22.3 太陽(yáng)能（分層作業(yè)）-九年級(jí)物理全一冊(cè)同步備課系列（人教版）【原卷版】

22.3太陽(yáng)能一、太陽(yáng)——巨大的“核能火爐”1.我們生活在能量的世界中，日常生產(chǎn)離不開能源。太陽(yáng)能是萬(wàn)物生長(zhǎng)的主要能量來(lái)源，它屬于______次能源。太陽(yáng)能實(shí)際上是利用太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生________（選填“核裂變”或“核聚變”）釋放的核能。2.2019年4月10日，人類發(fā)布了首張黑洞照片，為解開星系演化之謎提供了寶貴資枓。質(zhì)量巨大的天體，像太陽(yáng)一樣，其內(nèi)部一直發(fā)生著核（選填“聚變”或“裂變”反應(yīng)，并（選填“吸收”或“釋放”）大量的能量，當(dāng)天體的能量即將耗盡時(shí)，在自身（選填“重力”或“慣性”）的作用下發(fā)生塌縮，就形成了黑洞。二、太陽(yáng)是人類能源的寶庫(kù)3.太陽(yáng)是人類能源的寶庫(kù)，下述關(guān)于太陽(yáng)能的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．太陽(yáng)能是核反應(yīng)產(chǎn)生的 B．光合作用是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能C．煤、石油、天然氣都是太陽(yáng)能的產(chǎn)物 D．自然界的風(fēng)能、水能、潮汐能也都來(lái)自太陽(yáng)能4.太陽(yáng)能的實(shí)質(zhì)：太陽(yáng)能實(shí)質(zhì)上是太陽(yáng)釋放的能和能的總和。太陽(yáng)能是地球能源的寶庫(kù)，地球上主要的一次能源，如煤、、天然氣等化石能源以及能（僅舉一例）都是來(lái)源于太陽(yáng)能．三、太陽(yáng)能的利用5．長(zhǎng)潭高速全程安裝了如圖所示的“風(fēng)光互補(bǔ)”路燈，該路燈內(nèi)的蓄電池分別將風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能電池板獲得的電能儲(chǔ)存起來(lái)，供夜間照明使用，下列說(shuō)法正確的是（）A．風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能B．風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．太陽(yáng)能電池板主要將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．太陽(yáng)能電池板主要將電能轉(zhuǎn)化為風(fēng)扇的機(jī)械能

6.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，下面是太陽(yáng)能的來(lái)源及轉(zhuǎn)化框圖。請(qǐng)對(duì)應(yīng)填出圖中序號(hào)處的物理術(shù)語(yǔ)：①②③④。7.“神箭”已至，叩問寰宇；尋夢(mèng)天宮，載人航天再創(chuàng)輝煌。神舟十六號(hào)載人飛船于2023年5月30日9點(diǎn)31分10秒點(diǎn)火發(fā)射，億萬(wàn)觀眾在家觀看現(xiàn)場(chǎng)直播，電視信號(hào)是通過(guò)（選填“電磁波”或“超聲波”）傳遞的。飛船進(jìn)入太空后順利打開太陽(yáng)能帆板，神舟十六號(hào)載人飛船發(fā)射取得圓滿成功。巨大的太陽(yáng)能帆板接受太陽(yáng)輻射的能量，為飛船提供充足的能，滿足飛船在太空運(yùn)行的能量需求。

8.如圖所示為試驗(yàn)中的太陽(yáng)能汽車，太陽(yáng)能來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的氫原子核發(fā)生（選填“裂變”或“聚變”）而釋放的核能；汽車頂部的太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，電能是（選填“一次”或“二次”）能源。9.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：1m2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）

10.為牢固樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，美麗鄉(xiāng)村建設(shè)中大量使用了直接利用太陽(yáng)能的熱水器、太陽(yáng)能路燈等節(jié)能環(huán)保設(shè)備．根據(jù)你所學(xué)知識(shí)完成下列問題．（1）太陽(yáng)能是在太陽(yáng)內(nèi)部氫原子核發(fā)生(選填“聚變”或“裂變”）時(shí)釋放的能量；太陽(yáng)能屬于能源（選填“可再生”、“不可再生”）。（2）某團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在設(shè)想研發(fā)內(nèi)置太陽(yáng)能電池板的新型屋頂瓦片，實(shí)現(xiàn)更好的節(jié)能．這種瓦片是通過(guò)（選填“光電轉(zhuǎn)化”、“光熱轉(zhuǎn)化”、“光化轉(zhuǎn)化”）方式直接利用太陽(yáng)能的．

