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22.3太阳能同步练习
一、单选题
1．下列说法正确的是
A．实验室夹取砝码的镊子是省力杠杆 B．保险丝熔断了可以用铜丝或铁丝代替
C．目前核电站是利用核裂变发电 D．太阳能的利用具有广阔的前景，所以人类不再有能源危机
2．下列能源是来自太阳能的是
A．潮汐能 B．地热能 C．天然气 D．核能
3．如图是武汉江滩公园中安装的一款太阳能LED路灯．下列说法错误的是（）
A．LED灯泡是由多个发光二极管并联组成的
B．LED灯泡的发光部件是由半导体材料制成的
C．太阳能电池板将太阳能直接转化为化学能储存起来
D．太阳能电池板旁的蓄电池是将电能直接转化为化学能储存起来
4．关于信息、能源和材料，下列说法正确的是（　　）
A．石油属于不可再生能源
B．我国目前的能源结构以太阳能为主
C．光导纤维是由超导材料制成的
D．手机网课主要是利用超声波来传递信号的
5．2021年6月17日9时22分，神舟十二号载人飞船搭载长征2F运载火箭在酒泉卫星发射中心发射，随后神舟十二号载人飞船成功进入预定轨道，并完成太阳翼展开，发射任务取得圆满成功。历时三个月，于2021年9月17日13时34分，神舟十二号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。下列有关能量转换的说法正确的是（　　）
A．燃料燃烧将化学能转为内能 B．火箭加速升空时将动能转化为重力势能
C．太阳能电池工作时将太阳能转化为化学能 D．飞船返回经过大气层时内能转化为机械能
6．2021年10月，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成，并成功交会对接。下列关于空间站的各种说法错误的是（ ）
A．中国空间站有两对“翅膀”——太阳翼，将太阳能转化为电能
B．飞船与空间站成功交会对接后，两者是相对静止的
C．舱外的宇航员看到外层空间是黑暗的，是因为那里缺少灰尘来反射光
D．舱内与舱外宇航员之间的交流，是通过次声波来传递信息的
7．电影纪录片《厉害了，我的国》中介绍∶“在无锡的国家重点实验室里，年轻的双手刚刚创造出全球晶硅太阳能电池效率的世界纪录。”太阳能电池能直接将光能转化为电能。以下说法错误的是（　　）
A．太阳能只能转化为电能
B．太阳能是一次能源
C．硅是制作太阳能电池的重要材料
D．太阳能电池给我们提供了新的电能来源
8．以下能量转化过程的分析正确的是（　　）
A．太阳能电池板可以将太阳能转化为化学能
B．手机电池充电是将化学能转化为电能
C．电动机工作时将机械能转化为电能
D．热机是把内能转化为机械能的装置
二、多选题
9．2020年2月，某品牌混动版全球首款“太阳能动力”量产汽车首发上市，这是首次将太阳能光伏发电车顶搭载到混动车型上。关于太阳能汽车，下列说法正确的是（　　）
A．太阳能是一种不可再生能源
B．图中车顶太阳能电池可将太阳能转化为电能
C．车内电动机的工作原理是电磁感应现象
D．5G和4G信号的电磁波在真空中传播的速度相等
10．太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一。关于太阳能的利用，下列说法错误的是（　　）
A．图中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为植物的化学能
B．图中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C．图中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D．图中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
三、填空题
11．物理来源于生活，又服务于生活，请将图中物理知识的应用填写完整．
太阳能电池板产生电能，说明光具有 ．
验钞机利用了紫外线 的特点
12．光在真空中的传播速度是 km/s，光年是 的单位；手机是通过 波来传递信息的；太阳能属于 能源(选填“可再生”或“不可再生”)．
13．太阳能发电技术是一种新型技术，某太阳能板的面积达3×104m2，年发电量3×106kW·h（1kW·h=3.6×106J）若这些电能由火力发电站提供（煤的热值为3×107J/kg，煤完全燃烧释放的内能转化为电能的效率是30%），则仅此一项每年可节约煤炭的质量为 。
14．太阳能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源，又属于 (选填“一次”或“二次”)能源．
15．太阳能电池帆板（简称“电池板”）是为各类太空飞行器提供能源的装置，被称为太空能量“供应商”。电池板通常装有“向日器”，有了“向日器”，电池板就像向日葵一样迎着太阳转动。某兴趣小组为了研究影响太阳能电池产生电流大小的因素，他们用材料相同、面积分别为S和S′（S＜S′）的电池板进行实验，并改变电池板与光线的夹角θ，用电流表观察电流大小，实验过程如图所示。

（1）太阳能电池是把太阳能转化成 能，而太阳能是太阳内部发生 （选填“裂变”或“聚变”）产生的。
（2）分析比较图甲、乙可得：材料与光线夹角相同的电池板， 越大，产生的电流越大。
（3）分析比较图 可得：电池板安装“向日器”时，要尽量使太阳光垂直照射电池板。
