22.3太陽(yáng)能（考點(diǎn)解讀）（原卷版）

\o"10.3物體的浮沉條件及應(yīng)用"22.3\o"22.3太陽(yáng)能"太陽(yáng)能（考點(diǎn)解讀）（原卷版）1、太陽(yáng)能及其利用（1）太陽(yáng)能是由太陽(yáng)內(nèi)部氫原子發(fā)生氫氦聚變釋放出巨大核能而產(chǎn)生的，來(lái)自太陽(yáng)的輻射能量；（2）地球上幾乎所有的能源都來(lái)自太陽(yáng)能（除：核能、地?zé)崮?、潮汐能）；?）目前直接利用太陽(yáng)能的途徑主要有兩種：一種是用集熱器把水等物質(zhì)加熱，例如太陽(yáng)能熱水器；另一種是用太陽(yáng)能電池把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能；（4）優(yōu)點(diǎn)：十分巨大、供應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、分布廣闊、獲取方便、安全、干凈、不污染環(huán)境；（5）缺點(diǎn)：分散性廣、晝夜穩(wěn)定性差、可轉(zhuǎn)化率低。

2、太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化（1）光熱能轉(zhuǎn)換

原理：利用太陽(yáng)輻射加熱物體而獲得熱能。

應(yīng)用：太陽(yáng)能熱水器、反射式太陽(yáng)灶、高溫太陽(yáng)爐、地膜、大棚、溫室；

（2）光電轉(zhuǎn)換原理：根據(jù)光電效應(yīng)，利用太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成電能；

應(yīng)用：為無(wú)電場(chǎng)所提供電池，包括移動(dòng)電源和備用電源、太陽(yáng)能日用電子產(chǎn)品。3、太陽(yáng)能熱水器中的熱量計(jì)算（1）根據(jù)熱量的計(jì)算公式為Q=cm△t，計(jì)算出水溫度升高需吸收的熱量；

