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初中物理第二十二章 能源与可持续发展第3节 太阳能练习题
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这是一份初中物理第二十二章 能源与可持续发展第3节 太阳能练习题，共12页。试卷主要包含了太阳——巨大的“核能火炉”，太阳是人类能源的宝库，太阳能的利用等内容，欢迎下载使用。
一、太阳——巨大的“核能火炉”
1. 我们生活在能量的世界中，日常生产离不开能源。太阳能是万物生长的主要能量来源，它属于
______次能源。太阳能实际上是利用太阳内部发生________（选填“核裂变”或“核聚变”）释放的核能。
【答案】一 ，核聚变。
【详解】可以从自然界直接获取的能源叫一次能源，太阳能可以从自然界直接获取，属于一次能源。由较轻的原子核聚合成较重的原子核时，会释放出巨大的能量，太阳内部每时每刻都在进行核聚变反应，太阳能实际上是利用太阳内部发生核聚变释放的核能。
2. 2019年4月10日，人类发布了首张黑洞照片，为解开星系演化之谜提供了宝贵资枓。质量巨大的天体，像太阳一样，其内部一直发生着核 （选填“聚变”或“裂变”反应，并 （选填“吸收”或“释放”）大量的能量，当天体的能量即将耗尽时，在自身 （选填“重力”或“惯性”）的作用下发生塌缩，就形成了黑洞。
【答案】聚变，释放，重力。
【详解】太阳内部不断发生着核聚变，巨大的天体，像太阳一样，所以其内部也不断发生着核聚变，发生核聚变时，两个轻原子核聚变为一个重原子核，同时释放出能量。
当天体的能量即将耗尽，由于天体自身重力很大，在自身重力作用下会发生塌缩。
二、太阳是人类能源的宝库
3. 太阳是人类能源的宝库，下述关于太阳能的说法中错误的是（ ）
A．太阳能是核反应产生的
B．光合作用是太阳能转换为化学能
C．煤、石油、天然气都是太阳能的产物
D．自然界的风能、水能、潮汐能也都来自太阳能
【答案】D
【详解】太阳能是内部原子核聚变产生出来的能量，故A正确；光合作用是太阳能转换为化学能，故B正确；地球上很多能源都间接来自太阳能，如现在人类使用的主要能源煤、石油、天然气等都是由太阳能转化而来的，故C正确；风能，水能都是因为地球吸收了太阳的能量形成的；潮汐能不是，是由地球和天体运动以及它们之间的相互作用而引起的，故D错误，故选D．
4. 太阳能的实质：太阳能实质上是太阳释放的 能和 能的总和。太阳能是地球能源的宝库，地球上主要的一次能源，如煤、 、天然气等化石能源以及 能（仅举一例）都是来源于太阳能．
【答案】热，光，石油，风。
【详解】太阳内部时刻进行着核聚变，并释放出光和热，所以我们所说的太阳能实质上是太阳释放的热能和光能的总和；太阳是地球的能量来源，地球上的水流能、风能都来源于太阳；地球上的煤炭、石油、天然气等化石能源也是远古以来存储下来的太阳能．
三、太阳能的利用
5．长潭高速全程安装了如图所示的“风光互补”路灯，该路灯内的蓄电池分别将风力发电机和太阳能电池板获得的电能储存起来，供夜间照明使用，下列说法正确的是（ ）
A．风力发电机主要将机械能转化为电能
B．风力发电机主要将电能转化为机械能
C．太阳能电池板主要将太阳能转化为内能
D．太阳能电池板主要将电能转化为风扇的机械能
【答案】A
【详解】AB．风力发电机在发电时，消耗风能，即机械能，产生电能，故是将机械能转化为电能的过程，故A正确，B错误；
CD．太阳能电池板是消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，故CD错误。
故选A。
6. 人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能，下面是太阳能的来源及转化框图。请对应填出图中序号处的物理术语：① ② ③ ④ 。
【答案】聚变，光热转换，太阳能电池，化学能。
【详解】①太阳能来自与原子核的核聚变。②太阳能热水器可以通过光热转换把太阳能转化为水的内能。③光电转换是通过太阳能电池把太阳能转化为电能。④植物通过光合作用把太阳能转化为化学能。
7. “神箭”已至，叩问寰宇；寻梦天宫，载人航天再创辉煌。神舟十六号载人飞船于2023年5月30日9点31分10秒点火发射，亿万观众在家观看现场直播，电视信号是通过 （选填“电磁波”或“超声波”）传递的。飞船进入太空后顺利打开太阳能帆板，神舟十六号载人飞船发射取得圆满成功。巨大的太阳能帆板接受太阳辐射的能量，为飞船提供充足的 能，满足飞船在太空运行的能量需求。
【答案】电磁波，电。
【详解】电磁波能传递信息，可在真空中传播，亿万观众在家观看现场直播，电视信号是通过电磁波传递的。
太阳能电池板可以把太阳能直接转化成电能；巨大的太阳能帆板接受太阳辐射的能量，为飞船提供充足的电能，满足飞船在太空运行的能量需求。
8. 如图所示为试验中的太阳能汽车，太阳能来自太阳内部的氢原子核发生 （选填“裂变”或“聚变”）而释放的核能；汽车顶部的太阳能电池将太阳能转化为电能，电能是 （选填“一次”或“二次”）能源。
【答案】聚变，二次。