（4）图丁是中国天宫空间站，空间站利用电磁波与地面联系，电磁波在真空中传播速度是 m/s，地球半径为R=6.4×103km，空间站运行在离地球表面h=390km的圆形轨道上（轨道圆心与地心重合），若空间站发射电磁波传回地球，则至少需要 秒。
（5）对太空中的空间站来说，每24个小时就有16个昼夜。每昼30分钟、每夜60分钟，30分钟面对太阳的时间，就是电池板发电的时候。若空间站所在高度电池板每平方米接收的太阳光能量平均功率值为500W，为了保证每天能够产生8.28×108J的电能，则电池板的总面积至少为 m2（太阳能电池效率为23%）。
16．在国家“光伏扶贫”项目中，小军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，1.5h可以为电网提供电能 kW·h。
四、实验题
17．如图甲所示的共享单车是一种轻便、环保的交通工具，骑行共享单车可缓解交通压力节能减祥，同时还给人们的出行带来方便．小明对共享单车进行观察和研究后发现：
（1）共享单车的电子工作时，需要的电能是由车筐底部的电池板提供的，电池板工作时，把 转化为电能
（2）随着夏季气温的升高，放在烈日下的共享单车的充气轮胎容易被晒爆、轮胎爆裂时的能量转化和汽油机的 冲程的能量转化相同
（3）为了安全骑行共享单车，小明为共享单车设计了一个简化的转向电路，左开关闭合时左侧转向灯发光．右开关闭合时右侧转向灯发光，请你按照要求把图乙所示的实物图连接完整．
( )
（4）在一个阳光明媚的午后，小明在车库的阴暗角落里发现了一辆积满灰尘的共享单车，好心的小明将单车清理干净后却发现电子锁因供电不足而无法打开，聪明的小明想到了非常简单的办法便解决了问题，请你说出他是怎样做的： ．
18．随着社会主义新农村建设的不断深入，太阳能路灯已经在广大农村社区随处可见。太阳能路灯的核心部件是光电板，光电板可以把太阳能转化为电能并以化学能的形式储存或直接对外供电。物理兴趣小组想探究影响光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关，为此他们提出了如下猜想：
猜想1：光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的面积有关；
猜想2：光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的光照时间有关；
猜想3：光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的颜色有关。
根据以上猜想，他们把不同大小、涂有不同颜色的光电板正对太阳光照射不同的时间，然后再分别让它们对小灯泡供电直到小灯泡熄灭，并记录小灯泡的发光时间于下表中：
序号 光电板的面积 （） 光照时间 （） 光电板表面所 涂颜色 小灯泡发光 时间（s）
① 0.1 10 黑色 180
② 0.1 10 绿色 120
③ 0.1 10 白色 30
④ 0.2 10 黑色 360
⑤ 0.3 10 黑色 540
⑥ 0.1 20 黑色 360
⑦ 0.1 30 黑色 540
请完成下面的问题：
（1）实验中是通过比较 来比较光电板吸收太阳能的多少；
（2）本次实验所选用的小灯泡的规格应该是 （选填“相同”或“不同”）的；
（3）要验证猜想1，需要分析表中 （选填表中的序号）三组数据；分析表中①、⑥、⑦三组数据，我们可以得出结论：光电板吸收太阳能的多少与 有关。
五、综合题
19．人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出．如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题．6月5日是世界环境日，我国一直主张“低碳减排，绿色生活”．目前，我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力．
（1）你认为利用太阳能有哪些好处？ ．
（2）太阳能路灯已成为许多城镇、乡村的一道靓丽的风景线（如图1所示）．太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体态硅制成的，其主要材料是
A．磁性材料 B．纳米材料 C．半导体 D．超导体
（3）为了进一步利用太阳能，人们正在研发太阳能电动车．图2是太阳能电动三轮车，车子顶部的太阳能电池板将 能转化为 能储存在太阳能电池中，电池再给三轮车的电动机供电．制造太阳能电动三轮车车架有各种不同的新材料，部分材料的技术指标如表所示：
材料技术指标 锰钢 铝合金 钛合金 碳纤维
性能（强度） 强 较弱 较强 强
密度/（kg m﹣3） 7.9×103 3.0×103 4.5×103 1.6×103
若让你设计制造强度高并且轻便的三轮车，你选择表中的 材料，若车架的体积约为5×10﹣3m3，车架的质量是 kg．
参考答案：
1．C
【详解】A. 夹取砝码的镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错；B. 用铜丝或铁丝代替保险丝时，电路电流过大时熔断不了，起不到保险的作用；故B错误；C. 核电站是利用核裂变来释放能量来发电的，故C正确；D. 太阳能属于一次能源，是一种既无污染又取之不尽的新能源，但目前的充分应用还有很多技术上的难题，所以人类仍会有能源危机，故D错误．故选C.
