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第二十二章 能源与可持续发展
第3 节 太阳能
一、单选题
1．（2021·全国九年级专题练习）下列能源中与太阳无关的是（ ）
A．地热能和潮汐能 B．光合作用和水能
C．核能和煤 D．石油、水能
【答案】A
【详解】
除了地热能、潮汐能和核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能。
故选A。
2．（2021·全国九年级专题练习）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供人们使用。
使用太阳能热水器时，将太阳能转化为（ ）
A．内能 B．机械能 C．电能 D．化学能
【答案】A
【详解】
太阳能热水器是将太阳能转化为内能，使热水器内的水温度升高，故A正确，BCD错误。
故选A。
3．（2021·全国九年级课时练习）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。下列说法错误的是（
）
A．超导材料可应用于电饭锅和远距离输电线
B．倡导“节能环保”、“低碳生活”应当重视太阳能的利用
C．手机通讯利用电磁波来发送和接收信息
试卷第1页，总9页D．抗干扰、信号衰减小的光纤适用于远距离、大容量传输信息
【答案】A
【详解】
A．超导材料没有电阻，不能应用于电饭锅，但是可以应用于远距离输电线，故A错误，故A符合题意。
B．在倡导“节能环保”、“低碳生活”的今天，人类要特别重视太阳能的利用，这是一种新能源的开发，
故B正确，故B不符合题意；
C．无线通讯是利用了电磁波来发送和接收信息，故C正确，C选项不符合题意；
D．光纤是传输电磁波信号的器件，具有抗干扰、信号衰减小的特点，适用于远距离、大容量传输信息，
故D正确，故D不符合题意。
故选A。
4．（2021·全国九年级课时练习）2020年我国将完成脱贫任务，全面进入小康社会，人民生活水平将得到
了极大的改善，体现在衣食住行等各个方面，各种场景与所对物理知识点不符的是（ ）
A．太阳能路灯是将太阳能转化为电能，电能再转化为光能
B．炒菜时是通过热传递增加食物内能的
C．在浇灌水泥路面时表面做得粗糙，这是为了增大摩擦力
D．在危房改造中，墙体的基石要比墙体宽得多，这是为了增大墙体对地面的压强
【答案】D
【详解】
A．太阳能路灯是将太阳能转化为电能，电能再转化为光能，故A不符合题意；
B．炒菜时，主要是通过热传递的方式增加食物内能，故B不符合题意；
C．在浇灌水泥路面时表面做得粗糙，这是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故
C不符合题意；
D．在危房改造中，墙体的基石要比墙体宽得多，这是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故
D符合题意。
故选D。
5．（2021·全国九年级专题练习）下列说法中错误的是（ ）
A．热机是把内能转化为机械能的机械
B．风力发电机将电能转化为机械能
C．太阳能电池将太阳能转化为电能
D．太阳能和核能均属于一次能源
【答案】B
试卷第2页，总9页【详解】
A．热机是把内能转化为机械能的机器，故A正确，A不符合题意；
B．风力发电机将空气的动能转化为电能，故B错误，B符合题意；
C．太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，故C正确，C不符合题意；
D．一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源，太阳能和核能均属于一次能源，
故D正确，D不符合题意。
故选B。
6．（2021·全国九年级专题练习）大力开发可再生能源，是当今人类社会的共识。下列属于可再生能源的
是（ ）
A．太阳能 B．石油 C．煤炭 D．天然气
【答案】A
【详解】
A．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，故A符合题意；
BCD．石油、煤炭和天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故BCD
