第3节太阳能一、选择题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2．关于太阳能的以下说法中，正确的是（ ）A．太阳能是核裂变释放的能量B．太阳能是地球所有能量的来源C．太阳所有释放的所有能量都被地球吸收D．太阳还能释放能量的时间约为50亿年3．下列能源中，不是来源于太阳辐射能的是（ ）A．石油B．天然气C．江河水能D．核能4．市面上有一种装有太阳能电扇的帽子。在阳光的照射下，小电扇快速转动，给炎热的夏季带来一丝凉意。该装置的能量转化情况是（ ）A．太阳能→电能→机械能B．太阳能→机械能→电能C．电能→太阳能→机械能D．机械能→太阳能→电能5．关于太阳能的下列说法中错误的是（ ）A．太阳能是可供人类利用的一种新能源，它是一次能源B．太阳能分布广阔，获取方便，处处可利用C．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境带来污染D．对于人类来说，太阳能几乎可以说是一种取之不尽，用之不竭的永久性能源6．下列不是利用太阳能的是（ ）A．把太阳能转化为内能B．把太阳能转化为电能C．把太阳能转化为化学能D．把太阳能转化为核能7．在人造卫星上，利用的能量来源主要是（ ）A．利用太阳能电池把太阳能转化为电能B．利用天然气等化石能源燃烧放出的内能转化为电能C．利用氢、氧等化学变化放出内能转化为电能D．直接利用太阳能加热物体8．石油、煤炭消耗量的迅速增长，易导致能源危机。因此，开发和利用新能源，成为全世界最为关注的问题之一。小明家的太阳能热水器内装有100kg、25℃的水，若经过一天照射后，温度升高了50℃，则水吸收的热量和至少可以节约的煤的质量分别是[水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），煤的热值是3×107J/kg]（ ）A．1.05×107J，0.35kgB．2.1×107J，0.35kgC．1.5×107J，0.7kgD．2.1×107J，0.7kg二、填空题9．关于太阳能的转化：太阳把空气和地面晒热，太阳能转化为________，晒热的空气上升，空气流动形成风，又转化为_________；太阳使地面上一部分水蒸发，蒸发的水汽升空形成云，云又以雨雪等形式落下，流入江河，太阳能转化为_________；植物吸收太阳能，进行光合作用，太阳能转化为__________。9
10．人类利用太阳能的过程就是把太阳能转化为其他形式能的过程。如太阳能热水器是把太阳能转化为的_______能；在太空运行的卫星的能源是太阳能电池板提供的，太阳能电池板是把太阳能转化为_______能的装置；树在阳光的照射下把太阳能转化为________能。我们利用化石燃料获取的能量，实际上是在上亿年前地球所接收的________能。11．绿色奥运、科技奥运、人文奥运是北京奥运的三大主题，其中国家体育馆“鸟巢”工程采用太阳能电力这一绿色能源。其中有一个功率约为130kW的太阳能发电系统，若该系统正常工作10h，可以得到的电能为_________J。若这些电能是由效率为33%的燃煤发电机组提供的，需要消耗煤的质量为_________kg。（q煤=3×107J/kg）12．太阳光照射太阳能集热器，将太阳能转化为__________，如图，是一种太阳能热水器的示意图，A是集热器，B是贮水容器。（1）在太阳光照射下，水将沿_______时针方向运动，这是因为______________________________。（2）图中C是辅助加热器，其作用是_____________________。（3）请在图中适当位置安上进水阀门和出水阀门，并说明选择位置的理由___________。三、解答题13．如图所示的是利用太阳能的三种方式，请你在空白方框内填上相应的科学术语。14．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的装置，为有效地利用太阳能，某“研究性学习小组”对“吸收太阳能与表面颜色之间的关系”进行了实验探究；在黑色塑料袋与无色透明塑料袋内装入相同质量的水，插入温度计后密封好，放在阳光下曝晒，每隔相同的时间，读出温度计的示数，数据记录如下：塑料袋水的质量m/kg初温t0/℃温度t1/℃温度t2/℃温度t3/℃…黑色1.015242932…无色透明1.0151820.522…（1）学习小组的同学对实验数据进行了分析，得出的结论是________________________________；（2）他们在实验中采用的科学研究方法是_________________；（3）由以上研究可知，太阳能热水器的集热管表面颜色以_______色为宜。15．有一种太阳能热水器，接收太阳能的15根真空管总有效面积约为1.35m2，能把接收到太阳能的50%转变为水的内能，如果每平方米的面积在1h内得到的太阳能平均为3.6×106J，每天接收太阳能的时间以10h计算，则该热水器可以将质量100kg、初温为20℃的水加热到什么温度？9