【点睛】（1）结合生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆；（2）保险丝应选用电阻率大，熔点低的材料；（3）核电站的原理是通过核裂变释放能量来发电的；（4）太阳能可以直接被人类获取，属于一次能源，太阳能是清洁能源，不会产生任何污染．目前人类对太阳能的开发和利用还处于起步阶段．
2．C
【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，这是“广义太阳能”，以便与仅指太阳辐射能的“狭义太阳能”相区别．潮汐能和月亮有关，是由于月球的引力，故C符合题意．故选C.
【点睛】要解答本题需掌握：地球上很多能源都是间接来自太阳能，以及广义太阳能和狭义太阳能的区别．
3．C
【详解】A、LED灯泡是由多个发光二极管并联组成的，这样其中一只损坏时，不影响其它发光，故A正确；
B、LED灯主要使用的材料是半导体，故B正确；
C、太阳能电池板可以把太阳能转化为电能，故C错误；
D、蓄电池充电时，将电能转化为化学能，储存是蓄电池中；蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，故D正确．
故选C．
4．A
【详解】A．石油不能在短期内从自然界得到补充，所以它属于不可再生能源，故A正确；
B．我国目前的能源结构以化石能源为主，故B错误；
C．光导纤维是由二氧化硅制成的，不是超导体，故C错误；
D．电磁波可以传递信息，用手机网课是利用电磁波来传递信息的，故D错误。
故选A。
5．A
【详解】A．燃料燃烧的过程是由化学能转化为内能，故A正确；
B．火箭加速升空时，动能增大，重力势能也增大，不是动能转化重力势能，而内能转化机械能，故B错误；
C．太阳能电池在工作时，直接将太阳能转化为电能，故C错误；
D．飞船返回经过大气层时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故D错误。
故选A。
6．D
【详解】A．太阳翼是太阳能电池，太阳能电池是将太阳能转化为电能的、对外提供电能的装置，故A正确，A不符合题意；
B．对接后，飞船与空间站之间没有位置的变化，两者是相对静止的，故B正确，B不符合题意；
C．外层空间是黑暗的，因为外层空间相当于真空，那里缺少灰尘来反射光，故C正确，C不符合题意；
D．舱外真空，真空不能传声，舱内与舱外宇航员之间的交流，是通过电磁波来传递信息的，故D错误，D符合题意。
故选D。
7．A
【详解】A．太阳能可以转化为电能、内能、生物质能等，故错误，符合题意；
B．太阳能可以直接获取利用，是一次能源，故正确，不符合题意；
C．硅是半导体，是制作太阳能电池的重要材料，故正确，不符合题意；
D．太阳能清洁安全，太阳能电池给我们提供了新的电能来源，故正确，不符合题意。
故选A。
8．D
【详解】A．太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，故A错误；
B．手机电池充电是将电能转化为化学能，故B错误；
C．电动机将电能转化为机械能，故C错误；
D．热机是把内能转化为机械能的装置，故D正确。
故选D。
9．BD
【详解】A．太阳能是能够源源不断的从自然界得到的能源，属于可再生能源，故A错误；
B．太阳能电池有效的利用了太阳能，可将太阳能直接转化为电能，故B正确；
C．电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，发电机的工作原理是电磁感应现象，故C错误；
D．5G和4G信号都是利用电磁波传播信息的，所以它们在真空中的传播速度相同，都是3×108m/s，故D正确。
故选BD。
10．BCD
【详解】A．绿色植物通过光合作用，消耗太阳能，产生化学能，将太阳能转化为化学能，故A正确，不符合题意；
B．太阳能热水器是通过热传递方式改变水的内能，故B错误，符合题意；
C．太阳能信号灯先将太阳能先转化为电能，再转化为光能，故C错误，符合题意；
D．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，符合题意。
故选BCD。
11． 能量 使荧光物质发光
【详解】太阳能电池板产生电能，说明光具有能量．验钞机利用了紫外线使荧光物质发光的特点．
12． 3×105 长度 电磁 可再生
【详解】试题分析：光速是电磁波在真空中的传播速度，通常光速为3×105 km/s，光年：长度单位，光年一般被用于衡量天体间的距离，其意思是指光在真空中行走一年的距离，是由时间和光速计算出来的．1光年表示光在1年时间内所走的路程，1光年=9.46×1012km，手机是通过电磁波传递信息的，太阳能属于可再生能源．
考点：光速 光年 电磁波的应用
13．1.2×106kg
【详解】由题意可知，年发电量为
W=3×106×3.6×106J=1.08×1013J
则燃烧煤放出的热量为
所以可节约煤的质量为
14． 可再生 一次
【详解】太阳能使用后,还可以在自然界中获取,所以是可再生能源. 一次能源是指可以从自然界直接获取的能源，太阳能是一次能源.