不符合题意。
故选A。
7．（2021·全国九年级专题练习）下列说法错误的是（ ）
A．手机5G通讯技术是利用电磁波传递信息的
B．光纤通信是光在光导纤维中多次反射传递信息
C．“北斗三号”导航系统最后一颗组网卫星是一颗地球同步通讯卫星，以地球为参照物，它是运动的
D．新能源光伏发电技术是利用太阳能电池把太阳能转化为电能
【答案】C
【详解】
A．电磁波可以在真空中传播，电磁波既能传递信息，又能传递能量，手机、卫星都是通过电磁波来传递
信息的，故A正确；A不符合题意；
B．激光在传输过程中，从光导纤维的一端射入后，在光导纤维内壁上要发生多次反射，并从另一端射出，
这样就把它携带的信息传到远方，故B正确；B不符合题意；
C．因为同步卫星的转动和地球的转动是同步的，所以它相对地球的位置没有发生变化，以地球为参照物，
它是静止的，故C错误；C符合题意；
D．光伏发电系统发电时将太阳能转化为电能，故D正确；D不符合题意。
故选C。
试卷第3页，总9页二、多选题
8．（2020·山东济南市·九年级一模）“家家泉水入清河，千里长流到海波”，有诗这样称赞小清河。随着
不断的改造，800年小清河“华丽蜕变”，为泉城献上“生态厚礼”，下列说法正确的是（ ）
A．在河的两岸植树可以有效的减弱噪声的产生
B．小清河旁边的太阳能路灯是利用的可再生能源
C．夏日，小清河旁的石凳子很烫是因为发生了热传递
D．两岸传来阵阵花香，说明分子在做永不停息的无规则运动
【答案】BCD
【详解】
A．在河的两岸植树可以有效减弱噪声的传播，不能减弱噪声的产生，故A错误；
B．太阳能可以源源不断地获得，因此是可再生能源，故B正确；
C．小清河旁的石凳子很烫，是通过热传递的方式改变了石凳子的内能，故C正确；
D．两岸传来阵阵花香，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故D正确。
故选BCD。
三、填空题
9．（2021·河北唐山市·九年级期末）“低碳环保”是当今世界的主题，太阳能已被人们广泛利用。太阳能
来自于太阳内部的___________（选填“核裂变”或“核聚变”），太阳能属于___________（选填 “一
次”或“二次”）能源，利用太阳能的方式主要有两种，一种是用集热器加热，如某台太阳能集热器在天
气晴好时，一天可以吸收5.2×107J的热量，这相当于完全燃烧___________m3的煤气释放的热量；另一种
是用太阳能电池将太阳能转化为___________。（q =4.0×107J/m3）
煤气
【答案】核聚变 一次 1.3 电能
【详解】
[1]太阳能来自太阳内部的核聚变。
[2]太阳能属于一次能源。
[3]释放5.2×107J的热量，需要燃烧的煤气
[4]太阳能电池将太阳能转化为电能。
试卷第4页，总9页10．（2021·全国九年级专题练习）北斗卫星导航系统与地面光纤通信共同组成现代通信，将于2020年实
现全球覆盖。卫星利用太阳能电池板获得能量，太阳能电池板工作时由太阳能转化为______能。光纤传递
信息利用了光的______（选填“反射”或“直线传播”）原理。
【答案】电能 反射
【详解】
[1]太阳能电池板工作时，消耗太阳能，产生电能，由太阳能转化为电能。
[2]光纤通信利用激光传递信号，激光在光导纤维中经多次反射向前传播，激光的频率高，传输的信息量大。
11．（2020·江西育华学校九年级三模）2020年是“火星年”，我国首次火星探测任务“天问一号”将在7
—8月执行，如果一切顺利，将于2021年2—3月份抵达火星轨道，这一过程中，“天问一号”通过
__________与地球沟通。如图，火星车上的太阳能帆板，能将太阳能转化为________。
【答案】电磁波 电能
【详解】
[1]“天问一号”是通过电磁波来传递信息的。
[2]太阳能帆板是将太阳能转化为电能的装置。
四、实验题
12．（2021·全国九年级课时练习）阅读短文，回答下列问题：
光电效应
光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象，光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现，而正确的解释
为爱因斯坦所提出．光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应，又称光生伏特效应．前一