参考答案1.C解析：太阳是一个巨大的核能火炉，在它的内部不停地发生着核聚变。它的结构主要包括太阳核心、辐射层、对流层和太阳大气。它的核心温度高达1500万摄氏度，地球上的大部分能源来自于太阳，它也是人类能源的宝库。2.D解析：太阳是人类能源的宝库，地球上的能源除了核能、地内能、潮汐能等不是来自于太阳，大部分的能源直接或间接的来源于太阳。太阳的能源来自于其内部发生的核聚变，太阳的直径大约是地球的110倍，体积是地球的130万倍，表面温度约6000℃，它已经燃烧了近50亿年，还可以再燃烧50亿年，所以太阳相对于人来说可以认为是永不枯竭的能源。但太阳向外辐射的能量并没有全部给了地球，地球只用了其中约20亿分之一。3.D解析：地球上的大部能源都直接或间接的来自于太阳，如植物利用光合作用把太阳能转化为生物质能（化学能）；太阳能照射加热，使空气温度升高对流形成风，使水发生物态变化形成水循环；动植物长埋于地下形成的石油、天然气等化石能源也是间接来自于太阳。4.A解析：太阳能电扇帽子上有太阳能电池和电扇，太阳能电池把太阳能转化为电能，再给风扇供电，把电能转化为机械能。5.B解析：太阳能是人类能源的宝库，人类使用的大部分能源来自太阳，从自然界可以直接获得，属于一次能源，由于技术等原因，现还没有被大规模使用，属于新能源。太阳能还是一种清洁、安全的能源，它不会产生固体、液体和气体废弃物，不会给环境带污染。太阳能分布广阔，获取方便，但也会受气候、地理位置影响。6.D解析：太阳是人类能源的宝库，地球上的很多能源都来自于太阳。太阳能的利用主要从三个方面：光热转换、光电转换、光化转换。例如太阳能热水器就是利用了光热转换，把太阳能转化为内能。太阳能电池就是利用了光电转换，把太阳能转化为电能。植物的光合作用是把太阳能转化为化学能。7.A解析：人造卫星在外太空主要是消耗电能，电能可以通过其他形式能的转化而得。在外太空太阳照射较强，太阳能电池结构简单，体积和质量较小，便于带到外太空，并且太阳能源源不断，使用寿命长。利用燃料燃烧放出内能再通过发电机转化为电能，系统复杂、可靠性低、质量和体积较大不便于携带，并且携带的燃料是有限的，所以不适合带到外太空作为电源。8.D解析：水吸收热量可以利用Q=cm△t进行计算，水吸收的热量若由煤燃烧放出，理想情况下水吸收的质量等于煤完全燃烧放出的热量。水吸收的的热量Q=cm△t=4.2×103J/（kg/℃）×100kg×50℃=2.1×107J，需要燃料的质量为。9.内能 机械能 机械能 化学能解析：本题考查的是太阳能的利用，太阳能照射到地球上，使空气和地面温度升高，太阳能转化为内能；空气上升流动形成风，转化为机械能。太阳还能使地球表面的水形成水循环，使太阳能转化为水的机械能。植物利用光合作用把太阳能转化为化学能。10.内 电 化学 太阳解析：太阳能的利用主要有三种方式：光热转换、光电转换和光化转换。植物通过光合作用，把太阳能转化为化学能储存起来，现在开采的化石燃料是亿万年前的动植物埋在地下经长时间的变化形成的。11.4.68×109 468解析：太阳能发电系统把太阳能转化为电能，此发电系统10h获得的电能W=Pt=1.3×105W×10×3600s=4.68×109J，燃煤燃烧放出的热量为，需要消耗煤的质量为。9
12.内能 （1）顺 集热器中的水被太阳晒热后密度变小，向右上方运动形成顺时针方向流动的水流（2）在阴天或晚上用电加热方式使水温升高（3）在封闭的环形管道的左下方安装进水阀门，在贮水容器下方竖直管道上安装出水阀门，可使热水流出，冷水得以补充。解析：太阳能热水器利用了光热转换，把太阳能转化为内能。在太阳光的照射下，水温度升高，密度变小，热水会上升，上升到贮水容器。贮水容器内的水温度低，在重力作用下通过管道流向集热器A，水在管道内顺时针流动。太阳能使用会受地理位置和天气的影响，阴雨天太阳能弱，水温升高的较低，晚上用水较多，水温太低可以利用电辅助加热。进水阀进入的是冷水，出水阀放出的是热水，在贮水容器下方竖直管道上安装出水阀门，热水流出，从左下方放入冷水，冷水进入环形管经过集热器加热，对热水进行补充。13.内能光电转换化学能解析：太阳能的利用主要有三种方式：光热转换、光电转换以及光化转换。利用太阳能热水器可以实现光热转换，把光能转换为内能；利用太阳能电池能实现光电转换，把太阳能转化为电能；植物的光合作用实现光化转换，把太阳能转化为化学能。