【详解】在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能。
从自然界直接获得不需要加工处理的能源是一次能源；不能从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源叫二次能源。汽车顶部的太阳能电池将太阳能转化为电能，电能是二次能源。
9. 卡塔尔世界杯上呈现许多中国元素，其中的哈尔萨光伏电站就是中国电力建设集团承建，为世界杯所有场馆提供绿电，这些电能全部来自多哈以西约80公里荒漠中的200万块太阳能电池板。据查：1m2的晶硅太阳能板的电功率为120瓦，每天发电时间8小时。太阳能电池板给蓄电池充电时，
能转化 能；如果100m2的太阳能板发电一天的能量用燃烧天然气来提供，需要 m3天然气。（天然气的热值q＝3.6×107J/m3）
【答案】电，化学，9.6。
【详解】利用太阳能电池板给蓄电池充电时，电池板将太阳能转化电能，再转化为化学能，这样就可以将能量储存起来供需要时使用。
100m2的太阳能板发电一天的能量Q=W=100×120W×8×3600s=3.456×108J
需要天然气的体积
V=Qq=3.456×108J3.6×107J/m3=9.6m3
10. 为牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器、太阳能路灯等节能环保设备．根据你所学知识完成下列问题．
（1）太阳能是在太阳内部氢原子核发生 (选填“聚变”或“裂变”）时释放的能量；太阳能属于 能源（选填“可再生”、“不可再生”）。
（2）某团队现在正在设想研发内置太阳能电池板的新型屋顶瓦片，实现更好的节能．这种瓦片是通过 （选填“光电转化”、“光热转化”、“光化转化”）方式直接利用太阳能的．
（3）太阳能热水器利用真空热水管给水加热，如图某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m2，每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5×106J，该热水器仅能把接受太阳能的42%转化为水的内能，若光照6h可以使热水器内初温为15℃，质量为100kg的水温度升高到多少℃ ？
[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】（1）聚变，可再生；（2）光电转化；（3）60C.
【详解】（1）在太阳内部，氢原子核在超高温、高压作用下发生聚变，释放巨大的核能；太阳能取之不尽、用之不竭，是可再生能源；
（2）太阳能电池板的新型屋顶瓦片是太阳光的能量直接转化为电能，即通过光电转化方式直接利用太阳能的；
（3）水吸收的热量为：Q吸=2.5×106J/（m2·h）×3m2×6h×42%=1.89×107J
根据Q=cmΔt可得，水升高的温度为：
Δt=Q吸cm=1.89×107J4.2×103J/(kg·℃)×100kg=45℃
水温度升高到：
t=t0+△t=15℃+45℃=60℃．
11．目前，科学家正在研究太空电站，即地球同步轨道上的太阳能电站，其示意图如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．太阳能来自太阳内部的核裂变
B．太阳能收集板将太阳能转化为电能
C．利用微波实现“无缆传输”，微波是一种电磁波
D．太阳能是一种清洁，无污染的可再生能源
【答案】A
【详解】A．太阳能通过太阳内部的氢原子发生核聚变获得，故A错误，符合题意；
B．太阳能收集板就是太阳能电池板，它将太阳能转化为电能，故B正确，不符合题意；
C．通过电磁波来传输能量，实现能量的无线传输，微波是一种电磁波，故C正确，不符题意；
D．太阳能是一种清洁、无污染、可再生能源，太阳内部时刻进行着核聚变，由氢原子核聚变成氦原子核，释放出核能，故D正确，不符合题意。
故选A。
12. 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】电，内，裂。
【详解】太阳能电池通过光电转换装置，将太阳能转化为电能；太阳能热水器通过光热转换设备，将太阳能转化为内能；核电站的主要设备是核反应堆，在核反应堆中利用可控的链式反应发生核裂变，人类获得核能。
13. 2022年6月5日10时44分，我国长征2F运载火箭搭载神舟十四号载人飞船点火升空，飞控中心不断传出播报：“遥测信号正常”、“雷达跟踪信号正常”……地面雷达站密切跟踪，一段时间后，飞船准确进入预定轨道。飞船入轨后，顺利完成入轨状态设置。在17时42分，飞船与天宫空间站成功对接如图。随后，三名航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲进入天和核心舱，开启为期6个月的在轨留驻，开展物资转移、空间站建设等工作。神舟十四号载人飞船的成功发射，为我国空间站全面建成奠定了基础。
请回答下列问题：
（1）这里的“遥测信号”、“雷达跟踪信号”是通过什么传递信息？