种现象发生在物体表面，又称外光电效应．后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应．外光电效应是
指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象（如图甲），只有入射光的频率高于一定值时，才能激发电子
逸出物质表面（在可见光中，红光的频率最低）．内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质内部运
动，但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象。
试卷第5页，总9页光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强度而改变的电阻器：入射光强，电阻
减小；入射光弱，电阻增大．光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换．利用太阳能的最佳方
式是光伏转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电，光伏产业正日益成为国际
上继IT、微电子产业之后又一爆炸式发展的行业。
我们现在能够看到的声和影完全配合一致的有声电影，就是利用了光电效应．影片摄制完后，要进行录音，
录音是通过专门的设备使声音的变化转变成光的变化，从而把声音的“像”摄制在影片的边缘上，这就是影
片边上的声道．放映电影时，用强度不变的光束照射声道，由于影片上各处的声道不同，所以在影片移动
的过程中，通过声道的光也就不断变化；变化的光射向图乙中的光敏电阻时，在电路中产生变化的电流，
通过喇叭就可以把“声音的照片”还原成声音。
(1)外光电效应会从物质中激发出_____
A．原子B．质子C．中子D．电子
(2)如果绿光照射到某金属表面能产生外光电效应，则下列光照射该金属也一定能产生外光电效应的是
_____
A．红光、紫光B．红光、黄光C．蓝光、紫光D．黄光、蓝光
(3)太阳能电池板在光伏转换过程中的能量转化是_____；喇叭在工作时的能量转化是_____。
(4)如图丙为某影片的部分声道图，其透光性从左至右越来越差．当它按图示方向在放映条件下匀速通过光
敏电阻上方时，喇叭发出的声音的响度将_____选填（“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】D C 太阳能转化为电能 电能转化为机械能 变大
【详解】
(1)[1]读材料可知，“外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象”因此，外光电效应会从物
质中激发出电子，故D符合题意。
(2) [2]因为“只有入射光的频率高于一定值时，才能激发电子逸出物质表面”，而在可见光中，蓝光照射
到某金属表面能产生外光电效应，光的频率是逐渐增大的，故紫光的频率大，当照射到某金属表面时能产
生外光电效应，故C符合题意。
(3) [3]太阳能电池板在光伏转换过程中的能量转化是太阳能转化为电能。
[4]喇叭在工作时的能量转化是电能转化为机械能。
试卷第6页，总9页(4) [5]如图丙所示，当强度不变的光束照射音道，由于音道的不同，所以在影片移动的过程中，通过音道
的光也就不断变化，且根据图中色彩判断，颜色越深，光照强度越强。所以从左向右移动，光照强度增强，
电流增大，故喇叭发出的声音的响度将变大。
五、计算题
13．（2021·全国九年级课时练习）某地区利用当地丰富的太阳能资源发电，供生产生活使用。
(1)太阳能发电有很多优点，但也存在一些不足，请写出一个不足之处；
(2)小明家将太阳能转化的电能储存到电源中，给热水壶和电暖气供电。开关S控制电路中所有用电器，开
关S 控制热水壶的加热电阻R （“220V 484W”），开关S 控制电暖气的加热电阻R （“220V
1 1 2 2
2420W”）。闭合所有开关，R 1､R
2
同时工作，R
1
每分钟放出2.4×104J的热量，求R
2
的实际功率；（R
1
和
R 的阻值不随温度变化）
2
(3)已知在一段时间内，垂直于太阳光的1m2面积上每1秒接收的太阳能为500J，如图所示，太阳光与水平