（2）太陽(yáng)能熱水器所釋放的熱量=功率×?xí)r間；4、太陽(yáng)能的其他相關(guān)計(jì)算太陽(yáng)能電池板獲取的太陽(yáng)能是總功，轉(zhuǎn)化為的電能是有用功?！究键c(diǎn)1太陽(yáng)能及其利用】【典例11】（2023?新洲區(qū)模擬）關(guān)于太陽(yáng)能及其利用，下列說(shuō)法正確的是（）A．太陽(yáng)能來(lái)自于太陽(yáng)內(nèi)部進(jìn)行的熱核反應(yīng) B．太陽(yáng)能是清潔的二次能源 C．太陽(yáng)能是我們今天所用全部能量的源泉 D．太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【典例12】（2023?浠水縣校級(jí)二模）如圖所示是我國(guó)的天宮空間站?？臻g站所需的電能主要來(lái)源于太陽(yáng)能帆板，太陽(yáng)能帆板的基本原理是利用材料（選填“半導(dǎo)體”“納米”或“超導(dǎo)”）硅和某些金屬的光電效應(yīng)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為能?！咀兪?1】（2023?武漢模擬）下列有關(guān)能源的說(shuō)法正確的是（）A．化石能源、核能都是一次能源，也是不可再生能源 B．太陽(yáng)能是太陽(yáng)核心發(fā)生核聚變釋放的能量，是不可再生能源 C．風(fēng)能是太陽(yáng)能的間接利用，是二次能源 D．水能能夠轉(zhuǎn)化為電能，利用電能就是利用水能【變式12】（2023?德惠市一模）2022年11月29日，搭載神舟十五號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征二號(hào)F遙十五運(yùn)載火箭發(fā)射成功。（1）箭體上的攝像機(jī)拍攝的畫(huà)面通過(guò)波傳回地面。（2）神舟十五號(hào)飛船加速上升時(shí)，以飛船為參照物，大地是的。（3）運(yùn)載火箭的燃料燃燒時(shí)，質(zhì)量減小，熱值（選填“變大”，“變小”或“不變”）。（4）神舟飛船進(jìn)入太空后，利用太陽(yáng)能電池板供電把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為能?！究键c(diǎn)2太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化】【典例21】（2023?濟(jì)南二模）如圖所示，太陽(yáng)能電池（又稱光伏電池）利用太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為（）A．機(jī)械能 B．內(nèi)能 C．電能 D．光能【典例22】（2023?梁溪區(qū)校級(jí)一模）小明用除顏色不同外，其他都相同的黑白兩張紙分別將兩個(gè)相同的瓶子包起來(lái)，再將質(zhì)量、初溫相同的水分別倒入兩個(gè)瓶中，然后將兩個(gè)瓶子放在太陽(yáng)光下，過(guò)一段時(shí)間后，小明用溫度計(jì)測(cè)量了兩瓶中水的溫度，發(fā)現(xiàn)包有黑紙的瓶中水的溫度升高的較多。黑紙的性能比白紙的要好。兩瓶中的水是通過(guò)的方式使其內(nèi)能增加的。人類利用太陽(yáng)能的方式除了和上述實(shí)驗(yàn)相同外，還有其他方式嗎？請(qǐng)舉一例：，該示例中將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為能?！咀兪?1】（2023?南崗區(qū)模擬）生活中大部分能量來(lái)自太陽(yáng)，各種形式的能量都不是孤立的，它們可以在一定條件下發(fā)生轉(zhuǎn)化，下面四幅圖從電能的來(lái)源到利用，排列順序正確的是（）A．①②③④ B．③②④① C．②①③④ D．①③④②【變式22】（2023?柳州三模）我國(guó)首個(gè)多能互補(bǔ)綠色智慧綜合能源基地——隴東綜合能源基地即將投入使用，其發(fā)電方式主要有：白天風(fēng)小但陽(yáng)光資源豐富，就以光伏發(fā)電為主，即能轉(zhuǎn)化為電能；反之，則以風(fēng)力發(fā)電為主，即風(fēng)的能轉(zhuǎn)化為電能?！究键c(diǎn)3太陽(yáng)能熱水器中的熱量計(jì)算】【典例31】（2020?濟(jì)南）人類利用太陽(yáng)能的實(shí)質(zhì)，是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量供人們使用。使用太陽(yáng)能熱水器時(shí)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為（）A．內(nèi)能 B．機(jī)械能 C．電能 D．化學(xué)能【典例32】（2023?唐山一模）如圖所示，樓頂上的太陽(yáng)能集熱器為用戶提供熱水，這是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為水的能。太陽(yáng)能是（選填“可再生”或“不可再生”）能源。某型號(hào)太陽(yáng)能集熱器水箱內(nèi)的水為150L，當(dāng)太陽(yáng)照射一段時(shí)間后，水箱內(nèi)的水從20℃升高到40℃，則水吸收的熱量為J。[水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）]?！镜淅?3】（2023?東昌府區(qū)二模）太陽(yáng)能具有環(huán)保、可再生等優(yōu)點(diǎn)，某品牌太陽(yáng)能熱水器在一天的有效照射時(shí)間內(nèi)，將熱水器中初溫為25℃的40L水升高到75℃。[水的密度為1.0×103kg/m3，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），天然氣的熱值q＝7.0×107J/m3]，求：（1）在一天的有效照射時(shí)間內(nèi)，熱水器中的水吸收的熱量是多少？