（3）太陽(yáng)能熱水器利用真空熱水管給水加熱，如圖某太陽(yáng)能熱水器接收太陽(yáng)能的面積為3m2，每平方米面積上1h得到太陽(yáng)輻射的能量平均為2.5×106J，該熱水器僅能把接受太陽(yáng)能的42%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，若光照6h可以使熱水器內(nèi)初溫為15℃，質(zhì)量為100kg的水溫度升高到多少℃？[c水=4.2×103J/(kg·℃)]11．目前，科學(xué)家正在研究太空電站，即地球同步軌道上的太陽(yáng)能電站，其示意圖如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．太陽(yáng)能來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核裂變B．太陽(yáng)能收集板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能C．利用微波實(shí)現(xiàn)“無(wú)纜傳輸”，微波是一種電磁波D．太陽(yáng)能是一種清潔，無(wú)污染的可再生能源12.小陽(yáng)學(xué)習(xí)太陽(yáng)能和核能后，建立了利用核能的知識(shí)結(jié)構(gòu)圖，請(qǐng)你幫他補(bǔ)全空格處的內(nèi)容。、、13.2022年6月5日10時(shí)44分，我國(guó)長(zhǎng)征2F運(yùn)載火箭搭載神舟十四號(hào)載人飛船點(diǎn)火升空，飛控中心不斷傳出播報(bào)：“遙測(cè)信號(hào)正?！?、“雷達(dá)跟蹤信號(hào)正常”……地面雷達(dá)站密切跟蹤，一段時(shí)間后，飛船準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道。飛船入軌后，順利完成入軌狀態(tài)設(shè)置。在17時(shí)42分，飛船與天宮空間站成功對(duì)接如圖。隨后，三名航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲進(jìn)入天和核心艙，開啟為期6個(gè)月的在軌留駐，開展物資轉(zhuǎn)移、空間站建設(shè)等工作。神舟十四號(hào)載人飛船的成功發(fā)射，為我國(guó)空間站全面建成奠定了基礎(chǔ)。請(qǐng)回答下列問題：（1）這里的“遙測(cè)信號(hào)”、“雷達(dá)跟蹤信號(hào)”是通過(guò)什么傳遞信息？（2）飛船與天宮空間站對(duì)接，需知道天宮空間站運(yùn)動(dòng)的速度。若天宮空間站在1min內(nèi)運(yùn)行的路程是420km，則它的平均速度是多少m/s？（3）航天員在天宮空間站轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)設(shè)備，若某設(shè)備在地面的質(zhì)量是60kg，它在天宮空間站中受到的重力是多少？（天宮空間站所在位置g取8.7N/kg）（4）太陽(yáng)能電池板能為天宮空間站提供電能。若太陽(yáng)能電池板的電功率為P，將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η，接收太陽(yáng)光的面積為S。由此推測(cè)在時(shí)間t內(nèi)，太陽(yáng)能電池板每平方米面積上接收的太陽(yáng)能E為多少？（P、η、S、t均為已知量）14．閱讀短文，回答問題：光伏發(fā)電近年來(lái)全球氣溫逐漸上升，在“雙碳”目標(biāo)的背景之下，山西大同的“大熊貓”光伏發(fā)電站再一次走進(jìn)人們的視野。光伏發(fā)電的原理是什么呢？光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要部件是太陽(yáng)能電池板（組件）、蓄電池組、充放電控制器等。太陽(yáng)能電池利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)原理發(fā)電，光子照射到金屬上時(shí)，它的能量可以被金屬中某個(gè)電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬內(nèi)部引力做功，離開金屬表面逃逸出來(lái)，成為光電子，產(chǎn)生電能。蓄電池組是貯存太陽(yáng)能電池方陣接受光照所產(chǎn)生的電能，并可隨時(shí)向負(fù)載供電的設(shè)備?？刂破魇悄茏詣?dòng)防止蓄電池過(guò)充電和過(guò)放電的設(shè)備。光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)是可靠性高，使用壽命長(zhǎng)，不污染環(huán)境，能有效減少碳排放緩解溫室效應(yīng)。（1）傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)的工作原理是，太陽(yáng)能電池利用原理發(fā)電。（2）蓄電池充電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為能儲(chǔ)存起來(lái)，以便隨時(shí)供電。光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是（寫出一條即可）。15．閱讀短文，回答問題?？茖W(xué)研究的“太空實(shí)驗(yàn)室”中國(guó)空間站縮寫CSS，又稱天宮空間站，是中華人民共和國(guó)建造的國(guó)家級(jí)太空實(shí)驗(yàn)室。1992年9月21日，中國(guó)載人航天工程正式立項(xiàng)實(shí)施；2022年12月31日，國(guó)家主席習(xí)近平在新年賀詞中鄭重宣布，“中國(guó)空間站全面建成”。經(jīng)過(guò)遴選，空間站上搭載安裝有包括生物學(xué)、材料科學(xué)、基礎(chǔ)物理、流體等類別相關(guān)的科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)設(shè)施?？臻g站需要大規(guī)模的供電能力，需安裝幾對(duì)數(shù)十米長(zhǎng)的太陽(yáng)帆板，來(lái)維持長(zhǎng)期運(yùn)行。在空間站任務(wù)中，航天員必須完成大量的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)、技術(shù)試驗(yàn)等工作。在中國(guó)空間站歷次“天宮課堂”中，航天員在微重力環(huán)境下，曾做了浮力消失的實(shí)驗(yàn)、水球光學(xué)實(shí)驗(yàn)、太空拋物實(shí)驗(yàn)、液橋演示實(shí)驗(yàn)等許多項(xiàng)目。