15． 电 聚变 面积 甲和丙 250
【详解】（1）[1][2]太阳能电池工作时，是把太阳能转化为电能，太阳能是太阳内部发生聚变产生。
（2）[3]分析比较图甲与乙可知，电池板的材料、与阳光夹角相同，乙的面积大，电流表的示数大，即产生的电流大，故可以得出结论：材料与阳光夹角相同的电池板，面积越大，产生的电流越大。
（3）[4]分析比较图甲与丙可知，电池板的材料、面积相同，甲与阳光的夹角大，电流表的示数大，即产生的电流大，据此可知，太阳能电池帆板安装“向日器”时，要尽量使太阳光垂直照射电池板。
（4）[5][6]由于电磁波在真空中传播的速度和光速一样，则电磁波在真空中传播速度为，根据可知，空间站发射电磁波传回地球，则至少需要为
（5）[7]由可得，太阳能电池板获得的太阳能为
由题意知，每平方米接收的太阳光能量平均功率为500W，则每秒每平方米接收的太阳光能量平均值为500J，每天的日照时间为
机翼的太阳能电池的最小总面积为
16． 电 15
【详解】[1]白天太阳能电池板发电，向电网提供电能，此过程中，消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能。
[2]输出功率为
P=UI=500V×20A=10000W=10kW
1.5h可以为电网提供电能
W=Pt=10kW×1.5h=15kW·h
17． 太阳能 做功 将车子移动到阳光充足的地方
【详解】（1）车筐底部的电池板是太阳能电池板，太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能；
（2）轮胎爆裂时，气体膨胀对外做功，内能转化成机械能，与汽油机的做功冲程能量转化相同；
（3）左开关闭合时左侧转向灯发光，右开关闭合时右侧转向灯发光，因此两个转向灯是并联的，分别由两个开关控制，如下图：
（4）小明发现电子锁因供电不足而无法打开，主要将车子移动到阳光充足的地方，车筐底部的太阳能电池板就会将太阳能转化成电能，电子锁就打开了．
18． 小灯泡发光时间 相同 ①④⑤ 光照时间
【详解】（1）[1]由表格中数据可知，实验中是通过比较小灯泡发光时间的长短来比较光电板吸收太阳能的多少的。
（2）[2]实验中是通过比较小灯泡发光时间的长短来比较光电板吸收太阳能的多少的，应使小灯泡相同时间内消耗相同电能，故小灯泡的规格应该是一样的。
（3）[3]根据控制变量法，要验证猜想“光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的面积有关”应控制光照时间和光电板表面所涂颜色相同，使光电板的面积不同，故应选择实验①④⑤。
[4]表中①、⑥、⑦三组数据的光电板的面积和光电板表面所涂颜色相同，光照时间不同，小灯泡发光时间不同，故可得出结论光电板吸收太阳能的多少与光照时间有关。
19．（1）无污染、环保、可再生；（2）C；（3）；（4）光；电；碳纤维；8
【详解】试题分析：（1）太阳能热水器利用太阳能，不仅节省了能源，而且比较环保．
（2）根据材料的分类：导体、半导体、绝缘体和太阳能电池板的材料进行解答；
（3）车子顶部的太阳能电池板将光能转化为电能储存在太阳能电池中，电池再给三轮车的电动机供电；
根据表格和要求选择三轮车的材料，根据m=ρV求出车架的质量．
解：（1）利用太阳能有哪些好处：无污染、环保、可再生（或取之不尽、用之不竭）；
（2）太阳能电池板是由晶体态硅制成的，硅属于半导体；
（3）车子顶部的太阳能电池板将太阳能转化为电能．
制造强度高并且轻便的三轮车时，由表格可知应选碳纤维材料；
车架的质量：
m=ρV=1.6×103kg/m3×5×10﹣3m3=8kg．
故答案为（1）无污染、环保、可再生；（2）C；（3）；（4）光；电；碳纤维；8．
【点评】本题考查了质量的计算、热量的计算、欧姆定律的应用和电功率的计算，还涉及到了太阳能的优点、材料的分类和环境保护等，知识点较多，综合性强，难度较大．

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