面夹角为60°，面积为4m2的太阳能电池板竖直放置。太阳能电池板将太阳能直接转化为电能的效率为
20%。求1分钟内通过该太阳能电池板获得的电能。
【答案】(1)地面应用时有间歇性，在晚上或阴雨天不能或很少发电或者目前成本相对较高；(2)2504W；
(3)
【详解】
(1)太阳能发电的缺点有：地面应用时有间歇性，在晚上或阴雨天不能或很少发电；目前成本相对较高。
(2)由 可得R 和R 的阻值分别为
1 2
试卷第7页，总9页由题意可知，闭合所有开关后，R 1､R
2
并联，电路的总电阻
电路消耗的总功率
R 每分钟放出2.4×104J的热量，由 可得R 消耗的实际功率
1 1
则R 的实际功率
2
(3)已知垂直于太阳光的1m2面积上每1秒接收的太阳能为500J，则太阳光与水平面夹角为60°时，面积为
4m2的太阳能电池板竖直放置在1分钟内接收到的太阳能
太阳能电池板将太阳能直接转化为电能的效率为20%，则通过该太阳能电池板获得的电能
答：(2)R 的实际功率是2504W；
2
(3)1分钟内通过该太阳能电池板获得的电能是 。
六、综合题
14．（2021·北京石景山区·八年级期末）请阅读《塔式光热发电》并回答第34题。
塔式光热发电
太阳能光热发电是指利用大规模阵列拋物或碟形镜面收来太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传
统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。按太阳能采集方式不同，主要分为塔式、槽式、碟式、线性
菲涅尔式四种。其中，塔式太阳能光热发电以其在规模化、光电转化效率以及投资成本等多方面具有槽式、
碟式以及线性菲涅耳式等难以媲美的综合优势，而具有更好的发展前景，目前各国都越来越关注塔式光热
发电技术的发展和研究。
试卷第8页，总9页塔式系统主要由多台定日镜组成定日镜场，将太阳能反射集中到镜场中间高塔顶部的高温接收器上，
转换成热能后，传给工质升温，经过蓄热器，再输入热力发动机。驱动发电机发电。培式光热发电系统由
聚光子系统，集热子系统，发电子系统，蓄热子系统，输助能源子系统五个子系统组成。其中，聚光子系
统与集热子系统为其组成核心技术。太阳能接收器是塔式太阳能热发电集热系统的重要组成部分，是光热
转换的关键部分。与另外三种光热发电方式相比，塔式太阳能热发电系统可通过熔盐储热，且具有聚光比
和工作温度高、热传递路程短、热损耗少、系统综合效率高等特点。可实现高精度、大容量、连续发电，
是最为理想的发电方式。
太阳能光热发电方式已成为近年来新能源领域开发应用的热点，各国都出台了相应的经济扶持和激励
政策，全球总装机规模持续上升，呈现出一种蓬勃发展的景象。太阳能光热发电技木在未来的研发和应用
电，将朝着“高参数、大容量、连续发电”这三个技术方面发展。塔式太阳能热发电可以采用熔岩储热，
可以实现随时取用的功能，并且随着电站规模的扩大，成本能够进一步降低，是大型太阳能发电中前景最
好的发电形式。
总得来说太阳能热发电技术将会向着低成本、大规模的塔式光热发电方向快速发展，将在人类未来的
能源结构中占有举足轻重的地位。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)塔式光热发电系统由______系统，集热子系统，发电子系统，蓄热子系统，辅助能源子系统五个子系统
组成，太阳能接收器是塔式太阳能热发电集热系统的重要组成部分，是______转换的关键部分。
(2)文中“塔式系统主要由多台定日镜组成定日镜场，将太阳能反射集中到镜场中间高塔顶部的高温接收器
上”，这句话用到了______的物理原理；
(3)结合你的生活经历，列举出太阳能的一项应用：______。
【答案】聚光子 光热 光的反射 见解析
【详解】
(1)[1]由材料可知，培式光热发电系统由聚光子系统，集热子系统，发电子系统，蓄热子系统，输助能源子
系统五个子系统组成。
[2]太阳能接收器是塔式太阳能热发电集热系统的重要组成部分，是光热转换的关键部分。
(2)[3]定日镜场可以反射太阳光到镜场中间高塔顶部的高温接收器上，说明定日镜属于平面镜，可以反射太
阳光，用到光的反射现象。
(3)[4]生活中有太阳能电池、太阳能热水器。
试卷第9页，总9页
