沪粤版物理九年级下册?课时同步训练
第二十章 能源与能量守恒定律
20.2 开发新能源
自主预习 要点感知
要点1 太阳能——永恒的动力之源
利用太阳能有四个渠道：第一是通过植物的 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；第二是通过 和 的升腾循环，再通过风、流水、波浪、海流等释放出来，如风能、水能，第三是被海洋吸收，成为海洋的 ；第四是被人们 ，如太阳能热水器等。
要点2 核能——造福人类的“神火”
1. 核裂变是 的原子核裂变为 的原子核的一种核反应， 是人类利用核能的主要方式。
2. 核聚变是在超高温条件下，将两种质量 的原子核，聚合成一个 的原子核。氢弹是利用氢核 制成的。太阳能来源于太阳内部进行着大规模的 而释放的核能，核聚变的和平利用还没有实现。
课后集训 巩固提升
1. 太阳中蕴藏着无比巨大的能量，下列说法正确的是( )
A．太阳能是不可再生能源
B．太阳能的应用会严重污染环境
C．太阳能的应用具有广阔前景
D．太阳能不能转化成电能
2. 核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法错误的是( )
A．目前核电站都是通过聚变反应来利用核能的
B．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
C．原子核分裂或聚合时释放出核能
D．核能是一种不可再生的能源
3. 下列关于能源及信息的传递的叙述中正确的是( )
A．太阳内部每时每刻都在发生裂变释放巨大的核能
B．石油是可再生能源
C．激光在光导纤维中始终沿直线传播
D．黄石交通广播电台的频率是103.3MHz，广播电台发射的电磁波是靠迅速变化的电流实现的
4. 目前世界上很多国家把核能发电当做解决能源危机的主要措施。下列关于核能的认识，正确的是( )
A．核能是可再生能源
B．核能发电是利用原子核裂变释放的核能
C．核能发电是利用原子核聚变或裂变释放的核能
D．核能发电释放核能的过程与原子弹爆炸释放核能的过程相同
5. 能源危机是全球性问题，开发和利用太阳能是解决能源危机的有效途径之一。太阳能实际上是无限的，灼热的太阳内部原子之间的热碰撞使 (选填“裂变”或“聚变”)反应激烈地进行，从而辐射出巨大的光和热。
6. 如图所示是太阳能LED照明路灯。它主要由太阳能电池板、LED灯头等部分构成。LED是一种发光二极管，通过电流能够发光，可以把电能直接转化成 能。太阳能是 (选填“一次”或“二次”)能源，清洁无污染，它是在太阳内部，氢原子核发生 (选填“裂变”或“聚变”)，释放出的核能。
7. 原子核是由 和 组成。核能是指原子核 或 过程中释放出的能量，通常叫做 。获得原子能的两条途径：一是重核 ，一是轻核 。
8. 2019年是我国第一颗原子弹试爆成功55周年，目前核能已经被广泛和平利用。其中核电站是利用 (选填“裂变”或“聚变”)时释放出大量的核能来发电的。核能属于 (选填“一次”或“二次”)能源。
9. 太阳能是人类能源的宝库，太阳已持续发光发热约50亿年，还能工作约50亿年。太阳能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。太阳核心温度高达1500万℃，表面温度也约有6000℃，其原因就是太阳内部发生持续的 (选填“核裂变”或“核聚变”)，释放了惊人的能量。
10. 原子弹和核电都是利用链式反应，两者的本质区别是：原子弹爆炸时发生的链式反应是 ，核反应堆中发生的链式反应是 。
11. 在渔船上安装“风光互补发电”装置，利用太阳能电池板和风力发电机发电，以节省燃油，在舟山渔区成为现实。舟山市在1000艘渔船上安装了“风光互补发电”装置。“风光互补发电”装置由风力发电机、太阳能电池板、充电器、蓄电池等组成，太阳能电池板、风力发电机的设计寿命为20年，蓄电池约4年更换一次，项目价格如下表：
项目
风力发电机
太阳能电池板
充电器
蓄电池
安装费
