人教版九年级全册第3节 太阳能精品课后作业题

人教版九年级物理 第二十二章《能源与可持续发展》

第3节 太阳能    精选练习

一、夯实基础

1．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_________。

【答案】内能，机械能，机械能，化学能。

【解析】本题考查的是太阳能的转化。太阳能照射到地球上，使空气和地面温度升高，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。

2．人类利用太阳能的过程就是把太阳能转化为其他形式能量的过程。例如太阳能热水器是把太阳能转化为_______能；在太空运行的人造卫星，它们的能源是靠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。

【答案】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。

太阳能热水器是把太阳能转化为内能，属于光热转换；太阳能电池板是把太阳能转化为电能的装置，属于光电转换；植物通过光合作用，把太阳能转化为化学能储存起来，属于光化转换。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，实际上是在开采上亿年前地球接收的太阳能。

3. 我国环境污染主要为能源消耗性污染，为保护环境、控制和消除污染，其中最为有效的途径之一就是利用太阳能，目前最为直接的利用太阳能的方式有两种，一种是利用集热器把太阳能转化为物质的____能，另一种是利用________把太阳能转化为电能。

【答案】内；太阳能电池。

【解析】目前最为直接的利用太阳能的方式有两种一种是利用集热器把太阳能转化为物质的内能，另一种是利用太阳能电池把太阳能转化为电能。

4．2020年6月23日，我国北斗三号最后一颗组网卫星发射成功。如图所示，北斗卫星工作所需要的电能是通过太阳能电池板由_____能转化而来的，电能属于_____（选填“一次能源”或“二次能源”）。

【答案】太阳，二次能源。   

【解析】太阳能电池板是把太阳能转化成电能的装置，所以北斗卫星工作所需要的电能是通过太阳能电池板由太阳能转化而来的。我们生活中所使用的电能都是通过其他形式的能转化而来的，是二次能源。

5．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．江河水流能         D．核能

【答案】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。

核电站的核能是原子核裂变释放的能量，不是来自太阳。

故选D.

6．关于太阳能的以下说法中，正确的是（     ）

A．太阳是永不枯竭的能源

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

【答案】D。

【解析】太阳是人类能源的宝库，地球上的能源除了核能、地热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。

所以选D。

7. 下列关于太阳能的利用，说法正确的是（   ）

A. 绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能

B. 太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能

C. 太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能

D. 太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能

【答案】A.

【解析】绿色植物的光合作用是将光能转化为化学能，储存在植物体内，故A正确；太阳能热水器内的水从太阳吸收热量，内能增加、温度升高，是通过热传递的方式增加水的内能，故B错误；太阳能信号灯先将太阳能转化为电能，再转化为光能，故C错误；太阳能飞机是先将太阳能转化为电能，再转化为机械能，故D错误。

所以选A。

8．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

【答案】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。

所以选A。

9. 如图所示是太阳能LED照明路灯，LED是一种发光二极管，它是由_____（选填“导体”或“半导体”）材料制成的，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”）释放出巨大的能量。

【答案】半导体；光；一次；聚变。

【解析】LED是一种半导体发光二极管，通过电流时不用经过加热灯丝直接能够发光，即把电能直接转化成光能；太阳能属于一次能源，并且环保无污染；

在太阳内部，氢原子核在超高温、高压下作用下发生聚变，释放巨大的核能。

10．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。

【答案】见下图：

【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，把电能转化为电能；植物的光合作用可以实现光化转换，把太阳能转化为化学能。

二、巩固提高

11. 下列关于太阳能的开发与利用的说法中，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，处处可以利用

C. 太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境带来污染

D. 太阳能巨大且取之不尽、用之不竭，所以目前不需要开发别的新能源

【答案】D.

【解析】太阳能是可供人类利用的一种新能源，它是一次能源太；太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境带来污染；太阳能分布广阔，获取方便，处处可以利用。目前人们除了间接利用存储在化石能源中的太阳能，还直接利用太阳能，方式只有两种，一是光热转化：用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质，把太阳能转化为内能。二是光电转化：太阳能直接转化为电能。

尽管太阳能巨大且取之不尽、用之不竭，但是人们对能源的需求越来越多，面临危机问题，所以人们还是要积极开发新能源。D选项不正确。

故选D。

12. 如图所示为一种新型薄膜太阳能电池，厚度只有几微米，可弯曲，1 g 薄膜太阳能电池1 h可提供6×10-3 kW·h的电能，它可以贴在玻璃上，制成太阳能发电窗户。下列说法正确的是 （    ）

A. 太阳能不是清洁能源

B. 太阳能从太阳传递到薄膜电池上没有能量损失

C. 薄膜太阳能电池将电能直接转化为光能

D. 1 g薄膜太阳能电池1 h可提供2.16×104 J的电能

【答案】D.

【解析】A.太阳能清洁、环保、无污染，是清洁能源；所以A错误。

B. 太阳能从太阳传递到薄膜电池上是有能量损失的，所以B错误。

C. 薄膜太阳能电池是将光能直接转化为电能，所以C错误。

D. 把6×10-3 kW·h的电能换算为以焦耳单位：

6×10-3 kW·h=6×10-3×3.6×106 J=2.16×104 J，D正确。

故选D.

