沪粤版物理九年级下册
第二十章 能源与能量守恒定律
20.2 开发新能源
自主预习 教材感知
知识点一 太阳能
1. 吸收和利用太阳能的四种主要途径
(1)通过植物的 把太阳能转化和储存起来，再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃料的形式释放出来；?
(2)通过大气和水分的 ，再通过风、流水、波浪、海流等释放出来；?
(3)被海洋吸收，成为海洋的 ；?
(4)被人们直接利用，如 、 等。
2. 在直接利用太阳能的过程中，可以将其转化为 、 、 等。
知识点二 核能
1. 内部蕴藏的巨大能量叫做原子核能，简称核能，释放核能的方式有两种：
和 。?
2. 核裂变是 的原子核裂变为 的原子核的一种核反应，同时释放出巨大的能量，其应用有 、 等。?
3. 核聚变是在 条件下，可将两种 的原子核(如氘和氚)，聚合成一个 的原子核。核聚变又称为 反应。 是利用轻核聚变的原理制成的，而 是来自于太阳内的核聚变。
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1. 某市建有全国沿海最大的太阳能电站，太阳能电池将太阳能直接转化为( )
A. 内能 B. 化学能 C. 电能 D. 机械能
2. 下面所说的哪个不是太阳能的优点( )
A. 清洁 B. 对环境不造成污染
C. 分布广阔，获取方便 D. 受天气影响大
3. 关于太阳能的下列说法中，不正确的是( )
A．太阳能分布广阔，获取比较方便
B．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境带来污染
C．太阳能是可供人类利用的一种新能源，但无法被人类直接利用
D．对于人类来说，太阳能几乎是一种取之不尽、用之不竭的永久性能源
4. 下列设施或过程不属于利用太阳能的是( )
A. 太阳能电池 B. 太阳能热水器
C. 地热空调 D. 植物的光合作用
5. 下列利用不可再生能源发电的是( )
A. 风电厂 B. 水电站 C. 热电厂 D. 光伏电站
6. 我国南海海底蕴藏着大量的“可燃冰”，它是天然气和水在低温高压下形成的固态物质，因外形晶莹剔透，酷似冰块却能燃烧而得名，是一种燃烧值高、清洁无污染的新型能源。下列说法正确的是( )
A. 可燃冰是可再生能源
B. 可燃冰的能量来自亿年前的太阳能
C. 可燃冰是核聚变反应生成的
D. 可燃冰燃烧时是核能转化为内能
7. 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的过程
C. 太阳内部大规模的核聚变的过程
D. 太阳内部可燃性物质的燃烧过程
8. 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。如图画出了太阳能三种转化的方框图，其中椭圆表示转化的装置或物体，菱形表示由太阳能所转化的另一种能量形式，则按顺序在图中的三个空白处填入相关的文字正确的是( )
A. 内能 太阳能电池 光合作用 B. 内能 太阳能电池 绿色植物
C. 太阳能电池 光合作用 内能 D. 太阳能电池 绿色植物 内能
9. 以下是核电站工作情况的方框图，关于方框图中各装置的能量转化，下列说法正确的是( )
A. 核反应堆将核能转化为电能 B. 蒸汽轮机将机械能转化为内能
C. 发电机将机械能转化为电能 D. 各种用电器只能将电能转化为内能
10. 化石能源是当今我国主要消耗的能源，下列说法正确的是( )
A. 使用化石能源会对环境造成破坏 B. 使用化石能源不会对环境造成破坏
C. 我国消耗的能源以可再生能源为主 D. 化石能源可短期内从自然界得到补充
11. 下列关于核能、太阳能等能源的说法正确的是( )
A. 氢弹利用核裂变、原子弹利用核聚变释放出巨大的能量
B. 太阳能、核能都属于可再生能源
C. 核能泄漏会对人和其他生物造成极大伤害，用混凝土封存核反应堆是一种防止核泄漏的有效办法