（2）飞船与天宫空间站对接，需知道天宫空间站运动的速度。若天宫空间站在1min内运行的路程是420km，则它的平均速度是多少m/s？
（3）航天员在天宫空间站转移实验设备，若某设备在地面的质量是60kg，它在天宫空间站中受到的重力是多少？（天宫空间站所在位置g取8.7N/kg）
（4）太阳能电池板能为天宫空间站提供电能。若太阳能电池板的电功率为P，将光能转化为电能的效率为η，接收太阳光的面积为S。由此推测在时间t内，太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳能E为多少？（P、η、S、t均为已知量）
【答案】（1）电磁波；（2）7×103m/s；（3）522N；（4）PtηS
【详解】（1）电磁波可以在真空中传播，所以“遥测信号”、“雷达跟踪信号”是通过电磁波传递信息的。
（2）根据速度公式得
v=st=420×103m60s=7×103m/s
所以，天宫空间站的平均速度是7×103m/s。
（3）根据G=mg得 G=mg=60kg×8.7N/kg=522N
则设备在空间站中受到的重力为522N；
（4）由题意可得W电=Pt=ηES
解得E=PtηS，即太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳能为PtηS。
14．阅读短文，回答问题：
光伏发电
近年来全球气温逐渐上升，在“双碳”目标的背景之下，山西大同的“大熊猫”光伏发电站再一次走进人们的视野。光伏发电的原理是什么呢？
光伏发电系统的主要部件是太阳能电池板（组件）、蓄电池组、充放电控制器 等。太阳能电池利用半导体的光电效应原理发电，光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做 功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子，产生电能。蓄电池组是贮存太阳能电池方阵接受光照所产生的电能，并可随时向负载供电的设备。控制器是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。光伏发电系统的特点是可靠性高，使用寿命长，不污染环境，能有效减少碳排放缓解温室效应。
（1）传统发电机的工作原理是 ，太阳能电池利用 原理发电。
（2）蓄电池充电时将电能转化为 能储存起来，以便随时供电。光伏发电系统的优点是 （写出一条即可）。
【答案】（1）电磁感应，光电效应；（2化学，不污染环境。
【详解】（1）传统发动机工作时将机械能转化为电能，发电机是根据电磁感应的原理制成的。
由材料可知，太阳能电池利用半导体的光电效应原理发电，光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做 功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子，产生电能。
（2）蓄电池充电时，消耗电能，产生化学能，将电能转化为化学能。
由材料可知，光伏发电系统的特点是可靠性高，使用寿命长，不污染环境，能有效减少碳排放缓解温室效应。
15．阅读短文，回答问题。
科学研究的“太空实验室”
中国空间站缩写CSS，又称天宫空间站，是中华人民共和国建造的国家级太空实验室。1992年9月21日，中国载人航天工程正式立项实施；2022年12月31日，国家主席习近平在新年贺词中郑重宣布，“中国空间站全面建成”。经过遴选，空间站上搭载安装有包括生物学、材料科学、基础物理、流体等类别相关的科学研究实验设施。空间站需要大规模的供电能力，需安装几对数十米长的太阳帆板，来维持长期运行。在空间站任务中，航天员必须完成大量的空间科学实验、技术试验等工作。在中国空间站历次“天宫课堂”中，航天员在微重力环境下，曾做了浮力消失的实验、水球光学实验、太空抛物实验、液桥演示实验等许多项目。
请回答下列问题：
（1）如图所示，在太空授课中航天员用小棒将乒乓球缓慢推入水中，撤回小棒后，由于球处于 环境中，所受浮力“消失”，观察到球相对于水的运动状态是 的；
（2）王亚平老师在天宫实验室里，用两片塑科板让水建成了“液桥”，如图所示。水能成桥是因为 ；
A．分子引力 B．分子斥力 C． 磁场力 D．浮力
（3）中国空间站使用的电能，主要来自于 ；
（4）如果在未来，允许中学生去天宫做物理实验。小强采用电热丝加热质量相等、初温相同的煤油，验证影响电功大小的因素，用温度计测量煤油的温度，可通过煤油 来比较电流做功的大小。实验中采用了控制变量法和 （选填“理想实验法”“转换法”或“类比法”）。
【答案】（1）失重，静止；（2）A；（3）太阳能；（4）温度变化量，转换法。
【详解】（1）在空间站中物体处于失重状态，浸在水中的乒乓球不会受到水的压强和压力，所以乒乓球几乎不会受浮力，撤回小棒后，所受浮力“消失”，球相对于水的位置没有发生改变，是静止的。
（2）向外拉动塑科板，水未分离，形成了“液桥”，说明水分子间存在引力。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