14.（1）黑色物质对太阳辐射能的吸收能力强 （2）转化法和控制变量法（3）黑解析：本题是对不同颜色物体的吸内能力的研究，控制其他条件相同，保持颜色不同，把吸收太阳能的多少转化成水温度升高的数值，在实验中采用了控制变量法和转化法。通过实验可以看出质量相同的水，装在黑色塑料袋中水温度升高了17℃，在透明塑料袋内，水温度升高了7℃，所以黑色塑料袋吸收的热量多，即黑色物质对太阳辐射吸收能力强。应用到实际中就是太阳能热水器的集热管，应以黑色为宜。从光的色彩来看，白色物体能反射各种色光，而黑色物质能吸收各种色光。15.77.9℃解析：一天照射到太阳能热水器表面的太阳能Q太=3.6×106J/（m2·h）×1.35m2×10h=4.86×107J，水吸收的太阳能为Q吸=50%Q太=2.43×107J，，水的温度升高值。水的末温为77.9℃。9
第三节太阳能一、填空题1、太阳是巨大的“核能火炉”，是人类能源的宝库.（1）太阳光通过三棱镜，被分解成彩色光束的现象叫做___________.（2）核能在一些发达国家已成为常规能源，它是________能源（选填“可再生”或“不可再生”）.（3）上海世博会主题馆表面铺设太阳能电池板，采用并网发电方式将电能传回城市电网．请写出一条使用太阳能的优点:_________________________________2、2008年北京奥运会，绿色奥运、科技奥运、人文奥运”是北京奥运会的理念.奥运会主体育场——鸟巢是体现这一理念的典范.“鸟巢”体育场大量利用了太阳能.太阳能属于_______能源（选填“可再生”或“不可再生”）.太阳能光电系统，把太阳能转化成_______能.3、目前直接利用太阳能的方式有两种：一是用集热器把水等物质加热;二是用太阳能电池把太阳能转化成电能.2008年北京奥运会的三大理念是“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”，奥运会场馆周围80%－90%的路灯利用___________技术;奥运会90%的洗浴热水采用玻璃真空__________技术.4、如图所示是由大量反射镜组成的太阳能发电装置，图中各个反射镜由计算机控制，使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器(锅炉)上，集热器中的水变成水蒸气后推动汽轮机，从而带动发电机发电.(1)大阳能属于_______(选填“可”或“不可”)再生能源;(2)这个装置中反射镜的作用是改变_________;(3)水蒸气推动汽轮机的过程中.将______能转化为______能(4)发电机是利用________原理发电的.5、能源危机日益加剧，开发和利用新能源成为当务之急．光伏发电是将_______能转化为_______能,。6、下图为一款太阳能旋转吊钩，其内部装有一个用太阳能电池供电的小型电动机，能使花盆缓慢旋转，让植物各部分得到充足的光照，太阳能电池可以将太阳能转化为_______能，电动机工作的原理是通电线圈在_________中受力转动．7、阅读短文，回答问题：如图所示，在长沙湘江风光带等街道，耸立着一排排崭新的路灯．与众不同的是，它头顶小风扇，肩扛太阳能电池板，风扇在风中不停的转动，俨然一道亮丽的风景，我们把它称为“风光互补灯”．这是长沙市目前唯一不用消耗市电的绿色照明路灯工程．它不需要挖路面埋管铺设输电线路，无风有光时，通过太阳能电池板发电，有风无光时通过风力发电机发电，二者皆备时同时发电，并可日夜蓄能．与传统路灯对比，“风光互补路灯”10年大约可以省电10768度，节约标准煤4308kg，减少排放碳粉尘2929kg．问：9
（1）小风扇的作用是_____________。（2）太阳能电池板工作时将_________能转化成_________能。（3）这种风光互补路灯的优点有___________________________（答一点即可）8、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、乡村的一道靓丽的风景线。太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体态硅制成的，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．超导体二、选择题1、如图所示为我省某高校学生设计的一款小夜灯，它的一侧是太阳能电池板，白天接受阳光照射，晚上给另一侧高效节能的LED灯板提供电能．关于小夜灯中所应用的物理知识，下列说法不正确的是（）A、太阳能是可再生能源B、太阳能电池板将电能全部转化为内能C、LED灯的发光物体是由半导体材料制成的D、LED灯将电能转化为光能的效率比白炽灯高。