属于可再生能源，符合题意．D、核电站发电的能量转化过程中：核能----内能----机械能---电能．不符合题意．
故选C．【来源：21cnj*y.co*m】
【分析】（（1）化石能源、 ( http: / / www.21cnjy.com )核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源；而风能、水能、太阳能、生物质能，可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它们属于可再生能源．（2）核电站是利用可控的链式反应工作的．
5. 答案 C
【解析】A、水波、超声波 ( http: / / www.21cnjy.com )、电磁波的传播速度是不相同，所以A错误；B、声波不是电磁波，红外线和紫外线属于电磁波，所以B错误；C、太阳能是一种既无污染又取之不尽的新能源，所以C正确；D、目前的核电站是利用原子核发生裂变释放出的巨大核能来发电的，所以D错误．故选C．【版权所有：21教育】
【分析】（1）水波的传播速度与波长有关 ( http: / / www.21cnjy.com )，不是固定的，电磁波的传播速度是一定值：c=3×108m/s；声波在空气中的传播速度：v=340m/s；
（2）声波是由物体振动产生的，红外线和紫外线都属于电磁波；
（3）太阳能是一种清洁、无污染、可再生的一种能源，我们将其称为新能源；
（4）目前的核电站是利用原子核发生裂变释放出的巨大核能来发电的．
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6. 答案 D
【解析】A、能够源源不断的从自然界得到 ( http: / / www.21cnjy.com )太阳能，因此属可再生能源，说法正确，不合题意；B、目前使用的太阳能电池是利用半导体材料制成的，说法正确，不合题意；C、太阳能电池是把太阳能转化为电能的装置，说法正确，不合题意；D、太阳能是内部原子核聚变产生出来的能量，而不是核裂变，说法错误，符合题意．故选D．
【分析】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．太阳已稳定燃烧了50亿年，目前，它正处于壮年，要再过50亿年，才能燃尽自己的核燃料．目前人们直接利用太阳能的方式有两种：其一是把太阳能转化为内能如：其二是把太阳能转化为电能．
7. 答案 D
【解析】A、正确，太阳能十分巨大， ( http: / / www.21cnjy.com )供应时间长久，取之不尽用之不竭；B、正确，太阳能安全、清洁，不会造成环境污染；C、正确，太阳能分布广阔，获取方便；D、错误，太阳能到达地面的功率不稳定，它随气候和季节的变化而变化；
故选D．【出处：21教育名师】
【分析】太阳能是一种清洁、无污染、可再生 ( http: / / www.21cnjy.com )能源，它取之不尽用之不竭，是一种新型的能源，越来越被广泛利用．它的优点很多，比如：太阳能分布广阔，获取方便；清洁不会造成环境污染．
8. 答案 A
【解析】人类利用太阳能的方式有两种：一是利用太阳能集热器，将太阳能转化为内能；二是利用太阳能电池将太阳能转化为电能。故本题正确选项是A。
【分析】太阳能是新能源，它的突出优点是：经济、来源丰富、清洁无污染；它的缺点是受天气和地理位置影响很大。
9. 答案为： ①②③④；②⑦
【解析】在上述能源中，煤炭、核能、石 ( http: / / www.21cnjy.com )油、天然气属于不可再生能源，而水能、风能、地热能、潮汐能是可再生能源；同时煤炭、石油、天燃气、水能、风能等是直接或间接的来自太阳，而对于核能和潮汐能不是来自太阳．
故答案为：①②③④；②⑦
【分析】从能源是否可再利用的角度可分为 ( http: / / www.21cnjy.com )可再生能源和不可再生能源．化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源；而风能、水能、太阳能、生物质能，可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它们属于可再生能源．这些能源中有一些是直接或间接的来自太阳，而有一些不是来自太阳，故据所学知识分析即可判断．
10. 答案为：聚变；化学．
【解析】 （1）太阳能是在太阳 ( http: / / www.21cnjy.com )内部氢原子核发生核聚变，从而产生很大的能量；
（2）蓄电池充电时将电能转化为化学能储存起来；
故答案为：聚变；化学．
【分析】（1）核裂变是较重的原子核裂变 ( http: / / www.21cnjy.com )成较轻的原子核的一种核反应，核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应，太阳内部为核聚变，而核电站应用了重核的裂变．（2）蓄电池放电是化学能转化成电能，充电是电能转化成电能．
11. 答案：地热能
【解析】石油、天然气、煤是化石能源，是利用太阳能而形成的．而地热能是来自地球内部的熔岩．
故答案为：地热能21世纪教育网版权所有
【分析】地热能是来自地球深处的可再生性热能，它起于地球的熔岩和放射性物质的衰变．
12. 答案为：1）电压；电流（2）电池用旧；（3）0.26；10（4）测定的数据值仅有一组（不能多次测量）．21cnjy.com
【解析】 （1）水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t）=4.2×103J/（kg ℃）×100kg×（65℃-15℃）=2.1×107J，
由题知，Q吸=Q放×70%，
Q放==3×107J，
∵Q放=mq，
∴需要液化气的质量：
m==0.375kg；
（2）太阳能的优点：清洁无污染、安全；
（3）“温室效应”会使海平面上升、土地荒漠化、气温变暖等．控制措施：植树造林，开发和使用无污染的新能源等．2-1-c-n-j-y
【分析】（1）知道水的质量、水的比热容、水 ( http: / / www.21cnjy.com )的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量；由题知，Q吸=Q放×70%，而Q放=mq，据此求需要液化气的质量；
（2）太阳能取之不尽、用之不竭，清洁无污染，使用安全；
（3）空中CO2的含量增加明显，引起了全球平均气温上升，即“温室效应”，“温室效应”会使海平面上升、土地荒漠化、气温变暖等．有效措施：植树造林，开发和使用无污染的新能源等．21*cnjy*com
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