（3）空间站需要大规模的供电能力，需安装几对数十米长的太阳帆板，来维持长期运行，空间站使用的电能主要来源于太阳能。
（4）实验中，电流产生的热量无法直接测量，而是利用煤油温度变化量来表示，用到转换法。
16．（2023·湖北武汉·统考中考真题）太阳是人类能源的宝库。下列说法正确的是（ ）
A．能量的转化和转移是有方向性、不可逆的
B．太阳能是太阳内部氢原子核发生裂变释放的能量
C．太阳能是未来的理想能源之一，是不可再生能源
D．中国空间站上用到的太阳能电池板是将太阳能直接转化为化学能
【答案】A
【详解】A．能量的转化和转移使有方向性的，不可逆的，故而要节约能源。故A正确；
B．在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能，故B错误；
C．太阳能可以长期提供或再生，属于可再生能源，故C错误；
D．太阳能电池板工作时，先将光能转化为电能，然后将电能转化为化学能储存在蓄电池中，故D错误。
故选A。
17．（2023·河北·统考中考真题）秉承可持续发展的思想，开发新能源、更好地利用已知能源是全球范围内的重要课题，开发和利用核能就是一个有效途径。核能是质量较大的原子核发生 或质量较小的原子核发生聚变时释放的能量，通过可控聚变来利用核能，有望解决人类能源问题。1g核燃料聚变时释放的能量约为1×105kW·h，假设把1×105kW·h的能量完全转化为电能，可供年用电量为1000kW·h的家庭使用 年。太阳也是一个巨大的“核能火炉”，它向外辐射的能量是我们的能源宝库。人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能量，请你写出一种转化方式或一个相关的实例： 。
【答案】裂变，100，太阳能集热器。
【详解】质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时释放出的惊人的能量叫做核能，获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。
可供年用电量为1000kW·h的家庭使用
1×105kW⋅h1000kW⋅h/年=100年
太阳能转化为其他形式能量的方式：光热转换，例如用太阳能集热器把水加热；光电转换，把太阳能转化为电能，例如太阳能电池。
18．（2023·湖南益阳·统考中考真题）太阳能是人类能源的宝库，下列有关太阳能的说法错误的是（ ）
A．太阳能是氢聚变释放的核能
B．我们今天开采的化石能源来自于上亿年前地球接收的太阳能
C．目前太阳能电池转化太阳能的效率非常高
D．太阳能电池是将太阳能转化为电能
【答案】C
【详解】A．太阳是一个巨大的核能火炉，每时每刻都在发生聚变反应，向周围释放出惊人的核能，故A正确，不符合题意；
B．我们开采化石能源获取能量，实际上就是在开采上亿年前地球所接收的太阳能，故B正确，不符合题意；
C．目前太阳能电池转化太阳能的效率较低，故C错误，符合题意；
D．太阳能电池，消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，故D正确，不符合题意。
故选C。
19. （2022·湖南株洲·统考中考真题）如图是根据初中物理能源的有关内容绘制的知识结构图，线条表示知识间的逻辑联系，据此完成以下小题。
（1）化石能源和太阳能中属于可再生能源的是 ；
（2）目前核电站发电，释放核能的方式是 ；
（3）图中①为连接化石能源与太阳能之间的线条，②为连接核聚变与太阳能之间的线条，请任意选择其中一根线条说明它所表示的物理意义 。
【答案】（1）太阳能；（2）核裂变；（3）见解析。
【详解】（1）化石能源不可在短时间内形成，属于不可再生能源，太阳能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源。
（2）目前核电站都是利用核裂变释放的核能发电的。
（3）①化石能源间接的来源于太阳能；②太阳能来自太阳内部核聚变产生的能量。
20．（2023·宁夏·统考中考真题）在敦煌戈壁难上，有一座熔岩塔式光热电站如图所示，电站内有12万面可随太阳转动，略有弧度的定日镜能将太阳光反射到吸热塔的顶部，加热其中的熔盘。熔盘的比热容是1.53×103J/kg·℃，熔点是131℃，将290℃左右的熔盐存储在保温性能较好的低温储热器中，输送到接收器内，通过太阳能加热使其温度达到566℃以上。再存储在高温的储热器中，当需要发电时，将高温熔盐送往蒸汽发生器，产生高温高压的水蒸气驱动涡轮发电机发电。
（1）为提高日定的聚光效果，每面定日镜应设计成 （选填“平面镜”、“凹面镜”或“凸面镜”）。
（2）在电厂投产前，需要将固态的熔盐熔化后注入低温储热器中，在熔化过程中，熔盐的温度为 ℃。在蒸汽发生器中水是通过 方式增大内能的，熔盐发电最终将太阳能转化为 。
（3）请计算在蒸汽发生器中若1kg的高温熔盐温度由560℃降到300℃时放出的热量是多少？
（4）熔盐塔式光热电站与火力发电站相比，有什么优点（写出一条即可） 。
【答案】（1）凹面镜；（2）131，热传递，电能；（3）3.978×105J；（4）清洁.