13．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，0.35kg      B．2.1×107J，0.35kg

C．1.5×107J，0.7kg        D．2.1×107J，0.7kg

【答案】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。

14.（多选题）许多城市都在推广利用太阳能，城市交通指示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能，下列关于太阳能的说法不正确的是 (　　)

A. 太阳是一个巨大的“核能火炉”

B. 太阳能为二次能源

C. 对于人类，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

D. 太阳能清洁无污染

【答案】C、D。

【解析】地球接受的辐射能来自太阳中的核聚变反应，因此太阳是一个巨大的“核能火炉”，故选项A正确；太阳能可以从自然界直接获取，为一次能源，故选项B不正确；对于人类，太阳能几乎可以说是一种取之不尽、用之不竭的清洁无污染能源。

故选项C、D正确。

15. 家用太阳能热水器的储水箱内有水40 kg，储水箱接收阳光垂直照射的面积始终是1.5m2，已知在地球表面，晴天时垂直于太阳光的表面接收到的热辐射为1.26×103J/（m2·s），接收太阳能的效率为50%，散热损失为20%，要使水温上升18 ℃，需要的时间为[水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）]   （   ）

A.3000 s    B.4000 s    C.5000 s   D.6000 s

【答案】B.

【解析】水温上升18℃需要吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103 J/（kg•℃）×40 kg×18℃=3.024×106 J。
由于散热损失为20%，则吸热效率 ，
则需要的时间：

。
故选B。

16. 在国家“光伏扶贫”项目中，小明家安装了太阳能发电系统，白天太阳能电池板发电，向电网提供电能，此过程中太阳能转化为______能；中午时段，太阳能电池板的输出电压为500V，输出电流为20A，3h可以为电网提供电能_______。

【答案】电，30。

【解析】白天太阳能电池板发电，向电网提供电能，此过程中太阳能转化为电能。太阳能电池板的输出电压为500V，输出电流为20A，3h可以为电网提供电能:

。

17. 小阳学习太阳能和核能后，建立了利用核能的知识结构图，请你帮他补全空格处的内容。

【答案】（1）电；（2）内；（3）裂。

【解析】（1）太阳能电池是通过光电转化，把太阳能直接转化为电能；

（2）太阳能热水器通过光热转化，把太阳能转化为内能。

（3）核反应堆通过核裂变，把核能转化为内能。

18. 阅读下列短文，回答问题.

太阳的一生

天文学家认为星际介质在某些条件下会形成恒星，然后进入称为主序星的稳定期。太阳目前正处于主序星演化阶段，它主要由正、负电子和质子、氦的原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，其反应是四个质子聚变为一个氦原子核和两个正电子并释放出大量的能量，这些释放出的核能最后转化为辐射能，并同时以每秒4.2×109 kg向外抛出大量物质。在演化末期，太阳将离开主序星阶段膨胀而转化为红巨星的演化阶段，最终塌陷为密度很大的白矮星。

①地球只接收了太阳辐射能的二十二亿分之一，就使地面温暖、万物生长。地球接收的辐射能来自太阳中的核　                            反应。

②太阳内部进行的核反应是　　　　　　      ，并释放出能量。

③请将太阳演化过程中经历的几个阶段补充完整。

　　　　→主序星→　　　　→　　　　。

④太阳从现在演化到最终，经历的几个阶段相比，其密度的变化情况大致是　                 。 

【答案】①聚变；②四个质子聚变为一个氦原子核和两个正电子。③恒星，红巨星，白矮星。④先变小后变大。

【解析】①地球只接收了太阳辐射能的二十二亿分之一，就使地面温暖、万物生长.地球接收的辐射能来自太阳中的核聚变反应。

②太阳内部进行的核反应是四个质子聚变为一个氦原子核和两个正电子，并释放出能量。

③请将太阳演化过程中经历的几个阶段补充完整。

恒星→主序星→红巨星→白矮星. 

④太阳从现在演化到最终，经历的几个阶段相比，其密度的变化情况大致是先变小后变大。 

19．太阳光照射到太阳能集热器，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2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___________。

【答案】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。

（1）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。

（2）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方式使水温升高。

（3）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。

20．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：

（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________色为主；

（4）想一想，在有阳光的夏天，工人在室外作业时，穿的衣服最好选择______（选填“黑色”或“白色”），为什么？____________。

【答案】（1）黑色物质对太阳辐射能的吸收能力强；（2）转化法；（3）黑；（4）白色，白色物体能反射各种色光，吸热的能力比黑色差。

【解析】（1）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。

（2）本题是对不同颜色物体的吸热能力的研究，在实验中采用了转化的方法，把吸收太阳能的多少转化成水温度升高的数值。

（3）由以上研究可知，太阳能热水器为了比较好的吸收热量，集热管表面颜色以黑色为主。

（4）在有阳光的夏天，工人在室外作业时，穿的衣服最好选择白色，因为白色物体能反射各种色光，吸热的能力比黑色差。

21．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？

【答案】77.9℃

【解析】一天照射到太阳能热水器表面的太阳能为：

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，

水的温度升高值。

水的末温为t=20℃+57.9℃=77.9℃。