太阳能（学案）（含答案）-2022-2023学年人教版九年级全一册物理

3太阳能学案班级：姓名：成绩：【学习目标】1.知道太阳能的由来及其特点；2.大致了解利用太阳能的方式及其新进展。【重点难点】 学习重点：太阳能的利用。学习难点：太阳是人类能源的宝库。【学习过程】1.太阳的结构包括：，，，。在太阳内部，氢原子核在下发生，释放出巨大的。太阳表面温度约℃，就像一个高温气体组成的海洋。大部分太阳能以和的形式向四周辐射开去。今天我们开采化石燃料，实际上是在开采上亿年前地球接收的。直接利用太阳有两种途径：其一是把太阳能转化为______能，如、；其二是把太阳能转化为能，如、。6.太阳能发电的途径有：、。热发电就是先用集热器把太阳能变成能，再通过汽轮机将能转变为能。光发电就是利用太阳能电池的光电效应，将太阳能直接转变为能。7.太阳能的优点：①能源易；②能源量；③安全清洁、不排放；④可持续性。【随堂练习巩固基础】例1.市场上有一种装有太阳能电扇的帽子，如图所示，它在阳光的照射下，电扇快速转动，能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→机械能→电能 B．太阳能→电能→机械能 C．机械能→太阳能→电能 D．电能→太阳能→机械能例2.太阳能属于（填“可再生”或“不可再生”）能源。在地球上阳光充足的地方，1m2的面积每年获得的太阳能可达4.2×109J。这些能量相当于g焦炭完全燃烧放出的热量（焦炭的热值为3.0×107J/kg）。例3.某品牌太阳能热水器的光热转换效率为50%，该太阳能热水器内装有100kg、温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温长高到70℃，则热水器内的水吸收了J的热量，热水器接收J太阳能。例4.早期的风光互补发电巧妙利用太阳光强时风速小，光弱时风速大的自然特点，使风能、光能互补，从而基本保证发电功率稳定。（1）风能和光能都来源于，属于能源（选填“可再生”或“不可再生”）。若太阳光弱的时候风速小_____（选填”能”或”不能”）实现风光互补发电。（2）风机功率和风速的三次方成正比，风速加倍，其功率增加到原来的倍。光伏功率和光的辐射量有关，单位面积光能的功率叫光的辐射量，其单位是。（3）用风光互补发的电对额定功率P的用电器供电，风机功率为P1，光伏功率为P2，当P1+P2=，用电器正常工作。如图是某风光互补发电系统一段时间内功率变化的图线，在（选填“9”或“11”）点钟左右，光伏功率最大。例5.小明为了探究太阳光的辐射情况，分别用水和细沙做实验，用一底面积为0.1m2的方形水槽装了3kg水，在中午的太阳光下照射30min，水的温度升高了5℃。若实验不计热量损失，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），细沙的比热容为0.7×103J/（kg•℃），试求：（1）水吸收的热量是多少？（2）设每平方米水面上、平均每小时太阳辐射的热量为N，则N是多少？（3）将水槽中的水倒掉，然后平铺上3kg的细沙，在中午的太阳光下照射20min，细沙的温度能升高多少？【明辨易错精准理解】1.关于太阳能的下列说法中，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．太阳内部不停地进行核聚变，以热和光地形式向外辐射核能C．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境带来污染 D．太阳能分布广阔，获取方便，既无需挖掘开采，也无需运输【当堂检测及时反馈】1.我们都知道地球上几乎所有能源都来自太阳，下列哪组能源都不是来自太阳的（）A．核能风能 B．地热能潮汐能C．水能地热能 D．潮汐能生物质能2.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3.如图是一款太阳能座椅，椅子顶部安装的硅光电池板，可储备能量供晚间使用。下列说法正确的是（）A．硅光电池板是由超导材料制成的 B．硅光电池板可以将太阳能转化为电能 C．太阳能来源于太阳内部氢核的裂变 D．太阳能属于不可再生能源4.太阳能是在太阳内部，氢原子核发生（选填“裂变”或“聚变”），释放出的核能。太阳能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。某太阳能热水器能使100kg的水温度由室温升高50℃，那么这些水吸收的热量为J，这些热量相当于完全燃烧m3天然气所放出的热量[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）天然气的热值4.2×107J/m3]。5.太阳能路灯的灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能，并向灯杆下方的蓄电池充电，将电能转化为化学能储存起来，供夜晚路灯照明。若在一定时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为J，这与完全燃烧kg的煤放出的热量相当；若该太阳能路灯的能量转化效率是24%，则这些能量经转化后，可供额定功率为30W的路灯正常工作______h（煤的热值为3.0×107J/kg）。6.如图所示是利用太阳能电源工作的一种新型动力车，它上面的太阳能接收板的有效面积为8m2，天气晴朗且接收板正对阳光时，每平方米面积上每秒钟能接收到太阳辐射的能量为1000J。太阳能电池将太阳能转化为能；电动机正常工作时，将电能主要转化为能，若转化效率是80%，且该车沿水平路面匀速行驶时所获得的牵引力是150N，则该车匀速行驶的速度m/s。7.我国幅员辽阔，日照充足，一年可获得的太阳能约为3.6×1022J，求：（1）这些太阳能相当于多少吨标准煤完全燃烧释放的能量？（已知标准煤的热值q煤=3×107J/kg）（2）某太阳能集热器把质量为100kg、初温为20℃的水加热到80℃，水吸收的热量是多少？[已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃）]（3）如果这些水吸收的热量改用额定功率为3000W的电热水器来提供，电热水器需正常工作多长时间？（假设加热过程中消耗的电能全部被水吸收）【拓展延伸能力提升】1.太阳能热水器（图甲）是将太阳光能转化为内能的加热装置。我国太阳能资源分布的主要特点有：太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬22°～35°这一带，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心。青藏高原平均海拔高度在4000m以上，大气层稀薄而清洁，透明度好，纬度低，日照时间长。四川盆地雨多、雾多，晴天较少。（1）在倡导“节能环保”“低碳生活”的今天，人类应特别重视下列哪种能源的利用。A．太阳能B．煤炭C．石油D．天然气（2）青藏高原是太阳能高值中心的原因是什么？（3）如图乙是热水器“说明书”中的插图，反映了整桶水变热的原因。请你从物理学的角度为此图配一段文字说明。（4）如图丙为单管太阳能热水器安装简图。控制热水的阀门（相当于电路中的开关）应该安装在图中的处。如果热水用完了，为了向贮水桶中添加冷水，阀门应该在处。（5）单管太阳能热水器的设计尚有诸多缺陷，比如：只有一个进出口；阴雨天气或冬天水温较低；向桶中加冷水时难以判断水位，导致冷水常会溢出造成浪费等等。请你对其中任一缺陷进行改进设计。【参考答案】【学习过程】太阳大气、太阳核心、辐射层、对流层超高温、聚变、核能、6000、热、光太阳能内、太阳能热水器、反射式太阳灶、电、太阳能电池板、太阳能路灯（有理即可）热发电、光发电、内、内、电、电7.获取、大、CO2、强【随堂练习巩固基础】1.B2.可再生、1.4×1053.2.1×107、4.2×1074.（1）太阳能、可再生、不能；（2）8、W/m2；（3）P、115.（1）（2）（3）【明辨易错精准理解】1.A【当堂检测及时反馈】1.B2.A3.B4.聚变、可再生、2.1×107、0.55.2.7×1