【详解】（1）因为凹面镜有会聚作用，所以为提高定日镜的聚光效果，每面定日镜应设计成凹面镜。
（2）根据材料内容熔盐的熔点是131°C，由此可知熔盐熔化过程的温度是131°C。
在蒸汽发生器中，水是通过吸收热量，即热传递的方式改变了内能。
熔盐发电是通过熔盐吸收太阳能转化为机械能，驱动涡轮发电机发电，即最终将太阳能转化为电能。
（3）放出的热量
Q放=cmt-t0=1.53×103J/kg·℃×1kg×560℃-300℃=3.978×105J
（4）熔盐塔式光热电站与火力发电站相比的优点：清洁、节能、可持续、减少碳排放。
一、太阳——巨大的“核能火炉”
1. 我们生活在能量的世界中，日常生产离不开能源。太阳能是万物生长的主要能量来源，它属于
______次能源。太阳能实际上是利用太阳内部发生________（选填“核裂变”或“核聚变”）释放的核能。
【答案】一 ，核聚变。
【详解】可以从自然界直接获取的能源叫一次能源，太阳能可以从自然界直接获取，属于一次能源。由较轻的原子核聚合成较重的原子核时，会释放出巨大的能量，太阳内部每时每刻都在进行核聚变反应，太阳能实际上是利用太阳内部发生核聚变释放的核能。
2. 2019年4月10日，人类发布了首张黑洞照片，为解开星系演化之谜提供了宝贵资枓。质量巨大的天体，像太阳一样，其内部一直发生着核 （选填“聚变”或“裂变”反应，并 （选填“吸收”或“释放”）大量的能量，当天体的能量即将耗尽时，在自身 （选填“重力”或“惯性”）的作用下发生塌缩，就形成了黑洞。
【答案】聚变，释放，重力。
【详解】太阳内部不断发生着核聚变，巨大的天体，像太阳一样，所以其内部也不断发生着核聚变，发生核聚变时，两个轻原子核聚变为一个重原子核，同时释放出能量。
当天体的能量即将耗尽，由于天体自身重力很大，在自身重力作用下会发生塌缩。
二、太阳是人类能源的宝库
3. 太阳是人类能源的宝库，下述关于太阳能的说法中错误的是（ ）
A．太阳能是核反应产生的
B．光合作用是太阳能转换为化学能
C．煤、石油、天然气都是太阳能的产物
D．自然界的风能、水能、潮汐能也都来自太阳能
【答案】D
【详解】太阳能是内部原子核聚变产生出来的能量，故A正确；光合作用是太阳能转换为化学能，故B正确；地球上很多能源都间接来自太阳能，如现在人类使用的主要能源煤、石油、天然气等都是由太阳能转化而来的，故C正确；风能，水能都是因为地球吸收了太阳的能量形成的；潮汐能不是，是由地球和天体运动以及它们之间的相互作用而引起的，故D错误，故选D．
4. 太阳能的实质：太阳能实质上是太阳释放的 能和 能的总和。太阳能是地球能源的宝库，地球上主要的一次能源，如煤、 、天然气等化石能源以及 能（仅举一例）都是来源于太阳能．
【答案】热，光，石油，风。
【详解】太阳内部时刻进行着核聚变，并释放出光和热，所以我们所说的太阳能实质上是太阳释放的热能和光能的总和；太阳是地球的能量来源，地球上的水流能、风能都来源于太阳；地球上的煤炭、石油、天然气等化石能源也是远古以来存储下来的太阳能．
三、太阳能的利用
5．长潭高速全程安装了如图所示的“风光互补”路灯，该路灯内的蓄电池分别将风力发电机和太阳能电池板获得的电能储存起来，供夜间照明使用，下列说法正确的是（ ）
A．风力发电机主要将机械能转化为电能
B．风力发电机主要将电能转化为机械能
C．太阳能电池板主要将太阳能转化为内能
D．太阳能电池板主要将电能转化为风扇的机械能
【答案】A
【详解】AB．风力发电机在发电时，消耗风能，即机械能，产生电能，故是将机械能转化为电能的过程，故A正确，B错误；
CD．太阳能电池板是消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，故CD错误。
故选A。
6. 人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能，下面是太阳能的来源及转化框图。请对应填出图中序号处的物理术语：① ② ③ ④ 。
【答案】聚变，光热转换，太阳能电池，化学能。
【详解】①太阳能来自与原子核的核聚变。②太阳能热水器可以通过光热转换把太阳能转化为水的内能。③光电转换是通过太阳能电池把太阳能转化为电能。④植物通过光合作用把太阳能转化为化学能。
7. “神箭”已至，叩问寰宇；寻梦天宫，载人航天再创辉煌。神舟十六号载人飞船于2023年5月30日9点31分10秒点火发射，亿万观众在家观看现场直播，电视信号是通过 （选填“电磁波”或“超声波”）传递的。飞船进入太空后顺利打开太阳能帆板，神舟十六号载人飞船发射取得圆满成功。巨大的太阳能帆板接受太阳辐射的能量，为飞船提供充足的 能，满足飞船在太空运行的能量需求。
【答案】电磁波，电。
【详解】电磁波能传递信息，可在真空中传播，亿万观众在家观看现场直播，电视信号是通过电磁波传递的。
太阳能电池板可以把太阳能直接转化成电能；巨大的太阳能帆板接受太阳辐射的能量，为飞船提供充足的电能，满足飞船在太空运行的能量需求。
8. 如图所示为试验中的太阳能汽车，太阳能来自太阳内部的氢原子核发生 （选填“裂变”或“聚变”）而释放的核能；汽车顶部的太阳能电池将太阳能转化为电能，电能是 （选填“一次”或“二次”）能源。
【答案】聚变，二次。
【详解】在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能。