（2）若改用天然氣爐灶來(lái)加熱這些水，假設(shè)天然氣放出的熱量的20%被水吸收，需要完全燃燒多少立方米的天然氣？【變式31】（2022秋?江岸區(qū)校級(jí)月考）太陽(yáng)能是人類優(yōu)先開(kāi)發(fā)和利用的新能源之一，關(guān)于太陽(yáng)能的利用，下列說(shuō)法正確的是（）A．甲圖中，綠色植物通過(guò)光合作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 B．乙圖中，太陽(yáng)能熱水器通過(guò)做功方式將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能 C．丙圖中，太陽(yáng)能交通信號(hào)燈將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為信號(hào)燈的光能 D．丁圖中，太陽(yáng)能電池板向蓄電池充電時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能【變式32】（2023?淮南一模）太陽(yáng)能安全、清潔，太陽(yáng)能熱水器被人們廣泛使用。如表所示，為某太陽(yáng)能熱水器部分銘牌信息，假設(shè)裝滿水后經(jīng)過(guò)一天時(shí)間，水溫由20℃上升到60℃，則水吸收的熱量相當(dāng)于完全燃燒m3的液化氣放出的熱量。已知水的密度為1.0×103kg/m3，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），液化氣的熱值為4.2×107J/m3。采光面積容量水箱尺寸效率支架材料2150L①550m×1500mm50%鋅彩板【變式33】（2023?景德鎮(zhèn)模擬）某太陽(yáng)能熱水器裝有100kg的冷水，經(jīng)過(guò)一天，水溫可以從25℃升高50℃[水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），天然氣的熱值為8.4×107J/m3]，求：（1）這些水吸收的熱量；3燃?xì)?；則天然氣灶效率為多少？【考點(diǎn)4太陽(yáng)能的其他相關(guān)計(jì)算】【典例41】2，已知在地球表面，晴天時(shí)垂直于太陽(yáng)光的表面接收到的熱輻射為1.26×103J/（m2?s），接收太陽(yáng)能的效率為50%，散熱損失為20%，要使水溫上升18℃，需要時(shí)間為（）A．3000s B．4000s C．5000s D．6000s【典例42】（2023?臨川區(qū)校級(jí)一模）小明家新安裝了一臺(tái)容積為500L的太陽(yáng)能熱水器，加滿水后，經(jīng)過(guò)4h陽(yáng)光的照射，水溫有原來(lái)的20℃升高到40℃。則在這4h內(nèi)水吸收的熱量是。若這些熱量由效率為20%的火爐燃燒焦炭來(lái)提供，則需要燃燒千克焦炭。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）；q焦炭＝3.0×107J/kg]【變式41】（2023?裕華區(qū)一模）目前太陽(yáng)能已被人們廣泛利用。太陽(yáng)能來(lái)自于太陽(yáng)內(nèi)部的核（選填“裂變”或“聚變”），太陽(yáng)能屬于（選填“一次”“二次”）能源，利用太陽(yáng)能的方式之一是用集熱器加熱，這是通過(guò)方式改變物體內(nèi)能的。某臺(tái)太陽(yáng)能集熱器在天氣晴好時(shí)，一天可以吸收5.2×107J的熱量，這相當(dāng)于完全燃燒m3的煤氣釋放的熱量。（q煤氣＝4.0×107J/m3）【變式42】（2023?姑蘇區(qū)校級(jí)二模）如圖是一種新型動(dòng)力車。它上面的太陽(yáng)能接收板的有效面積為8m2，天氣晴朗且接收板正對(duì)陽(yáng)光時(shí)，每平方米面積上每秒鐘能接收到太陽(yáng)輻射的能量為1000J，太陽(yáng)能電池提供的電壓為120V，可供電動(dòng)機(jī)正常工作的電流為10A。（1）電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率是多少？（2）若電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化機(jī)械能的轉(zhuǎn)化效率是80%，且該車沿水平路面勻速行駛時(shí)受到的阻力為150N，則該車勻速行駛的速度是多少？（3）上述電動(dòng)機(jī)正常工作42min，損耗的能量全部被初溫25℃、質(zhì)量6kg的水吸收，則水升高的溫度為多少？[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]。一、選擇題。1．（2023?碑林區(qū)校級(jí)模擬）太陽(yáng)給人類帶來(lái)光明和溫暖，同時(shí)使地球產(chǎn)生日夜和季節(jié)交替，平衡地球氣候，為地球生命提供各種形式的能源。以下有關(guān)太陽(yáng)認(rèn)識(shí)正確的是（）A．太陽(yáng)照射下大地內(nèi)能的增加是通過(guò)做功的方式實(shí)現(xiàn)的 B．地球上的主要能源都來(lái)自于太陽(yáng)，太陽(yáng)能是太陽(yáng)內(nèi)部核裂變釋放的能量 C．太陽(yáng)能屬于不可再生能源，使用太陽(yáng)能綠色無(wú)污染 D．利用光電轉(zhuǎn)化的太陽(yáng)能電池能將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能2．（2023?金安區(qū)校級(jí)一模）航空航天涉及了許多物理知識(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．衛(wèi)星的速度越大，慣性越大 B．地球同步衛(wèi)星在軌道運(yùn)行時(shí)受平衡力作用 C．衛(wèi)星與地面設(shè)備之間是利用超聲波傳遞信息 D．衛(wèi)星的太陽(yáng)能電池板工作時(shí)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能3．