2021年初中九年级物理(精编版)-课后习题-第22章能源与可持续发展-及答案第3节太阳能.pdf

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1、 1 第 3 节 太阳能 知能演练提升 能力提升 1.太阳能是人类能源的宝库,下列能源不是来源于太阳能的是()A.地热能 B.风能 C.水能 D.生物质能 2.下列关于太阳能的说法错误的是()A.太阳能十分巨大,供应时间长久,目前太阳能的转换率也很高 B.太阳内部不断地进行核聚变,以电磁波的形式向外辐射能量 C.太阳能分布广泛,获取方便,无须开采运输 D.太阳能安全、清洁,开采利用太阳能不会对环境造成污染 3.右图是某校学生设计的一款小夜灯,它的一侧是太阳能电池板,另一侧是高效节能的LED 灯。关于小夜灯中所应用的物理知识,下列说法正确的是()A.太阳能电池板主要是靠白天接收阳光的照射而获得能

2、量 B.太阳能电池板将电能转化为内能 C.LED 灯的发光物体是由电阻很小的铜质材料制成的 D.LED 灯不发光时也有电流通过 4.我国在“人造太阳”的项目中取得重大突破,下图是实验室内的场景。“人造太阳”是利用氢核 (选填“裂”或“聚”)变来获得巨大能量的。利用“人造太阳”发电可缓解电力紧张,电能是 (选填“一次”或“二次”)能源。5.太阳能清洁无污染,是人类能源的宝库。太阳能属于 (选填“一次”或“二次”)能源。太阳能是在太阳内部氢原子核发生 释放出的能。6.我国在宁夏建造的一座试验性发电站的示意图如图所示。阳光穿过透明的集热棚顶使棚内空气变热,热空气从烟囱中上冲,带动发电机转动发电。(1

3、)这种发电站利用的能源是 能,它 (选填“能”或“不能”)将获得的能量完全转化为电能。(2)这种发电方式与火力发电相比优点是 ,不足是 (各写出一条即可)。2 7.请阅读下列短文,回答相关问题。太阳能飞机 太阳能飞机“阳光动力 2号”(如图所示)的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料。它的翼展达到 72 m,比波音 747-8 型的翼展还要宽 3.5 m。机长 22.4 m,接近一个篮球场的长度,而质量仅有 2 300 kg,跟一辆中型轿车相差无几。它的起飞速度为 46 km/h,最大速度约 140 km/h。“阳光动力 2 号”的机翼、机身和水平尾翼上共贴敷了 17 248片 135 m厚的单晶

4、硅薄膜太阳能电池。这些电池可以产生最大 70 kW的功率,这些电力可以输出给四台单台功率为 13.5 kW 的电动机带动四扇 4 m 直径的双叶螺旋桨给飞机提供动力。“阳光动力 2 号”白天会爬升到 8 500 m的高度以避开气流并最大化利用太阳能,此时的温度急剧升高,而夜晚则半滑翔飞行,逐渐降低到 1 500 m 的高度,其速度并不大,因此夜里对能源的需求也大大减少。(1)“阳光动力 2 号”的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料。“极轻”的物理含义是。(2)“阳光动力 2 号”吸收 能转化为电能,电能再转化为飞机需要的其他形式能。(3)在狭小的机舱内,两名瑞士飞行员将轮流驾驶,飞行 5 个昼夜

5、,速度按 80 km/h 计算,飞行的距离是 km。(4)“阳光动力 2 号”从夜晚航行转为白天航行过程中,飞机的重力势能逐渐 。探究创新 8.社会发展到今天,能源危机开始困扰人类。人们正在寻找各种可能的未来能源,以维持人类社会的持续发展。热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下利用氢的同位素氘、氚在可控情况下发生的核聚变。聚变反应中释放出来的核能提供大量的热量,就像一个“人造太阳”。反应后的生成物是无放射性污染的氦。预计建成的实验反应堆,可以在 16 min 产生 1.441012 J 的热量。据媒体报道:1 L海水提取的氢的同位素,在完全聚变反应中释放的能量,相当于 300 L 汽油完全燃烧所释

6、放的热量。请根据所提供的数据进行计算,并回答以下问题:(1)若汽油的密度约为 0.7103 kg/m3,300 L 汽油的质量是多少?(1 L=110-3 m3)(2)若汽油的热值为 4.6107 J/kg,300 L汽油完全燃烧能释放多少热量?(3)从 1.49102 L海水中提取氢的同位素,在发生聚变时可以产生 1.441012 J 的热量,若这些热量转化为电能的效率为 50%,则它可以供给一台功率是 200 W 的电视机正常工作多少小时?3 知能演练提升 1.A 地热能是由于地球内部发生变化时产生的能量,与太阳能无关,生物质能、水能、风能都来源于太阳能。2.A 太阳能作为一种新能源,具有

7、来源丰富、不需要开采运输、使用安全、清洁、无污染等优点,但由于其能量比较分散,且受季节、气候、昼夜变化的影响较大,给大规模利用带来困难。目前光电转换效率较低,还有待于研究更好的光电转换材料。3.A 太阳能电池板是靠白天接收阳光的照射,把太阳能转化为电能,故 A 选项正确,B 选项错误;LED 灯的发光物体是由半导体材料制成的,C选项错误;LED 灯不发光时没有电流通过,D 选项错误。4.解析“人造太阳”是利用氢原子核发生聚变时,释放出的核能来获得巨大能量的;电能是消耗其他能源经过加工转换来的,属于二次能源。答案 聚 二次 5.解析 太阳能属于直接从自然界获得的能源,叫作一次能源;在太阳内部时刻

8、发生由“氢”聚变成“氦”的聚变反应,不停地释放出巨大的能量。答案 一次 聚变 6.解析(1)这种发电站利用太阳能将空气加热,产生的热空气上升带动发电机发电,所以这种发电站利用的能源是太阳能;在发电的过程中,还有相当一部分热空气会从烟囱中跑掉,不能将内能全部转化为机械能带动发电机发电,所以这种发电站也不能将获得的能量完全转化为电能。(2)火力发电会产生大量的废气污染环境,与此相比这种发电方式最大的优点就是清洁无污染,不足之处是受天气影响较大。答案(1)太阳 不能(2)清洁无污染 受天气影响较大 7.解析(1)“阳光动力 2 号”的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料,“极轻”表示体积一定时,材料的质

9、量非常小,也就是密度很小,所以物理含义是密度极小;(2)“阳光动力 2 号”吸收太阳能转化为电能,电能再转化为飞机需要的其他形式的能量;(3)因为 v=,所以连续飞行的距离是 s=vt=80 km/h120 h=9 600 km;(4)在白天,“阳光动力 2 号”会爬升到 8 500 m的高度,而夜晚则半滑翔飞行,逐渐降低高度。此过程质量不变,但所处高度变化,所以从夜晚航行转为白天航行过程中,飞机的重力势能逐渐增加。答案(1)密度极小(2)太阳(3)9 600(4)增加 8.解析(1)m=V=0.7103 kg/m330010-3 m3=210 kg。(2)Q放=mq=210 kg4.6107 J/kg=9.66109 J。(3)t=1.441012 J50%200W=3.6109 s=106 h。答案(1)210 kg(2)9.66109 J(3)106 h