从自然界直接获得不需要加工处理的能源是一次能源；不能从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源叫二次能源。汽车顶部的太阳能电池将太阳能转化为电能，电能是二次能源。
9. 卡塔尔世界杯上呈现许多中国元素，其中的哈尔萨光伏电站就是中国电力建设集团承建，为世界杯所有场馆提供绿电，这些电能全部来自多哈以西约80公里荒漠中的200万块太阳能电池板。据查：1m2的晶硅太阳能板的电功率为120瓦，每天发电时间8小时。太阳能电池板给蓄电池充电时，
能转化 能；如果100m2的太阳能板发电一天的能量用燃烧天然气来提供，需要 m3天然气。（天然气的热值q＝3.6×107J/m3）
【答案】电，化学，9.6。
【详解】利用太阳能电池板给蓄电池充电时，电池板将太阳能转化电能，再转化为化学能，这样就可以将能量储存起来供需要时使用。
100m2的太阳能板发电一天的能量Q=W=100×120W×8×3600s=3.456×108J
需要天然气的体积
V=Qq=3.456×108J3.6×107J/m3=9.6m3
10. 为牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器、太阳能路灯等节能环保设备．根据你所学知识完成下列问题．
（1）太阳能是在太阳内部氢原子核发生 (选填“聚变”或“裂变”）时释放的能量；太阳能属于 能源（选填“可再生”、“不可再生”）。
（2）某团队现在正在设想研发内置太阳能电池板的新型屋顶瓦片，实现更好的节能．这种瓦片是通过 （选填“光电转化”、“光热转化”、“光化转化”）方式直接利用太阳能的．
（3）太阳能热水器利用真空热水管给水加热，如图某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m2，每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5×106J，该热水器仅能把接受太阳能的42%转化为水的内能，若光照6h可以使热水器内初温为15℃，质量为100kg的水温度升高到多少℃ ？
[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】（1）聚变，可再生；（2）光电转化；（3）60C.
【详解】（1）在太阳内部，氢原子核在超高温、高压作用下发生聚变，释放巨大的核能；太阳能取之不尽、用之不竭，是可再生能源；
（2）太阳能电池板的新型屋顶瓦片是太阳光的能量直接转化为电能，即通过光电转化方式直接利用太阳能的；
（3）水吸收的热量为：Q吸=2.5×106J/（m2·h）×3m2×6h×42%=1.89×107J
根据Q=cmΔt可得，水升高的温度为：
Δt=Q吸cm=1.89×107J4.2×103J/(kg·℃)×100kg=45℃
水温度升高到：
t=t0+△t=15℃+45℃=60℃．
11．目前，科学家正在研究太空电站，即地球同步轨道上的太阳能电站，其示意图如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．太阳能来自太阳内部的核裂变
B．太阳能收集板将太阳能转化为电能
C．利用微波实现“无缆传输”，微波是一种电磁波
D．太阳能是一种清洁，无污染的可再生能源
【答案】A
【详解】A．太阳能通过太阳内部的氢原子发生核聚变获得，故A错误，符合题意；
B．太阳能收集板就是太阳能电池板，它将太阳能转化为电能，故B正确，不符合题意；
C．通过电磁波来传输能量，实现能量的无线传输，微波是一种电磁波，故C正确，不符题意；
D．太阳能是一种清洁、无污染、可再生能源，太阳内部时刻进行着核聚变，由氢原子核聚变成氦原子核，释放出核能，故D正确，不符合题意。
故选A。
12. 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】电，内，裂。
【详解】太阳能电池通过光电转换装置，将太阳能转化为电能；太阳能热水器通过光热转换设备，将太阳能转化为内能；核电站的主要设备是核反应堆，在核反应堆中利用可控的链式反应发生核裂变，人类获得核能。
13. 2022年6月5日10时44分，我国长征2F运载火箭搭载神舟十四号载人飞船点火升空，飞控中心不断传出播报：“遥测信号正常”、“雷达跟踪信号正常”……地面雷达站密切跟踪，一段时间后，飞船准确进入预定轨道。飞船入轨后，顺利完成入轨状态设置。在17时42分，飞船与天宫空间站成功对接如图。随后，三名航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲进入天和核心舱，开启为期6个月的在轨留驻，开展物资转移、空间站建设等工作。神舟十四号载人飞船的成功发射，为我国空间站全面建成奠定了基础。
请回答下列问题：
（1）这里的“遥测信号”、“雷达跟踪信号”是通过什么传递信息？
（2）飞船与天宫空间站对接，需知道天宫空间站运动的速度。若天宫空间站在1min内运行的路程是420km，则它的平均速度是多少m/s？
（3）航天员在天宫空间站转移实验设备，若某设备在地面的质量是60kg，它在天宫空间站中受到的重力是多少？（天宫空间站所在位置g取8.7N/kg）