（2023春?鼓樓區(qū)期中）下列能源不是由太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化而成的是（）A．風(fēng)能 B．煤和石油 C．潮汐能 D．生物質(zhì)能4．（2023?徐州二模）地球上的絕大部分能量都直接或者間接來(lái)自于太陽(yáng)能，但是也有部分能量與自太陽(yáng)能無(wú)關(guān)。下列能量中與太陽(yáng)能無(wú)關(guān)的是（）A．核能潮汐能 B．天然氣風(fēng)能 C．水能化石能源 D．地?zé)崮芩?．（2023?福田區(qū)模擬）《荀子?王制》中有一句箴言：“春耕、夏耘、秋收、冬藏，四者不失時(shí)，故五谷不絕”春種一粒粟，秋收萬(wàn)顆子。一顆種子就是一個(gè)世界。下列說(shuō)法正確的是（）A．如圖所示，種子發(fā)芽屬于機(jī)械運(yùn)動(dòng) B．如圖所示，早晨葉子上的露珠，是水蒸氣凝華形成的 C．如圖所示，一顆果子的質(zhì)量大概10kg D．如圖所示，稻谷成熟的過(guò)程是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的過(guò)程6．（2023?錫林浩特市二模）如圖所示，航天器都有很大的太陽(yáng)能電池板，下列說(shuō)法正確的是（）A．太陽(yáng)能是可再生能源 B．太陽(yáng)能和電能都是一次能源 C．電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．電池板的能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)100%7．（2023?尉氏縣一模）（多選）近年來(lái)，我國(guó)在材料、信息和能源等領(lǐng)域取得了輝煌的成績(jī)，以下說(shuō)法正確的是（）A．月球車的零件應(yīng)使用熱脹冷縮較明顯的材料制作 B．北斗衛(wèi)星之間利用電磁波相互傳遞信息，實(shí)現(xiàn)星間鏈路 C．太陽(yáng)能是可再生能源，它的能量來(lái)自于核裂變 D．垃圾分類有利于保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源二、填空題。8．（2023?隴縣模擬）2023年2月24日，由陜投商洛清潔能源投資建設(shè)的陜西省最大山地光伏電站——陜投商州區(qū)100MW光伏電站成功并網(wǎng)發(fā)電。該項(xiàng)目平均每年可為當(dāng)?shù)靥峁?.45億度綠色電能，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤4.29萬(wàn)噸，減排二氧化碳11.75萬(wàn)噸，將有效改善商洛及周邊的電源條件。光伏電站發(fā)電時(shí)將能轉(zhuǎn)化為電能，具有的優(yōu)點(diǎn)。9．（2023?蔡甸區(qū)模擬）卡塔爾世界杯上呈現(xiàn)許多中國(guó)元素，其中的哈爾薩光伏電站就是中國(guó)電力建設(shè)集團(tuán)承建，為世界杯所有場(chǎng)館提供綠電，這些電能全部來(lái)自多哈以西約80公里荒漠中的200萬(wàn)塊太陽(yáng)能電池板。據(jù)查：1平方米的晶硅太陽(yáng)能板的電功率為120瓦，每天發(fā)電時(shí)間8小時(shí)。太陽(yáng)能電池板給蓄電池充電時(shí)，能轉(zhuǎn)化能；如果100m2的太陽(yáng)能板發(fā)電一天的能量用燃燒天然氣來(lái)提供，需要m3天然氣。（天然氣的熱值q＝3.6×107J/m3）102，1m2面積上每小時(shí)接收到的太陽(yáng)能為2.52×106J。某天陽(yáng)光照射該熱水器4h，接收的能量可以使80kg的水溫度升高℃。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]11．（2023?連云港一模）如圖是一盞漂浮在水面的太陽(yáng)能荷花燈。白天太陽(yáng)能電池板給電池充電，晚上電池給LED燈照明供電。該燈的銘牌上標(biāo)有“6V0.3W”字樣，白天工作時(shí)，太陽(yáng)能電池板將能轉(zhuǎn)化為電能；晚上工作時(shí)，蓄電池放電，將能轉(zhuǎn)化為電能供照明燈使用。此燈正常工作6小時(shí)消耗的電能為J。三、計(jì)算題。12．（2023?聊城二模）為了倡導(dǎo)低碳生活，太陽(yáng)能熱水器被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生活中?，F(xiàn)有一種太陽(yáng)能、電能兩用熱水器，晴天時(shí)，它用太陽(yáng)能加熱，能將接收的部分太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為水的內(nèi)能，如果遇到雨天，可以用電加熱。[ρ水＝1.0×103kg∕m3，C水＝4.2×103J/（kg?℃），q焦炭＝3×107/kg]型號(hào)EWH﹣80B額定功率1500W額定電壓220V容量100L外型尺寸842mm×463mm×415mm（1）當(dāng)容量為100L的太陽(yáng)能熱水器注滿水時(shí)，水溫從20℃上升到70℃，水吸收的熱量是多少？（2）如果這些熱量由完全燃燒焦炭放出，需要燃燒多少kg的焦炭？（3）若在水溫從20℃上升到70℃這段時(shí)間內(nèi)，獲得的太陽(yáng)能是E太陽(yáng)能＝5.25×107J，則該太陽(yáng)能的效率是多少？13．（2023?高新區(qū)校級(jí)一模）小明家用鐵皮桶制作簡(jiǎn)易太陽(yáng)能熱水器替代燃燒木柴加熱水，小明觀測(cè)到某日密閉鐵皮桶裝滿水后，經(jīng)過(guò)一天的太陽(yáng)光照射，水溫從20℃升高到60℃。已知鐵皮桶的容積為50L，求：[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]（1）當(dāng)日桶內(nèi)的水吸收的熱量；（2）若用燃燒木柴加熱且木柴完全燃燒釋放熱量