2、太阳能路灯设计优美，为城市增添了亮丽的风景．下列说法错误的是（）A、太阳能电池板把太阳能转化为电能对灯泡供电B、两只灯泡可以用一个开关控制，说明两灯是串联连接的C、灯罩的作用除防尘外，还可以使灯泡发出的光经过反射变得柔和D、漫反射也遵循反射定律3、当今社会，能源问题是个重要的问题，而日本福岛核电站危机，使能源的安全问题更受关注.下列哪种能源的利用对环境的污染最小（）A、核能B、石油C、煤D、太阳能4、太阳能是人类能源的宝库，下列能源中不是来源于太阳能的是（）A、潮汐能B、风能C、水能D、生物质能5、如图是德州开发区使用的“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．下列解释合理的是（）9
A、光电池板是将电能转化为光能B、照明灯是将内能转化为电能C、小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能D、蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能。6、“天宫一号”是中国的第一个目标飞行器，与2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射升空．在“天宫一号”飞行器飞行过程中，携带的太阳能电池对其提供能量．太阳能电池的作用是（）A、将太阳能转化为化学能B、将太阳能转化为机械能C、将太阳能转化为电能D、将电能转化为太阳能。7、下列关于能源的说法中正确的是（）A、煤、石油是当今人类利用的主要能源，它们是可再生能源B、核反应堆中发生的是不可控制的核裂变C、风能可以从自然界里得到，是可再生能源D、如果大量利用太阳能，可使太阳能在短期内消耗殆尽三、探究题1、低碳排放，保护地球是当今世界的主题，2010年上海世博会企业馆内围绕这一主题发明的低碳环保产品琳琅满目，太阳电池就是其中的一种，它能够将太阳能直接转化为电能，从而实现碳零排放．（1）太阳能属于______能源（选填“可再生”或“不可再生”）．（2）有心的小强猜想太阳电池发电量可能与太阳光照强度、接收太阳光照的面积及接收太阳光照的时间有关，究竟有什么关系呢？为此他进行了如下探究：探究设计：用太阳电池给手机电池充电．所需器材：相同型号的太阳能电池4个，相同型号的手机电池4块（电池电量已耗完），硬纸板1张，手表1块．a．用太阳能电池在阳光充足、光照强的地方给手机电池充电至满，用时5h；b．在与a同一光照强度的地方用另一个太阳能电池给另一块手机电池充电3h，未能充满；c．在与a同一光照强度的地方用硬纸板盖住第三个太阳能电池接收面的一半；给第三块手机电池充电5h，未能充满；d．用第四个太阳能电池在背阴处给第四块手机电池充电5h，未能充满．根据小强的探究，请回答：①比较步骤__________可以得出：光照强度及接收光照时间相同时，太阳电池发电量随接收光照面积增大而增大．②比较步骤a和d，可以得出：____________________________________．四、综合题为了响应“节能减排”的号召，小周家买了一台容积为100L的太阳能热水器.请你与小周一起，对太阳能热水器进行研究与计算.9
（1）太阳能是__________能源（填“可再生”或“不可再生”）.太阳的巨大能量来自于太阳内部的__________反应.（2）小周早晨把热水器加满水，温度传感器显示水温为l8℃，下午放学时看到显示的水温为78℃，则热水器中的水吸收了多少热量?与使用电热水器相比，相当于节约了多少度电?【不计电热水器的热量损失，c水＝4.2×103J/（Kg·℃）】（3）该热水器的说明书中介绍，真空管热水器可以把90%的太阳能转化为水的内能，真有这么高的效率吗?小周查阅资料知道，他们所在地区单位受光面积上接收太阳能的功率为P，小周还需要测量哪些物理量，并运用本题计算出的热量Q，就可估测出这台热水器的光热转化效率?写出效率η的表达式.（用代表物理量的字母表示，不需计算具体数据）9
第三节太阳能一.填空题1.(1)色散（2）不可再生无污染2.可再生电3.光伏发电集热4.（1）可，（2）光的方向，（3）内，机械，（4）电磁感应5.太阳，电，6.电，磁场7.（1）把风能转化为电能，（2）太阳能，电（3）节能环保8.（1）节能，环保（2）C二.选择题1.B2.B3.D4.A5.C6.C7.C三.探究题1.（1）可再生，（2）①a、c，②光照时间及光照面积相同，太阳电池的发电量随光强度增大而增大。四.综合题（1）可再生，核聚变（2）2.52×107J7kW·h（3）测量光照时间t和受光面积Sη=9