D. 天然气和太阳能都是清洁能源，人类可以无穷无尽地开发
12. 关于如图所示的核动力航空母舰和直升机，小明、小聪、小英和小亮各提出了一条与物理知识有关的说法，其中错误的是( )
A. 小明：直升机悬停在空中时，也需要消耗能量
B. 小聪：航空母舰利用的核能是在核反应堆中氢核聚变释放的能量，它属于一种新能源
C. 小英：当甲板上的飞机升空执行任务后，航空母舰在大海中的吃水深度将减小
D. 小亮：航空母舰上的雷达是利用电磁波来发现敌方的军事目标的
13. 地热是蕴藏在地球内部的天然绿色能源，举世闻名的西藏羊八井热电站，就是利用深层地热发电。它将 能转化为 能，其中 是可再生能源，使用该能源的优点是 。
14. 如图所示为一种新型的“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。白天工作时，光电池板将 转化为电能；晚上工作时，蓄电池放电，将 转化为电能供照明灯使用。
第14题 第15题
15. 如图所示，为了形象地描述核能的获得，两位同学分别画了一张利用核能途径的原理图。图甲表示的是 ；图乙表示的是________，其中________(选填“甲”或“乙”)图展示的是制造氢弹的原理。
16. 核电站发电流程如图所示，其能量转化过程为核能→内能→ →电能。
17. 人类目前直接利用太阳能的方式主要有两种，一种是把太阳能转化为 能，如太阳能热水器；另外一种是把太阳能转化为 能，如光伏发电。
18. 核能在军事上也有运用，世界上有少数几个国家已经掌握了制造原子弹、氢弹的技术，其中________弹威力更大。原子弹在爆炸时有 ，而且爆炸遗留物由于具有 ，在很长一段时间内还会危及人类生命安全。
19. “低碳环保”是当今世界的主题，太阳能已被人们广泛利用。太阳能来自于太阳内部的
(选填“核裂变”或“核聚变”)，太阳发出的光以 km/s的速度向周围空间传播(不计空气的影响)。
20. 利用太阳能的方式之一是用太阳能电池把 能转化成________能；另一种方式是用集热器加热。从改变物体内能的途径来看，太阳能热水器是通过________来增加水的内能，一台太阳能热水器储有300 kg的水，若水温从20 ℃升到70 ℃，这些水吸收了________J热量。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
21. 如图所示，________图是原子核的聚变示意图，________图是原子核的裂变示意图。(以上两空选填“甲”或“乙”)
甲 乙
22. 如图是核电站工作情况的方框图，请在空白方框内填写装置的种类并回答下列问题。
(1)核能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)在汽轮机中，将蒸汽的内能转化为轮片的 能。
23. 你认为太阳能、核能、风能、海洋能等新能源中，哪些最可能成为人类未来的理想能源？
24. 太阳能是21世纪重点发展的能源之一。太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车。如图所示是一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接收太阳能的面板的有效面积为S=8 m2，太阳光照射到面板每1 m2面积上辐射功率为P0=1 kW，在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为U=120 V，并对车上的电动机提供I=10 A的电流，试问：
(1)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少?
(2)如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为150 N，则汽车的行驶速度是多大?