請(qǐng)回答下列問題：（1）如圖所示，在太空授課中航天員用小棒將乒乓球緩慢推入水中，撤回小棒后，由于球處于環(huán)境中，所受浮力“消失”，觀察到球相對(duì)于水的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是的；（2）王亞平老師在天宮實(shí)驗(yàn)室里，用兩片塑科板讓水建成了“液橋”，如圖所示。水能成橋是因?yàn)?；A．分子引力

B．分子斥力

C．磁場(chǎng)力

D．浮力（3）中國(guó)空間站使用的電能，主要來(lái)自于；（4）如果在未來(lái)，允許中學(xué)生去天宮做物理實(shí)驗(yàn)。小強(qiáng)采用電熱絲加熱質(zhì)量相等、初溫相同的煤油，驗(yàn)證影響電功大小的因素，用溫度計(jì)測(cè)量煤油的溫度，可通過(guò)煤油來(lái)比較電流做功的大小。實(shí)驗(yàn)中采用了控制變量法和（選填“理想實(shí)驗(yàn)法”“轉(zhuǎn)換法”或“類比法”）。16．（2023·湖北武漢·統(tǒng)考中考真題）太陽(yáng)是人類能源的寶庫(kù)。下列說(shuō)法正確的是（）A．能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性、不可逆的B．太陽(yáng)能是太陽(yáng)內(nèi)部氫原子核發(fā)生裂變釋放的能量C．太陽(yáng)能是未來(lái)的理想能源之一，是不可再生能源D．中國(guó)空間站上用到的太陽(yáng)能電池板是將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能17．（2023·河北·統(tǒng)考中考真題）秉承可持續(xù)發(fā)展的思想，開發(fā)新能源、更好地利用已知能源是全球范圍內(nèi)的重要課題，開發(fā)和利用核能就是一個(gè)有效途徑。核能是質(zhì)量較大的原子核發(fā)生或質(zhì)量較小的原子核發(fā)生聚變時(shí)釋放的能量，通過(guò)可控聚變來(lái)利用核能，有望解決人類能源問題。1g核燃料聚變時(shí)釋放的能量約為1×105kW·h，假設(shè)把1×105kW·h的能量完全轉(zhuǎn)化為電能，可供年用電量為1000kW·h的家庭使用年。太陽(yáng)也是一個(gè)巨大的“核能火爐”，它向外輻射的能量是我們的能源寶庫(kù)。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，請(qǐng)你寫出一種轉(zhuǎn)化方式或一個(gè)相關(guān)的實(shí)例：。18．（2023·湖南益陽(yáng)·統(tǒng)考中考真題）太陽(yáng)能是人類能源的寶庫(kù)，下列有關(guān)太陽(yáng)能的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．太陽(yáng)能是氫聚變釋放的核能B．我們今天開采的化石能源來(lái)自于上億年前地球接收的太陽(yáng)能C．目前太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能的效率非常高D．太陽(yáng)能電池是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能19.（2022·湖南株洲·統(tǒng)考中考真題）如圖是根據(jù)初中物理能源的有關(guān)內(nèi)容繪制的知識(shí)結(jié)構(gòu)圖，線條表示知識(shí)間的邏輯聯(lián)系，據(jù)此完成以下小題。（1）化石能源和太陽(yáng)能中屬于可再生能源的是；（2）目前核電站發(fā)電，釋放核能的方式是；（3）圖中①為連接化石能源與太陽(yáng)能之間的線條，②為連接核聚變與太陽(yáng)能之間的線條，請(qǐng)任意選擇其中一根線條說(shuō)明它所表示的物理意義。20．（2023·寧夏·統(tǒng)考中考真題）在敦煌戈壁難上，有一座熔巖塔式光熱電站如圖所示，電站內(nèi)有12萬(wàn)面可隨太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，略有弧度的定日鏡能將太陽(yáng)光反射到吸熱塔的頂部，加熱其中的熔盤。熔盤的比熱容是1.53×10

（1）