（4）太阳能电池板能为天宫空间站提供电能。若太阳能电池板的电功率为P，将光能转化为电能的效率为η，接收太阳光的面积为S。由此推测在时间t内，太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳能E为多少？（P、η、S、t均为已知量）
【答案】（1）电磁波；（2）7×103m/s；（3）522N；（4）PtηS
【详解】（1）电磁波可以在真空中传播，所以“遥测信号”、“雷达跟踪信号”是通过电磁波传递信息的。
（2）根据速度公式得
v=st=420×103m60s=7×103m/s
所以，天宫空间站的平均速度是7×103m/s。
（3）根据G=mg得 G=mg=60kg×8.7N/kg=522N
则设备在空间站中受到的重力为522N；
（4）由题意可得W电=Pt=ηES
解得E=PtηS，即太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳能为PtηS。
14．阅读短文，回答问题：
光伏发电
近年来全球气温逐渐上升，在“双碳”目标的背景之下，山西大同的“大熊猫”光伏发电站再一次走进人们的视野。光伏发电的原理是什么呢？
光伏发电系统的主要部件是太阳能电池板（组件）、蓄电池组、充放电控制器 等。太阳能电池利用半导体的光电效应原理发电，光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做 功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子，产生电能。蓄电池组是贮存太阳能电池方阵接受光照所产生的电能，并可随时向负载供电的设备。控制器是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。光伏发电系统的特点是可靠性高，使用寿命长，不污染环境，能有效减少碳排放缓解温室效应。
（1）传统发电机的工作原理是 ，太阳能电池利用 原理发电。
（2）蓄电池充电时将电能转化为 能储存起来，以便随时供电。光伏发电系统的优点是 （写出一条即可）。
【答案】（1）电磁感应，光电效应；（2化学，不污染环境。
【详解】（1）传统发动机工作时将机械能转化为电能，发电机是根据电磁感应的原理制成的。
由材料可知，太阳能电池利用半导体的光电效应原理发电，光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做 功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子，产生电能。
（2）蓄电池充电时，消耗电能，产生化学能，将电能转化为化学能。
由材料可知，光伏发电系统的特点是可靠性高，使用寿命长，不污染环境，能有效减少碳排放缓解温室效应。
15．阅读短文，回答问题。
科学研究的“太空实验室”
中国空间站缩写CSS，又称天宫空间站，是中华人民共和国建造的国家级太空实验室。1992年9月21日，中国载人航天工程正式立项实施；2022年12月31日，国家主席习近平在新年贺词中郑重宣布，“中国空间站全面建成”。经过遴选，空间站上搭载安装有包括生物学、材料科学、基础物理、流体等类别相关的科学研究实验设施。空间站需要大规模的供电能力，需安装几对数十米长的太阳帆板，来维持长期运行。在空间站任务中，航天员必须完成大量的空间科学实验、技术试验等工作。在中国空间站历次“天宫课堂”中，航天员在微重力环境下，曾做了浮力消失的实验、水球光学实验、太空抛物实验、液桥演示实验等许多项目。
请回答下列问题：
（1）如图所示，在太空授课中航天员用小棒将乒乓球缓慢推入水中，撤回小棒后，由于球处于 环境中，所受浮力“消失”，观察到球相对于水的运动状态是 的；
（2）王亚平老师在天宫实验室里，用两片塑科板让水建成了“液桥”，如图所示。水能成桥是因为 ；
A．分子引力 B．分子斥力 C． 磁场力 D．浮力
（3）中国空间站使用的电能，主要来自于 ；
（4）如果在未来，允许中学生去天宫做物理实验。小强采用电热丝加热质量相等、初温相同的煤油，验证影响电功大小的因素，用温度计测量煤油的温度，可通过煤油 来比较电流做功的大小。实验中采用了控制变量法和 （选填“理想实验法”“转换法”或“类比法”）。
【答案】（1）失重，静止；（2）A；（3）太阳能；（4）温度变化量，转换法。
【详解】（1）在空间站中物体处于失重状态，浸在水中的乒乓球不会受到水的压强和压力，所以乒乓球几乎不会受浮力，撤回小棒后，所受浮力“消失”，球相对于水的位置没有发生改变，是静止的。
（2）向外拉动塑科板，水未分离，形成了“液桥”，说明水分子间存在引力。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
（3）空间站需要大规模的供电能力，需安装几对数十米长的太阳帆板，来维持长期运行，空间站使用的电能主要来源于太阳能。
（4）实验中，电流产生的热量无法直接测量，而是利用煤油温度变化量来表示，用到转换法。
16．（2023·湖北武汉·统考中考真题）太阳是人类能源的宝库。下列说法正确的是（ ）
A．能量的转化和转移是有方向性、不可逆的
B．太阳能是太阳内部氢原子核发生裂变释放的能量
C．太阳能是未来的理想能源之一，是不可再生能源
D．中国空间站上用到的太阳能电池板是将太阳能直接转化为化学能