参考答案
自主预习 感知教材
知识点一 1. (1)光合作用 (2)升腾循环 (3)内能 (4)太阳灶 太阳能热水器 2. 内能 电能 化学能
知识点二 1. 原子核 核聚变 核裂变 2. 较重 较轻 原子弹 核电站 3. 超高温 较轻 较重 热核 氢弹 太阳能
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1. C 【解析】太阳能电池可将太阳能直接转化为电能。
2. D 【解析】太阳能环保、清洁，对环境不造成污染，分布广阔，获取方便，都属于其优点；太阳能受天气影响大，是它的缺点。
3. C
4. C 【解析】太阳能电池是直接把太阳能转化为电能的设施；太阳能热水器是直接利用太阳能，把太阳能转化为水的内能；植物光合作用是植物把太阳能转化为化学能；地热空调属于利用地热能，不属于利用太阳能。
5. C 【解析】风是空气的流动形成的，它是可再生的；水电站是利用高处的水向低处流时重力势能转化为动能，然后把动能转化为电能的，自然界中的水在太阳能的作用下，能够不断循环；热电厂是消耗化石能源煤、石油或天然气来发电的，化石能源是不可再生能源；光伏电站是利用太阳能转化为电能的，太阳能是可再生的。
6. B 【解析】“可燃冰”属于不可再生能源，故选项A错误；太阳是人类“能源之母”，可燃冰的能量来自太阳能，故选项B正确；可燃冰是在海底的高压、低温条件下形成的，故选项C错误；可燃冰燃烧时是化学能转化为内能，故选项D错误。
7. C 【解析】太阳能够不断向周围提供能量，是因为太阳内部不断发生核聚变。
8. D 【解析】通过太阳能电池把太阳能转化为电能；通过光合作用绿色植物把太阳能转化为化学能；通过太阳能集热器把太阳能转化为内能，所以①是太阳能电池，②是绿色植物，③是内能，故D正确。
9. C 【解析】核电站发电过程：核能先转化为内能；水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能；蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能；用电器将电能转化为内能、机械能等我们需要的各种能量。
10. A 【解析】化石能源在消耗中会放出大量的有害气体，能源的负面影响主要是造成了环境的污染以及生态的破坏，都应引起重视；我国消耗的能源以化石能源等不可再生能源(煤、石油、天然气)为主；化石能源是不可再生能源，不可短期内从自然界得到补充。
11. C 【解析】氢弹是利用核聚变原理，原子弹是利用核裂变原理释放出巨大的能量，故A错误；太阳能可以从自然界中源源不断地得到补充，属于可再生能源，核能不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故B错误；为了防止核泄漏给人们带来伤害，用混凝土封存反应堆是一种防止核泄漏的有效办法，故C正确；太阳能和天然气都是一种清洁能源，但天然气是不可再生能源，不能无节制地开发利用，故D错误。
12. B 【解析】直升机悬浮在空中，螺旋桨依然在转动，需要发动机提供动力，需要消耗燃料，故A正确；航母利用的核能是可控制的核能，是重核裂变产生的能量，核能是一种新能源，故B错误；航母在海面上处于漂浮状态，受到的浮力等于航母自身的重力，飞机飞走时，航母重力减小，浮力减小，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排，海水密度一定时，浮力减小，排开海水的体积减小，航母就会浮起一些，故C正确；雷达是靠发射和接收电磁波来发现敌方军事目标的，故D正确。
13. 内 电 地热能 污染小
14. 太阳能 化学能
15. 核裂变 核聚变 乙
16. 机械能 【解析】核电站中能量转化过程是：通过核反应堆把核能转化为内能，得到高温的水蒸气，水蒸气推动汽轮转动，把内能又转化为机械能；汽轮机再带动发电机发电，得到电能。
17. 内 电
18. 氢 巨大的破坏性 放射性
19. 核聚变 3×105 【解析】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；光在真空中的传播速度为3×108 m/s，即3×105 km/s。
20. 太阳 电 热传递 6.3×107
21. 乙 甲
22. 发电机 (1)不可再生 (2)机械(或动)
24. 解：(1)太阳能电池的面板接收到的太阳能的功率P太=P0S=1×103 W×8=8000 W，转化为太阳能汽车的电功率P电=UI=120 V×10 A=1200 W，太阳能电池将太阳能转化为电能的效率η1=×100%=×100%=15%；
(2)设汽车电动机的能量转化效率为η2，则汽车的机械功率P机=P电×η2=1200 W×75%=900 W，当汽车匀速行驶时，P机=Fv，v===6 m/s。