价格(约)
5000元
4000元
1000元
2000元
2000元
(1)“风光互补发电”装置中的风力发电机是根据 的原理来工作的。
(2)渔船通讯、导航及照明用电原来是通过燃烧柴油发电提供的，如果柴油中碳元素的质量占柴油质量的84%，且完全燃烧时全部碳元素均转化为二氧化碳，则完全燃烧1kg柴油将释放 kg二氧化碳。
(3)“风光互补发电”装置的发电功率为500瓦，正常工作1小时可产生多少电能？如图所示是不同发电方式的CO2排放量，若在1000艘渔船上安装这套“风光互补发电”装置，则与燃油发电相比，一天(正常发电8小时)至少减少CO2排放多少千克？
(4)某同学想在自己家的屋顶上安装这套“风光互补发电”装置，若该装置平均每天正常工作8小时，目前电费价格约为0.54元/千瓦时，请你帮他通过计算决定是否安装这套装置。
12. 人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题。目前，我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力。
(1)你认为利用太阳能有哪些好处： 。
(2)太阳能路灯已成为许多城镇、乡村一道靓丽的风景线。太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体硅制成的，它能直接把太阳能转化成电能，其主要材料是( )
A．磁性材料 B．纳米材料 C．半导体 D．超导体
(3)为了进一步利用太阳能，人们正在研发太阳能电动车。图甲是人们研制的太阳能电动三轮车，车子顶部的太阳能电池板将光能转化为电能储存在太阳能电池中，电池再给三轮车的电动机供电。
①小明同学设计的调节电动机转速的简化电路图如图乙所示，若太阳能电池的电压保持不变，调速电阻的最大阻值为50Ω。闭合开关S，当调速电阻的滑片P滑到最左端时车速最大，此时电流表示数为5A，电动机电功率最大为1kW；当调速电阻的滑片P滑到最右端时车速最小，此时电流表示数为1A，求这时电动机的电功率是多少？
甲 乙
②制造太阳能电动三轮车车架有各种不同的新材料，部分材料的技术指标如下表所示：
材料
技术指标
锰钢
铝合金
钛合金
碳纤维
性能(强度)
强
较弱
较强
强
密度(kg·m－3)
7.9×103
3.0×103
4.5×103
1.6×103
若让你设计制造强度高并且轻便的三轮车，你选择表中的哪种材料？若车架所用材料的体积约为5×10－3m3，车架的质量是多大？
参考答案
自主预习 要点感知
要点1 光合作用 大气 水分 内能 直接利用
要点2 1. 较重 较轻 核发电 2. 较轻 较重 聚变 核聚变
课后集训 巩固提升
1. C 2. A 3. D 4. B
5. 聚变
6. 光 一次 聚变
7. 质子 中子 聚变 裂变 原子核能 裂变 聚变
8. 裂变 一次
9. 可再生 核聚变
10. 不受控反应 受控反应
11. 解：(1)电磁感应 (2)3.08
(3)W＝Pt＝0.5kW×1h＝0.5kW·h，减少二氧化碳的排放量m＝1000×8×0.5kW·h×(0.42－0.16)kg/(kW·h)＝1040kg。
(4)二十年电费为20×365×8×0.5kW·h×0.54元/(kW·h)＝15768元；风光互补发电成本＝5000元＋4000元＋1000元＋2000元×5＋2000元＝22000元。因为风光互补发电成本高于二十年电费，所以不经济，建议不安装该装置。
12. 解：(1)无污染、环保、可再生(或取之不尽、用之不竭) (2)C
(3)①由题意可知：当滑片P滑到最左端时电动机两端的电压等于太阳能电池的电压即：U总＝＝＝200V，当滑片P滑到最右端时，调速电阻两端的电压U1＝IR＝1A×50Ω＝50V，此时，电动机两端的电压为：U＝U总－U1＝200V－50V＝150V，电动机的功率：P电＝IU＝1A×150V＝150W。 ②应选碳纤维。车架的质量：m＝ρV＝1.6×103kg/m3×5×10－3m3＝8kg。