【答案】A
【详解】A．能量的转化和转移使有方向性的，不可逆的，故而要节约能源。故A正确；
B．在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能，故B错误；
C．太阳能可以长期提供或再生，属于可再生能源，故C错误；
D．太阳能电池板工作时，先将光能转化为电能，然后将电能转化为化学能储存在蓄电池中，故D错误。
故选A。
17．（2023·河北·统考中考真题）秉承可持续发展的思想，开发新能源、更好地利用已知能源是全球范围内的重要课题，开发和利用核能就是一个有效途径。核能是质量较大的原子核发生 或质量较小的原子核发生聚变时释放的能量，通过可控聚变来利用核能，有望解决人类能源问题。1g核燃料聚变时释放的能量约为1×105kW·h，假设把1×105kW·h的能量完全转化为电能，可供年用电量为1000kW·h的家庭使用 年。太阳也是一个巨大的“核能火炉”，它向外辐射的能量是我们的能源宝库。人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能量，请你写出一种转化方式或一个相关的实例： 。
【答案】裂变，100，太阳能集热器。
【详解】质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时释放出的惊人的能量叫做核能，获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。
可供年用电量为1000kW·h的家庭使用
1×105kW⋅h1000kW⋅h/年=100年
太阳能转化为其他形式能量的方式：光热转换，例如用太阳能集热器把水加热；光电转换，把太阳能转化为电能，例如太阳能电池。
18．（2023·湖南益阳·统考中考真题）太阳能是人类能源的宝库，下列有关太阳能的说法错误的是（ ）
A．太阳能是氢聚变释放的核能
B．我们今天开采的化石能源来自于上亿年前地球接收的太阳能
C．目前太阳能电池转化太阳能的效率非常高
D．太阳能电池是将太阳能转化为电能
【答案】C
【详解】A．太阳是一个巨大的核能火炉，每时每刻都在发生聚变反应，向周围释放出惊人的核能，故A正确，不符合题意；
B．我们开采化石能源获取能量，实际上就是在开采上亿年前地球所接收的太阳能，故B正确，不符合题意；
C．目前太阳能电池转化太阳能的效率较低，故C错误，符合题意；
D．太阳能电池，消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，故D正确，不符合题意。
故选C。
19. （2022·湖南株洲·统考中考真题）如图是根据初中物理能源的有关内容绘制的知识结构图，线条表示知识间的逻辑联系，据此完成以下小题。
（1）化石能源和太阳能中属于可再生能源的是 ；
（2）目前核电站发电，释放核能的方式是 ；
（3）图中①为连接化石能源与太阳能之间的线条，②为连接核聚变与太阳能之间的线条，请任意选择其中一根线条说明它所表示的物理意义 。
【答案】（1）太阳能；（2）核裂变；（3）见解析。
【详解】（1）化石能源不可在短时间内形成，属于不可再生能源，太阳能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源。
（2）目前核电站都是利用核裂变释放的核能发电的。
（3）①化石能源间接的来源于太阳能；②太阳能来自太阳内部核聚变产生的能量。
20．（2023·宁夏·统考中考真题）在敦煌戈壁难上，有一座熔岩塔式光热电站如图所示，电站内有12万面可随太阳转动，略有弧度的定日镜能将太阳光反射到吸热塔的顶部，加热其中的熔盘。熔盘的比热容是1.53×103J/kg·℃，熔点是131℃，将290℃左右的熔盐存储在保温性能较好的低温储热器中，输送到接收器内，通过太阳能加热使其温度达到566℃以上。再存储在高温的储热器中，当需要发电时，将高温熔盐送往蒸汽发生器，产生高温高压的水蒸气驱动涡轮发电机发电。
（1）为提高日定的聚光效果，每面定日镜应设计成 （选填“平面镜”、“凹面镜”或“凸面镜”）。
（2）在电厂投产前，需要将固态的熔盐熔化后注入低温储热器中，在熔化过程中，熔盐的温度为 ℃。在蒸汽发生器中水是通过 方式增大内能的，熔盐发电最终将太阳能转化为 。
（3）请计算在蒸汽发生器中若1kg的高温熔盐温度由560℃降到300℃时放出的热量是多少？
（4）熔盐塔式光热电站与火力发电站相比，有什么优点（写出一条即可） 。
【答案】（1）凹面镜；（2）131，热传递，电能；（3）3.978×105J；（4）清洁.
【详解】（1）因为凹面镜有会聚作用，所以为提高定日镜的聚光效果，每面定日镜应设计成凹面镜。
（2）根据材料内容熔盐的熔点是131°C，由此可知熔盐熔化过程的温度是131°C。
在蒸汽发生器中，水是通过吸收热量，即热传递的方式改变了内能。
熔盐发电是通过熔盐吸收太阳能转化为机械能，驱动涡轮发电机发电，即最终将太阳能转化为电能。
（3）放出的热量
Q放=cmt-t0=1.53×103J/kg·℃×1kg×560℃-300℃=3.978×105J
（4）熔盐塔式光热电站与火力发电站相比的优点：清洁、节能、可持续、减少碳排放。
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